岩溶流域典型农业区水体氢氧同位素的空间异质性及形成机制

分别于平水期和枯水期采集了花溪河流域典型农业区地表水和地下水样品。利用氢氧同位素示踪技术,结合土地利用类型对研究区不同水体的补给来源、季节变化及主要影响过程进行了分析,并对不同水体氢氧同位素值进行了空间插值分析,同时对其形成机制进行了分析,阐明了不同土地利用类型影响下的主要水文过程。结果表明:(1)研究区不同水体的主要补给来源为当地大气降水,月亮湖水库受蒸发作用影响明显,地表水和地下水的δD和δ~(18)O整体上呈现平水期高于枯水期的特征。(2)地下水的δD和δ~(18)O在枯水期与平水期均呈现明显的空间分异性特征,西部水田/水库集中区富集,东部旱地集中区贫化,土地利用对研究区环境水文过程影响明显。该研究结果有助于了解不同土地利用方式下地表水对地下水的影响,为流域管理提供科学依据。     

珠江泗河水流域降水事件中氢氧同位素特征分析

以珠江泗河水流域为研究对象,分析降水事件中降雨、河水和地下水氢氧同位素的变化特征和规律,研究降雨、河水和地下水的转化关系。研究结果表明:珠江泗河水流域雨季的降水线方程与全球大气降水线相比,斜率和截距偏小,反映其降水过程经历了一定的蒸发。场次降水事件中氘盈余平均值先减小后增加,反映了大气降水形成时水汽来源和运移过程中受环境变化影响导致的同位素分馏不平衡的差异。不同季节降水事件中降雨氢氧同位素组成差异显著,春末夏初降雨氢氧同位素组成较富集,随后同位素值逐渐贫化。单场降水事件中,降雨氢氧同位素值呈现先贫化后富集的现象。不同场次降水事件中,降雨的δD、δ~(18)O含量变化范围较大,河水次之,地下水变化最小。不同水体δ~(18)O～δD关系线斜率的大小为:地下水河水降雨,河水和地下水δ~(18)O～δD关系线均偏离大气降水线,反映出泗合水流域河水和地下水经历了蒸发分馏过程。     

托克逊两河流域地下水化学组分来源及同位素指示作用分析

通过对托克逊两河流域32组水样中的化学成分及环境同位素进行测定,运用聚类、Piper三线图、Gibbs图、离子比例系数法对化学组分来源进行分析,并对研究区水环境同位素特征进行分析,确定该区域地下水的水化学作用及组分来源。结果表明:沿阿拉沟渠从出山口山前砾质洪积平原→细土平原→盐沼平原过渡区地下水由HCO_3型→HCO_3·SO_4型、SO_4·HCO_3型→SO_4·CL型;地下水化学作用同时受蒸发浓缩作用、溶滤作用和阳离子交替吸附作用的影响,地下水化学组分来自盐类矿物的溶解;地下水δ~(18)O平均值为-0.889%,δD平均值为-5.668%,浅表层水δ~(18)O平均值为-0.938%,δD平均值为-6.005%,山区降水经二次转化对地下水补给产生一定的影响,远离当地大气降水线的水样受补给源和人工开采的影响。     

基于同位素技术的且末车尔臣河流域地下水补给来源分析

为了更加合理地利用及开发塔里木盆地南部且末县车尔臣河流域地下水资源,利用和田及乌鲁木齐2个监测站点多年大气降水同位素数据,拟合出当地大气降水线LMWL:δD=7.5δ~(18)O+5.9 (n=178,R~2=0.952 6)。通过不同地貌单元地表水与地下水同位素(δD、δ~(18)O、T)变化特征及Cl-δ~(18)O相对变化规律,结合当地水文地质条件,探究了且末县车尔臣河流域地下水补给来源。研究表明:沿河流方向,研究区不同地貌单元地下水均受到冰川雪融水及高山降雨补给,补给源区为南部高山区。此外,灌区人为修建水渠、机民井等节水设施,地表水与浅层地下水发生混合,地下水还受到了河水、农田灌溉水渗漏补给;绿洲带承压水δD、δ~(18)O、T值均偏低,反映地下水受到高海拔水源的早期补给且更新较慢;在沙漠一带地下水T值偏低,δD、δ~(18)O值接近当地大气降水线,推测此段地下水还受到了局部大气降水补给。     

平度市地下水中氟的分布特征及其影响因素分析

以山东省平度市为例,通过实地调查和水样采集分析,对地下水中氟的分布特征及其影响因素进行了研究。该区地下水中F-含量范围为0.2～18.6mg/L,高氟水主要分布在西南部低洼地区;本区高氟水的形成受多种因素的影响,其中高氟地层是形成高氟水的物质基础,地貌、地下水补给、径流、排泄和水文地球化学条件是3个重要的控制因素;平度市东北部富氟地层经降水淋滤作用,径流补给西南部洼地区,地下水径流排泄不畅,加上适宜的水化学条件,造成了地下水中F-的累积和富集。     

皮山河绿洲带大气降水同位素特征及其应用

采用稳定同位素D、~(18)O对塔里木盆地南缘皮山河绿洲带主要水体进行研究,探明其在空间上的变化规律,弄清各水体之间的相互联系。通过对样品D、~(18)O的分析,结合全球大气降水同位素监测网(GNIP)和田站1988-1992年的降水同位素数据和前人研究成果开展研究,结果表明:研究区全年降水同位素值具有明显的季节差异,大致可分为4-10月、12-3月2部分,4-10月降水同位素相对富集,12-3月降水同位素相对贫化;由于不同时期内各水体受到不同季节降水和冰雪融水持续补给的影响,研究区不同时期的水体在区域降水线的同一块区域交错分布,具有相似性;对于南疆地区主要接受冰雪消融、降水混合补给的河流,在应用各水体稳定同位素D、~(18)O差异判别地表水地下水转化关系时,需要对由接受补给造成的各水体之间的同位素差异进行充分考虑。     

沈西工业走廊污染场地浅层地下水无机污染特征

为分析东北平原典型区域浅层地下水污染现状及污染物的化学迁移规律,借助＂东北平原地下水污染调查与评价＂项目收集、野外调查获取的资料,选取布设在沈西工业走廊的一条水文地质剖面所在区域为研究区,绘制地下水流场图与无机污染物浓度等值线图推断污染物的扩散路径,应用相关系数法分析地表水与地下水中无机污染物的相关性,利用PhreeQC地球化学模拟软件计算该剖面的水化学成分的饱和指数,进一步确定无机污染物的运移途径。分析结果表明研究区主要污染源为细河地表水,浑河间接影响其周边地下水水质;地表水和地下水之间水力联系的强弱与人为因素将影响地下水水质;无机污染物以面状污染为主要污染形式,其运移能力受水力梯度与岩相环境中发生的水文地球化学作用的制约。     

达尔罕茂明安联合旗地表水-土壤水-地下水同位素含量时空分布特征分析

为探明达尔罕茂明安联合旗地表水-土壤水-地下水时空分布特征,应用被视为水体"DNA"探索的同位素示踪方法,对达尔罕茂明安联合旗4个典型区进行地表水、土壤水和地下水进行采样分析,并根据同位素检测结果对各水体的时空分布特征进行探究,揭示出研究区地表水、地下水和土壤水的主要补给来源及其时空变化规律,发现研究区地表水、土壤水和地下水主要补给来源为大气降水,仅在部分时段和区域产生互补,从时空变化来看研究区地表水、地下水随时间变化不大但随着自西向东的空间变化同位素含量逐渐变大,而土壤水则是随着空间的变化不大,在随时间变化中,0～125 cm深度土壤水受外界环境影响随时间变化较大,而深层土壤水同位素含量则逐渐趋于稳定。     

氢氧同位素在水文学领域中的应用

氢氧同位素在水文学领域应用非常广泛，在研究天然降水同位素分布，水体蒸发同位素变化，流域产流机制，流量过程线划分，地下水补给来源测定等方面有重要的作用。介绍了同位素技术在这些方面的国内外应用情况，并展望了今后的研究趋势和应用前景。     

五大连池药泉山地下水循环特征的水化学证据

基于药泉山矿水区地下水勘察数据,利用Piper图和统计分析描述了地下水水化学空间分布特征;结合地质与水文地质条件,运用PHREEQC软件对径流路径进行反向模拟,进一步探讨矿水区地下水的循环规律。分析结果表明:矿水区潜水主要接受大气降水及西部地下水补给,承压水无区外补给,地下水主要沿断裂从西南向东径流,自东部南北向断裂带以泉的形式排泄;在西南补给-径流带地下水由潜水下渗补给承压水,在排泄区地下水由深层向上顶托补给浅层地下水。药泉山地下水循环特征可为矿泉水资源合理开发利用提供科学依据。     

焦作地区水文地质条件对浅层地下水污染的控制作用研究

通过现场调查、水质分析以及模拟污染物扩散迁移发现,受水文地质条件的控制,在焦作不同区域浅层地下水的主要污染方式不同。水文地质条件还影响着污染物在地下水系统中的分布、迁移。在山前倾斜冲洪积平原地区,主要污染方式为入渗---径流扩散,本区浅层地下水对污染敏感性较高,浅层地下水中污染物浓度高于其他地区,污染物进入地下水系统后在地下径流的控制下自西北向东南方向扩散,沿大沙河一线扩散最快;在山前交接洼地,径流---蒸发浓缩作用成为主要的污染方式,长期的蒸发浓缩作用使得该区总硬度普遍超标;黄沁河冲积平原地区,入渗---蒸发浓缩为主要的污染方式,受包气带土层特殊性质的影响,浅层地下水氟污染较严重。     

等标污染负荷法在太子河流域风险源识别中的应用

太子河流域是一个完全属于辽河流域的完整流域,流域水资源总量少、开发强度大、中下游污染严重,对太子河流域的风险源进行识别,对于水污染突发事件中水质响应仿真模型的建立有重要作用。应用等标污染负荷法对太子河流域的众多污染源进行评价,筛选出重点风险源,为水污染突发事件风险源特征数据库的建立提供基础数据支持,也为水污染突发事件应急处置提供依据。     

汛期对地表水与地下水水质影响规律浅析

水污染是我国水资源开发利用面临的主要问题之一。水污染业已成为导致水资源短缺的重要因素,尤其是我国北方天然水资源缺乏的地区。汛期降水是我国季风气候区地表及地下水资源的主要补给源,随着洁净的降水加入,势必影响地表及地下水水质。以沈阳市辽河支流为例,以水质监测数据为基础,运用物元可拓法综合分析评价汛前及汛后地表与地下水质,在此基础上分析汛期降水对地表及地下水质的影响。结果表明,汛期降水对地表水质具有普遍的改善作用,然而受各种因素影响,其改善程度有限;影响地下水质的因素较多,汛期来水既可改善地下水质,也可使污染地表水入渗到地下而恶化地下水质,其决定因素在于地下水的各补给水源的水量及水质。     

北京市大兴区浅层地下水水质时空变化分析

对大兴区浅层地下水的主要污染物进行时空动态及原因分析。结果表明,大兴区浅层地下水的主要污染指标含量比较高,尤其是总硬度含量超标严重,硝酸盐氮含量局部地区偏大,氨氮含量变化不明显。总体来说,地下水水质南部和东部水质好于北部和西部地区。污染源（包括工业废水、居民生活污水、农业面源污染）的分布以及表层地质环境和地下水贮存条件对地下水水质有很大影响,大兴区急需建立完善的地下水资源利用和保护机制。     

黑龙江省地表水灌溉水质评价分析

【目的】合理制定管理策略改善灌溉水质。【方法】以黑龙江省2017年5—8月295个测点的16项水质监测指标为基础,以《地表水水质评价标准》(GB 3838—2002)和《农田灌溉水质标准》(GB5084—2005)为依据进行等级分类,采用Office以及ArcGIS软件分析了黑龙江省灌溉水质(主要指地表水)指标时空变化特征。【结果】①黑龙江省灌溉用水的主要污染物为有机污染物类(BOD5、COD和高锰酸盐指数)和面源污染类(氨氮、TN和TP)指标,其中仅有60.9%～76.7%和68.6%～78.3%测点的灌溉水质中COD和高锰酸盐指数能够达到III类标准以上;而面源污染类指标的表现较差,且TN和TP指标的超标问题较为严重;②时间变化方面,随着生育季的进行,有机物和面源污染类指标的劣类水测点均呈现逐渐增多趋势,且这一现象在TN和TP指标上表现更为明显;③空间变化方面,农业面源污染类指标的高风险区主要集中在佳木斯和七台河市,涉及的灌区主要包括鹤立河灌区、金沙灌区、三合灌区、孟家岗灌区和万家灌区。【结论】黑龙江省灌溉水质主要受农业面源污染类指标影响,且以TN、TP为主。制定合理的水肥管理策略是改善黑龙江省灌溉水质的重要手段。     

Decision support framework for assessment of non-point-source pollution of groundwater in large irrigation projects

Agriculture is the main non-point polluter of groundwater in irrigated areas as fertilizers and other agrochemicals are the main contaminants in the water that drains out of the root zone to recharge the aquifer. Nitrates from fertilizers, dissolved in percolation losses from rice fields, are the source of pollution considered. The concentration of nitrates in the percolated water depends on the distributed field water and nitrogen balances over the area. Its concentration in the groundwater depends on the total recharge, pollution loading, groundwater flow and solute transport within the aquifer. The development and application of a GIS based decision support framework that integrates field scale models of these processes for assessment of non-point-source pollution of groundwater in canal irrigation project areas is presented. The GIS is used for representing the spatial variations in input data over the area and map the output of the recharge and nitrogen balance models. The latter are used to provide the spatially distributed recharge and pollutant load inputs to the distributed groundwater flow and transport models, respectively. Alternate strategies for water and fertilizer use can be evaluated using this framework to ensure long-term sustainability of productive agriculture in large irrigation projects. The development and application of the framework is illustrated by taking a case study of a large canal irrigation system in India.     

清水河流域农业非点源污染模拟及特征分析

为探讨冬奥核心区所在的清水河流域农业非点源污染特征,利用SWAT模型对清水河流域进行污染模拟及特征分析.通过前期对流域内河流水质监测和评价分析可知,该流域农业非点源是重要污染来源,且降雨和径流会对水质影响较大.借助ArcGIS平台构建清水河流域SWAT非点源污染模型,并利用实测径流数据对模型进行了率定和验证,结果表明S...     

气候变化与人类活动对地下水埋深变化的影响

以通辽市科尔沁区为研究区,利用累积距平、M-K突变检验和累积量斜率变化率比较法,对降水量变化与地下水埋深变化进行突变检验,定量评估研究区气候变化与人类活动对地下水埋深变化的贡献度。结果表明:地下水埋深多年来呈显著上升趋势,降水对地下水埋深动态变化的影响存在明显的滞后现象,滞后期为3 a;研究区地下水埋深与降水量突变点为1998年,前期1980—1998年为基准期,后期1999—2016年为影响期;研究区气候变化对地下水埋深变化影响的贡献度为24.5%,人类活动对地下水埋深变化影响的贡献度为75.5%,人类活动是造成地下水埋深下降的主要原因。