长时间尺度的京津冀平原区地下水动态模拟及演变特征

地下水资源是京津冀平原的主要供水水源,自上世纪60年代以来,平原区地下水资源和地质环境显著地受到了人类活动和气候变化的影响,而地下水位动态是对人类和自然等影响的直接响应。针对于多因素作用下的平原区地下水位动态,文中基于水文地质条件分析和观测孔水位数据分析,综合利用数值模拟方法重现了平原区长时间尺度的不同空间尺度(全区、典型地段)下地下水位演变过程,揭示了平原区地下水水位动态机制。结果表明:近50年,全区平均地下水位持续下降,下降速率为0.36m/a;大面积浅层降落漏斗形成,石家庄漏斗中心水位下降速率最快,为1.1m/a;2001~2010年地下水平均补给速率(154.97mm/a)比1961~1970年减少6.2%,地下水更新能力明显减弱。地下水开采强度常年多于补给资源,导致了不同空间尺度上地下水位的下降,开采是影响地下水动态的主导因素,降水是限制地下水补给更新的主要因素。在气候变化和人类活动的双重影响下,平原区未来供水安全仍会面临挑战。     

黑河分水后下游地下水位和可开采储量的变化

黑河向东西居延海分水后,下游地下水位和开采储量的变化引人关注。以1990-1999年的平均地下水位代表分水前状况,以2004年代表分水后的地下水位水平,选择典型区域对狼心山以下额济纳三角洲地下水位的变化进行分析。结果表明:分水后下游三角洲的地下水位有不同程度的上升,范围在0.2~0.4 m;相应地地下水可开采储量增加约0.17×108m3,分析得出,这部分增加的可开采水储量主要由当年分水所增加的入境水量转化而来。由于黑河下游三角洲特殊的地理环境背景,决定了黑河分水是一项长期而艰巨的任务。     

基于GMS的吐鲁番盆地地下水资源量模拟预测

吐鲁番盆地位于我国西北内陆,蒸发强烈,降水稀少,地下水是非常重要甚至是唯一的淡水资源。为了能够探明吐鲁番盆地地下水资源量的构成,通过数据收集、现场调查和水文地质实验获得了一系列的参数,利用GMS软件建立了吐鲁番盆地地下水的非稳定流模型;并且基于现状开采条件下对吐鲁番盆地的地下水做了20 a预测。模拟结果显示:吐鲁番盆地的地下水可采资源量约为4.42×10~8m~3·a~(-1),现状开采条件下到2031年的地下水位下降幅度最高为13 m。由于吐鲁番盆地开采地下水主要用于农业灌溉,故吐鲁番盆地的绿洲面积不会减少,但为了合理利用地下水资源,应该调节该地区的供水结构,加大农业用水节水设备的使用。     

华北平原地下水资源功能衰退与恢复途径研究

相对20世纪50年代末,至本世纪华北平原地下水总开采量由不足100×108m3/a增至211.98×108m3/a,超出地下水可利用资源量192.31×108m3/a。长期超量开采和不合理的开采布局,使地下水水位持续下降、含水层疏干体积不断增加,地下水位降落漏斗持续扩展,地下水的资源功能不断衰退的同时产生地面沉降、地面塌陷、咸水入侵等环境地质问题。采取农业节水、工业调整开采强度布局、建立应急用水机制、地表水与地下水联合调蓄、本地劣质水资源化等综合举措,修复和涵养华北平原地下水系统势在必行。     

天山北坡水资源开发对地下水资源的影响及其合理利用

本文论述了包括乌鲁木齐市在内的天山北坡山前平原范围内的地下水资源数量、补给关系及开采利用条件,以及地下水开发后对该地区地下水位、数量、质量及泉水渗出等方面的影响,并对如何合理利用本地区地下水资源提出了意见。     

哈密盆地绿洲带地下水数值模拟及资源评价

哈密盆地是我国水资源最为贫乏的地区之一,但是近年来对地下水的大幅度开采导致了地下水位持续下降。为了研究哈密盆地绿洲带的地下水资源情况,构建了区域三维地下水流模型,模拟结果显示:哈密盆地绿洲带多年平均地下水补给量为5.51亿m~3/a,排泄量为6.58亿m~3/a,均衡差为1.03亿m~3/a。其中补给主要来源为暴雨洪流、山前侧向径流,河水入渗,井灌回归等,占总补给量的81.95%,排泄则以人工开采为主,占总排泄量的79.72%。在区域模型现状开采条件下,模拟了20年后地下水位的降深情况,并尝试通过优化开采布局的方法减缓绿洲带地下水降落漏斗的形成,结果表明优化开采布局有一定的可行性。     

沈阳市城区地下水位调控模拟研究

针对沈阳市城区地下水位不断上升、地下水资源开发利用不合理等问题,通过GMS建立地下水流数值模型,根据模型模拟预测结果和沈阳市城区实际情况提出合理的地下水开采方案,以达到有效调控地下水位的目的,此方案下地下水开采量为1440900m3/d,该方案保留了李巴彦水源地,并在全区范围内合理降低地下水位,为防治地下水有关灾害和地下水资源的优化管理提供了科学依据。     

采煤对陕北榆溪河流域地下水资源的影响分析——以杭来湾煤矿开采区为例

陕北榆林榆溪河流域属于生态脆弱区,煤炭开采活动严重影响了其地下水资源及地表生态环境,导致该流域水资源严重短缺,水质变差,但很难分析评价其影响程度。以杭来湾煤矿为例,在分析水文地质工程地质条件的基础上,通过冒裂带高度、地下水静储量、地下水动储量、采空区积水的计算和实地采集水样的检测,定量识别和定性分析了煤矿开采对榆溪河流域地下水资源的破坏影响。结果表明杭来湾首采区煤炭开采造成的地下水静储量破坏值为29.76万m3,动储量破坏值为1.35万m3/h,采空区积水为5991.52万m3;开采后地下水水质基本达标,影响较小。为了补偿地下水资源的破坏,须加强矿坑水的综合利用。     

昌马水库运行后疏勒河流域盆地地下水补给资源及其水位变化分析

通过对昌马水库运行前后不同时期疏勒河流域各盆地地下水补给量与地下水水位动态变化分析表明:流域地下水资源呈减少趋势,地下水位表现为较强的区域性下降。昌马水库运行后,中游玉门踏实盆地地下水补给量大幅减少,比上世纪60年代、90年代末分别减少了3.11亿m3、2.95亿m3,下游安西敦煌、花海盆地地下水补给量小幅增加,中游昌马洪积扇前缘泉水量与60年代比削减了53.2%。各盆地水量补给减少区水位下降,增加区水位上升,下降(上升)幅度随补给量减少(增加)而增大。     

民勤绿洲地下水环境动态研究

根据民勤绿洲1999～2008年51眼地下水位观测井资料和2010年采集的30个地下水水样资料,利用传统统计学和地统计学分析方法对该地区新时期地下水位时空变化动态和地下水化学特性进行了研究。结果表明:民勤绿洲地下水位近10年来总体呈逐年下降的趋势,年均降幅达0.52m;在引黄民调工程、石羊河流域分水方案等政策措施的影响下,2005、2007和2008年地下水位降幅均呈现减小趋势,并在2007年首次出现0.01m的回升;坝区和泉山区地下水位年均降幅较湖区分别高0.23m和0.52m,下降速度明显快于湖区;整个绿洲区地下水平均矿化度为3.34g/L,沿地下水流动方向,地下水化学类型变化较大,由坝区和泉山区南部的SO42--HCO-3-Na+或SO42--HCO-3-Ca2+型淡水-微咸水逐渐变为湖区的SO2-4-C1--Na+-Mg2+咸水-苦咸水。     

河谷区地下水人工回灌试验研究

河谷区采用现场坑灌和井灌试验,通过测定回灌量衰减和渗透系数的变化来分析回灌效果.坑灌回灌量中期衰减24%,后期衰减40%,在整个回灌过程中区域水位上升1.1～1.3 m,实际形成水丘规模很小,反映出试验层水平渗透能力强.井灌初期回灌量衰减33%,在后期基本稳定,但总趋势仍在衰减,含水层渗透系数以主孔为中心,由远到近渗透...     

新疆喀什市地下水水源地扩采方案对比分析

在简要介绍研究区水文地质条件的基础上,初步选定了7个地下水集中扩采方案,建立了研究区地下水渗流数学模型,对各扩采方案开采后地下水流场的变化,浅层水和深层水补排关系的改变以及开采水质进行了对比研究,推荐方案7为最优开采方案。这一结论对喀什市地下水的合理开发具有重要的指导意义。     

乌兰布和沙漠东北边缘人工绿洲地下水动态研究

通过对人工绿洲内及荒漠对照区不同时期地下水位、水质的监测分析,结果表明,绿洲因受灌溉水下渗的影响,与荒漠区相比,地下水位有较大的升高,１５年间地下水位上升了２．４ｍ,年平均升高１６ｃｍ;绿洲地下水位的升高在绿洲开发初期与后期变化较大,前期上升幅度较大（年升高２５ｃｍ）,后期上升幅度较小（年升高１０ｃｍ）;因受灌溉季节的影响,地下水埋深在一年中变化较大,丰水季与枯水季水位相差２ｍ左右,且某些地段超过潜水蒸发临界埋深;随绿洲开发年限的增加,绿洲内地下水质趋于变差,特别是在地势较低地域及灌渠两侧,地下水矿化度较高,某些地段出现卤水（矿化度高达９．２９ｇ／ｌ）;地下水水质变差及埋深变浅,均可引起土地次生盐渍化。     

白城市地下水资源合理开发利用规划

通过水文地质条件分析和地下水质量评价 ,确定出地下水的合理开采量、井群间距、开采区、污染距离以及水源地的保护带范围 ,为白城市科学开发和利用地下水资源 ,为促进城市社会经济的快速发展提供科学依据。     

渠井结合灌区地下水位动态对变化环境的响应及敏感性分析

以陕西省泾惠渠灌区为研究区,运用线性趋势分析法及Spearman秩次相关检验法分析了灌区地下水系统外部环境因子的变化特征,建立了基于BP神经网络的灌区地下水位动态对变化环境的响应模型,并应用通径分析方法,进行了灌区地下水位动态的敏感性分析。结果表明:近30多年来,灌区降水量呈显著减少趋势,其线性倾斜率为2.09 mm·a-1,蒸发量减少趋势不明显,其线性倾斜率为0.04 mm·a-1;地表水灌溉引水量呈减小趋势,渠首农灌引水量20世纪90年代之前减少了41.6%;地下水开采量减少了39.7%,渠井用水比例减小了33.9%;地下水位埋深不断增大,近31 a来地下水位累计下降了11.88 m;地下水位埋深模拟的平均相对误差为4.52%,检验的平均相对误差为2.23%,误差均在可接受范围之内;敏感性变化环境因子最大为渠井用水比例,最小为降水量。     

塔克拉玛干沙漠浅层地下水位对单井抽水的响应过程研究

为了研究人工抽水行为对周边地下水位的影响,在塔里木沙漠公路防护林生态工程第69号水源井处布设了抽水试验观测场,利用连续定位观测数据,分析了地下水位降深与时间的关系、地下水位的空间差异性规律;在此基础上利用Neuman井流模型方法,分析了含水层的传导性和贮水性,确定了该区域的相关水文地质参数;并利用Theis预报方法,对抽水引起的水位变化进行了短期预报。研究结果表明:抽水过程水位上升和下降过程均可分为快速和慢速两个阶段,含水层具有弹性释水和重力释水作用的特征;计算得出部分水文地质参数为:T=1.50E+1m3/d,Kh=3.74E+1 m/d,σ=1.12E-2;预测得出持续抽水1000 min时的抽水影响半径约为400m。文中研究所得出的水文地质参数符合该地区的水文地质条件,可作为相似区域水文地质学研究的参考;地下水位在抽水行为结束后,能够恢复到抽水前的水平;抽水行为对周边地下水位的影响范围不大,多个水源井之间不会形成相互干扰,不会引起天然地下水位的持续下降。研究结果可为沙漠公路沿线地下水资源的可持续利用和防护林生态工程整体的稳定性及长久运行提供一定的理论依据。     

合理开发利用地下水是新疆盐渍化耕地改良的重要途径

新疆地处内陆干旱区,土壤积盐严重,根据中巴地球资源卫星2005年遥感影像解译和实际调查,新疆现有耕地面积5.05×106 hm2,其中盐渍化耕地面积1.62×106 hm2,占耕地总面积的32.07%,占新疆中低产田60%以上,土壤盐渍化是影响新疆农业发展的主要因素。盐渍化耕地大多分布在地下水较高的地区,如冲积扇扇缘地...     

膜下滴灌条件下盐荒地土壤盐分变化规律研究

基于对下野地灌区、金沟河灌区的试验监测,从土壤盐分年内、年际变化及其与地下水埋深的关系两个方面,研究膜下滴灌条件下盐荒地土壤盐分变化规律。研究结果表明:在年际间,下野地灌区、金沟河灌区实施膜下滴灌6～8 a的盐荒地块,深度在60～100 cm的土层土壤含盐率分别保持在0.5%、0.8%上下,形成稳定积盐层,在60cm以上土层土壤盐分基本处于动态平衡;在年内,盐荒地土壤盐分整体上呈现随生育期的推后而降低的趋势,0～60cm土层脱盐效果较为明显,春秋季是两个积盐的高峰期;下野地灌区、金沟河灌区地下水埋深年际均值为3.60、2.26 m,土壤含盐率年际均值为0.49%、0.77%,土壤盐分随地下水埋深的减小而增加,说明石河子垦区土壤含盐量受地下水埋深影响较为明显。