不同水溶液条件下河床沉积物的渗透系数

为深入分析水物理化学作用对河床沉积物垂向渗透系数的影响，采用水头下降竖管渗透试验法，对渭河陕西段5处7个实验研究点，共98个试验点位进行原位沉积物垂向渗透系数(K_v)试验，并对其中的21根测管进行室内不同渗滤液条件下的沉积物垂向渗透系数研究。结果表明：自来水条件下的渗透系数大于河水条件下的渗透系数；营养液条件下渗透系数随时间变化呈先减小后增大的趋势；碱溶液对沉积物渗透系数起负作用，碱性越强负作用越大；酸溶液能增强沉积物的渗透性能，但对不同结构、成分的沉积物影响方式不同；河床沉积物渗透系数与河水中碱度呈极显著负相关，与河水的COD_Mn呈显著正相关。     

石羊河流域的水化学特征及其地表水与地下水的相互转化

通过分析石羊河流域地表水与地下水的水化学特征,可以了解石羊河流域地表水与地下水的相互转化关系。研究结果表明:(1)武威盆地,在山前地带,出山河水入渗转化为地下水;溢出带地下水以泉的形式转化为地表水;进入细土平原后,河水又补给地下水;在农灌区引河水又通过田间入渗反补地下水。(2)民勤盆地,地下水主要通过引水灌溉和河水补给。     

季节性河道土壤水分及其渗漏特征初探

利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据,分析干旱区季节性河流(库姆塔格沙漠东南部崔木土沟)沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明:①河道内以砂粒为主,土壤最大持水量在26. 08%~31. 75%。②监测期内,每次洪水过程,水分均能入渗到200 cm以下的土层,但50 cm以下土层的水分入渗基本为非饱和入渗;每次入渗过程,湿润锋到达土层的深度与入渗时间具有良好的线性相关关系,但这一相关关系在春、夏季具有明显的分异,春季水分入渗更为缓慢。③监测期内,160 cm土层共出现4次明显的连续渗漏过程,渗漏总量为2 165. 8 mm,最大渗漏强度为21. 4 mm·(2h)^-1,160 cm土壤水分渗漏速率随土壤水分含量增加呈指数增加趋势,但每次开始出现连续渗漏的土壤初始含水率并不一致。该研究可为进一步揭示干旱区河流廊道生态系统生存、变化提供了科学支撑。     

中国干旱区浅层地下水的形成、分布与运移

地球陆地浅层地下水的形成过程是大气降水、地表水与地下水相互转化的过程.主要依赖山区河流出山口径流维系生存和发展的中国干旱区,浅层地下水的形成过程完全不同于我国东部湿润区和青藏高寒区.研究表明:中国干旱区山地地下水以降水(雪冰融水)入渗补给为主,且最终转变为地表水补给河流,并参与平原盆地浅层地下水的形成过程;而盆地平原浅...     

黑河下游河床渗漏试验研究

黑河下游受自然和人类活动的影响 ,植被遭到严重破坏 ,额济纳旗绿洲正在逐步萎缩 ,生态环境的恶化已经引起广泛的关注。脆弱的生态需水主要依靠少量河水和地下水维持着 ,由于地表水资源的短缺 ,提出采取工程措施减少下游河床沿途入渗的建议。对此 ,运用美国SOILMOISTUREEQUIPMENTCORP .制造的Model 2 80 0Guelph入渗仪 ,对黑河下游河床入渗能力进行了定点测量 ,发现黑河下游河床入渗能力 (Kfs)相当强。初步分析河床入渗对下游植被生态的影响 ,以及为减少河床渗漏而采取工程措施的可行性。     

季节性河道土壤水分及其渗漏特征初探

利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据,分析干旱区季节性河流（库姆塔格沙漠东南部崔木土沟）沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明：① 河道内以砂粒为主,土壤最大持水量在26.08%～31.75%。② 监测期内,每次洪水过程,水分均能入渗到200 cm以下的土层,但50 cm以下土层的水分入渗基本为非饱和入渗;每次入渗过程,湿润锋到达土层的深度与入渗时间具有良好的线性相关关系,但这一相关关系在春、夏季具有明显的分异,春季水分入渗更为缓慢。③ 监测期内,160 cm土层共出现4次明显的连续渗漏过程,渗漏总量为2 165.8 mm,最大渗漏强度为21.4 mm·（2h）^-1,160 cm土壤水分渗漏速率随土壤水分含量增加呈指数增加趋势,但每次开始出现连续渗漏的土壤初始含水率并不一致。该研究可为进一步揭示干旱区河流廊道生态系统生存、变化提供了科学支撑。     

苏干湖盆地地下水氢氧稳定同位素特征及其意义

苏干湖盆地位于疏勒河流域西端,是西北干旱区独立的内流盆地。文中利用盆地内不同水体的氢氧稳定同位素样品,分析了盆地内不同水体氢氧同位素特征,揭示了盆地内水资源形成与水环境演化规律,对干旱区水资源研究有重要意义。盆地中部泉水及地下水接受出山河水大量入渗补给,地下水循环交替迅速,氢氧同位素组成与出山河水相似,是地下水的主要径流通道;党河南山、阿尔金山、安南坝山及赛什腾山山前戈壁带地下水接受山区季节性洪流补给,地下水循环交替缓慢,具贫重同位素特征;大苏干湖西端地下水同位素组成介于苏干湖湖水与山前戈壁带地下水,具富集重同位素的特征,表明大苏干湖西端地下水接受湖水的渗漏补给。受强烈蒸发影响的水体,具高矿化、富集重同位素的特征,同位素组成与盐分含量呈正相关变化,未受蒸发影响的水体,具贫重同位素的特征,同位素组成与盐分含量呈负相关变化。     

微咸水矿化度对重度盐碱土壤入渗特征的影响

通过微咸水室内一维垂直入渗试验,分析了淡水以及4种不同矿化度(2,3,4,5 g·L~(-1))微咸水对重度盐碱土壤累积入渗量、湿润锋运移深度、土壤含水率、入渗历时、入渗速率的影响。结果表明:累积入渗量、湿润锋运移深度、土壤含水率随微咸水矿化度的增加呈现增大的趋势,但与淡水相比,2,3,4,5 g·L~(-1)微咸水的累积入渗量、湿润锋运移深度随入渗时间的变化差异较小;同一土层,土壤含水率大小比较:淡水5 g·L~(-1)3 g·L~(-1)2 g·L~(-1)4 g·L~(-1);在微咸水灌溉条件下,累积入渗量与湿润锋运移深度呈线性关系。采用Kostiakov模型,Philip模型和Green-Ampt模型模拟微咸水入渗过程,结果显示,Kostiakov模型可以更好地描述重度盐碱土入渗率与入渗时间的关系。     

渭河陕西段河床渗透系数时空变化规律及其机制研究

采用水头下降竖管法对2011年11月-2014年11月渭河陕西段的5个区域河床垂向渗透系数(Kv)进行计算,分析其变化规律并试图通过沉积物的物理化学性质揭示Kv值变化的机制。结果表明:1)渭河草滩段河床的Kv值大于其它4个点位;2)草滩段Kv值具有较为强的时间变异,其它4个点位Kv值在较小范围内变动即趋于稳定;3)2013年5月以后各点位的Kv值比较接近;4)河水温度差异对Kv值的时空变化有一定的影响;5)河床沉积物的类型差异是Kv值变化的主要影响因素;6)不同类型的河床沉积物对Kv值的影响机制存在差异,但Kv值均与沉积物的孔隙率(n)和不均匀系数(Cu)相关。     

土壤水与地下水溶质运移联合模型

土壤水溶质运移模型着重解决入渗与蒸发条件下盐份在非饱和含水层中的垂向运移问题 ,地下水溶质运移模型着重解决盐份在饱和含水层中的横向运移问题 ,它们都不能全面描述区域盐份迁移的规律。分别建立地下水、土壤水的溶质运移模型子系统 ,耦合集成并进行联合运行是理想的解决方案。     

黄土高原半干旱区降雨入渗试验研究

黄土高原地区地下水资源缺乏,降雨是土壤水的唯一补给来源。为研究降雨补给地下水过程,在黄土丘陵半干旱区的米脂试验站,对野外10 m土柱土壤水分进行了定位观测,分析自然降雨下土壤水分入渗深度和补给量。结果表明:自动监测显示单次降雨量为5.2 mm(小雨)时,11 h后入渗达到最大深度0.3 m,此深度以下几乎没有变化;单次降雨量为15.8 mm(中雨)时,4 d内影响深度可达0.6 m;单次降雨量为33.6 mm(大雨)时,8 d内1.2 m处土壤含水量增长明显,1.4 m以下没有变化。水分循环主要在0.8 m以内的蒸发带,该层土壤水分易被蒸发,0.8 m以下随着深度增加,土体含水率变化逐渐滞后,增幅逐渐减小。受多种因素影响,入渗过程持续时间不一。覆盖处理观测期土壤水分补给量显示:覆膜石子树枝裸地,补给量与降雨量呈线性关系,覆膜补给量上升最大。     

布哈河流域中上游地区水文地球化学与同位素特征

布哈河是青海湖最大的补给水源,河流的水资源循环规律及水质演化趋势,对于维系青海湖水量及水质的稳定有着重要的意义。通过现场调查并结合水文地球化学、环境同位素分析方法,研究了河水、地下水的补给来源以及各水体之间的关联程度。结果表明:海拔4 600 m的河源区降水及雪冰融水为河水的主要补给源;河谷区地下水接受河水的入渗补给;基岩山区地下水对山前冲洪积平原地下水的补给作用明显;河谷Ⅰ~Ⅱ级阶地地下水接受河水的渗漏补给,Ⅲ级阶地地下水则接受山前洪积平原地下水的侧向径流补给及河水的渗漏补给。     

间歇供水条件下点源入渗规律研究

对间歇供水和连续供水方式下的杨凌粘壤土点源入渗进行了室内对比研究。结果表明:间歇供水地表点源入渗水平和竖直方向的最大入渗距离与入渗时间存在显著的幂函数关系;在灌水定额相同的条件下,大滴头流量(4L/h)间歇滴灌与小滴头流量(2L/h)连续滴灌相比较,间歇供水能有效增加水平湿润距离,同时垂向入渗距离降低15%;对应于同一灌水量,采用30min、60min和120min等3种间歇周期对点源入渗的水平和垂向入渗距离无明显影响。     

河西走廊水资源特征及其循环转化规律

河西走廊水资源主要以雪冰水资源、地表水资源与地下水资源的形式存在,分布于石羊河、黑河、疏勒河3大相对独立的流域水系.南部祁连山区发育大小河流共计57条,多年平均出山径流量71.29×108 m3,总体而言,近50 a出山径流变化比较稳定.走廊平原主要由8个大型的构造地貌盆地组成,盆地地下水主要接受出山河水及引灌河水的入渗补给,是地表水资源的重复表现形式,多年平均地下水补给量为42.42×108 m3.近50 a来,地下水补给量减少了17.19×108 m3,由此引起泉水资源23 a来衰减了24.6%.受构造地貌的制约,自南部山区至北部盆地,地下水与河水之间经过5个不同地带有规律的、大数量的、重复的转化过程,形成完整统一的"山区地下水-地表水-南盆地地下水-地表水(泉水)-北盆地地下水"水资源循环系统.     

不同粘粒含量土壤水分入渗能力模拟试验研究

为研究土壤粘粒含量对土壤入渗能力的影响,通过向自然土壤中添加沙粒、人工粘土的方法配制不同粘粒含量土壤,用土柱积水入渗模拟了人工配制土壤中粘粒含量对其入渗能力的影响.结果表明:(1) 土壤粘粒含量对土壤入渗能力有较大影响,随粘粒含量增多,入渗能力递减:＜0.001 mm粘粒含量从6%增加至40.4%时,稳定入渗速率从0.0169 cm/min降低至0.0068 cm/min,90 min累积入渗量则从3.66 cm降低至2.02 cm;(2) 稳定入渗速率、90 min累积入渗量与粘粒及物理性粘粒含量分别呈幂函数负相关、指数负相关关系,但与粘粒含量相关性更为显著;(3) 通过对Green-Ampt模型、Philip模型及Kostiakov模型的参数拟合及累积入渗量计算,发现在本试验中Kostiakov模型拟合精度最高,Philip模型次之,Green-Ampt模型较差,说明Kostiakov模型对于均质土体是个比较实用的入渗模型.     

克里雅河流域水中氟离子的空间分布特征

氟是对生物圈、地圈及人类健康都具有重要影响的化学元素。2014年夏季和2015年冬季沿克里雅河上游山区-中游于田人工绿洲-尾闾沙漠腹地达里雅布依天然湖沼湿地采集测定了1个乌鲁克库勒湖水、21个河水和8个地下水样品的F-、pH和TDS(可溶性固体总量)。测得流域河水F-含量在0.09~6.08 mg·L~(-1),地下水在2.68~6.0 mg·L~(-1),高山湖为4.81 mg·L~(-1);河水和地下水pH分别在7.28~8.60和7.26~7.87,湖水为8.95;河水和地下水TDS分别在216~2 884 mg·L~(-1)与1 113~3 884 mg·L~(-1),湖水为17 281 mg·L~(-1)。结果显示:1上游乌鲁克库勒湖为高F-、高矿化度碱性盐湖;2在上游,克里雅河地表水各参数基本不受季节影响,但中、下游因洪水期,除pH以外,夏季F-、电导率、TDS和硬度等参数均低于冬季,而冬季中下游河水则因枯水期地下水的补给,氟化明显;3因蒸发和溶解等作用,自上游至下游,河水F-及TDS总体呈逐渐增加趋势,其中,上游河道F-远低于中游于田人工绿洲及尾闾达里雅布依天然湖沼湿地的地下水,而于田绿洲地下水F-含量反高于达里雅布依,或因苏打盐渍化引起;4流域水中F-与TDS之间存在一定相关性,与pH间相关但不显著;5本流域F-含量略高于阿克苏河及叶尔羌河等塔里木盆地其他河流。     

基于HYDRUS-2D的雨水集聚深层入渗系统土壤水分运移模拟

为了解雨水集聚深层入渗(RWCI)系统土壤水分的入渗规律,设置不同灌水量(10 L、21 L和36 L)和RWCI设计坑深(40 cm和60 cm)的室内土箱试验,观测不同灌水量与不同水头变化情况土壤含水率变化和土壤湿润锋在径向和垂直方向上运移过程,依据非饱和土壤水动力学理论,建立HYDRUS-2D变水头边界条件土壤水分二维入渗模型。通过与实测数据对比,结果表明模型模拟值和实测值具有较好一致性:垂向湿润锋相对均方差(R_E)、平均绝对误差(MAE)和纳什系数(NE)分别为0.019、0.011 cm和0.994,径向湿润锋R_E、MAE和NE分别为0.018、0.851 cm和0.977,土壤含水率R_E、MAE和NE分别为0.188、0.016 cm~3·cm~(-3)和0.916。相比于设计深度为40 cm的RWCI系统, 60 cm RWCI系统在不同灌水量下能够更有效地增加果树根系分布层的土壤含水率,增加土壤水分入渗深度;相同灌水量下RWCI系统设计深度的径向湿润锋分布间无明显差异,而垂直方向的分布具有明显差异;RWCI系统在相同的设计深度下,随着灌水量增大湿润锋在垂向与径向的运移距离差异逐渐增大。     

鄂尔多斯高原潜水同位素特征及其成因分析

西北干旱半干旱区地下水的补给来源和方式仍没有统一的认识。通过对比鄂尔多斯高原不同水体氢氧稳定同位素特征,发现鄂尔多斯高原潜水的δD、δ~(18)O平均值(-71.75‰,-9.64‰)相对于当地降水均值(-65.00‰,-8.79‰)偏负。通过综合分析区内气候特点、地下水补给方式、潜水位动态等方面因素,认为潜水δD、δ~(18)O偏负现象与干旱地区降水的雨量效应和季节性冻土冻融作用下降水入渗补给地下水过程有关。δD、δ~(18)O值偏负的大降水补给地下水的能力较强,可能使潜水δD、δ~(18)O值偏负;冻土冻融条件下δD、δ~(18)O值偏负的冬季降水有效入渗补给能力较强,是潜水δD、δ~(18)O值偏负的另一可能原因。研究表明,利用氢氧稳定同位素研究干旱半干旱区地下水的补给来源和方式,需要考虑不同降水条件及冻土冻融作用下地下水补给能力的差异及其对地下水同位素组成的影响。     

滴灌条件下侧柏林地根区土壤水分运动规律研究

在山地造林试验区,选择了5种滴头流量,研究了侧柏林地根区土壤滴灌条件下地表积水区半径、湿润锋水平扩散半径、湿润锋垂直入渗深度、湿润体大小等表征滴灌水分入渗的特征值。分析试验数据表明:地表积水区半径、湿润锋水平扩散半径与灌水延续时间的关系可用对数函数描述;湿润锋垂直入渗深度与灌水延续时间之间的关系可用幂函数描述,树木根系是影响湿润锋垂直入渗的因素之一。在灌水过程中,湿润锋水平扩散速度总大于垂直入渗速度,湿润体为平卧的椭球体。     

黑河流域水化学空间分异特征分析

选取我国西北干旱区第 2大内陆河———黑河流域 ,对全流域地表水和地下水的水化学类型和水化学特征进行了系统分析。结果表明 ,黑河流域地表水中TDS (阴离子总量 )和主要离子含量沿流程均有不同程度的增加 ,但增幅不大。而地下水TDS从莺落峡出山后呈直线上升 ,下游TDS均大于 10 0 0mg/L ,主要离子含量增加明显 ,其变化特征与 TDS 基本一致 ;水化学成分和类型在空间上呈现出由上游向下游过渡变化的分带特征 :从上游山区、中游盆地到下游的尾闾盆地 ,河水的水化学特征依次为HCO3 -型、SO42 --HCO3 -型和Cl-型 ;山区和山前冲洪积扇中地下水为低矿化度的HCO3 -型水 ,中游盆地地下水矿化度升高 ,水化学类型为HCO3 -或HCO3 --SO42 -,下游盆地地下水矿化度进一步升高 ,水化学类型为Cl--SO42 -或Cl-;垂向变化上 ,由浅层到深层地下水矿化度降低 ,水化学类型变化不大 ,中游盆地主要为HCO3 -和HCO3 --SO42 -;下游盆地主要为Cl--SO42 -。