尉犁县平原灌区浅层地下水水质现状评价

利用2006年新疆尉犁县浅层地下水监测资料,采用单指标法（盐度、可溶性钠含量、镁系数、残余碳酸钠和钠吸附比）、综合危害系数法和灌溉系数法对尉犁县平原灌区浅层地下水水质进行了评价,得出了尉犁县平原灌区浅层地下水水质的评价结果。评价结果表明,尉犁县平原灌区浅层地下水水质普遍较差,不适用于直接灌溉。     

环鄱阳湖地区浅层地下水化学特征及成因分析

[目的]分析环鄱阳湖地区浅层地下水化学特征及成因。[方法]于2010年对环鄱阳湖地区7个县市的地下水质状况进行调查,从矿化度、硬度、水化学类型等方面对鄱阳湖区域不同地区浅层地下水质状况进行分析对比,揭示区域浅层地下水质现状及其变化特征与原因。[结果]环鄱阳湖地区地下水质指标除pH外均较好,均属Ⅰ类水质标准;其中南昌市矿化度、硬度、电导率、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-为最高值,都昌县pH和SO42-为最高值,鄱阳县Mg2+和pH为最低值,永修县硬度、K+、Ca2+、SO42-、Cl-为最低值,进贤县Na+、矿化度和电导率为最低值。江西整体经济发展水平不高是环鄱阳湖地区地下水质较好的主要原因;南昌市地下水多项水质指标最大,甚至趋于Ⅱ类水质标准,是由于经济发展水平较高,人类活动起决定性作用。[结论]该研究为区域浅层地下水管理对策提供依据。     

天津市水体硝酸盐污染现状与分析

对2006年7月采集的202个水体硝酸盐含量进行了检测,结果表明,天津市水体硝酸盐含量总体水平较低,为5.79 mg/kg。各类型水体之间存在明显的差异,硝酸盐平均含量大小依次为小于100 m井水>排污河>河流>排灌沟渠>大于100 m井水>水库。同时对103个地下水水样的硝酸盐含量研究表明,天津市地下水硝酸盐含量与地下水埋深有比较密切的联系,随着地下水埋深的提高,水体硝酸盐含量呈上升趋势。对农业种植区农户施肥水平的调查显示,地下水硝酸盐含量与同区氮肥施用水平呈正相关,氮肥施用水平偏高是造成天津市蔬菜种植区地下水硝酸盐污染的根本途径。     

建三江分局地下水资源系统复杂性测度分析

为描述建三江分局地下水资源系统的复杂性特征,采用模式熵方法对其下属农场逐月地下水埋深序列复杂性进行了测度分析,并借助Arc GIS技术的可视化功能实现了建三江分局各农场地下水资源系统复杂性的区域差异分析。测度与分析结果表明:勤得利农场7区等8个农场逐月地下水埋深序列复杂性较强,鸭绿河农场5区等7个农场逐月地下水埋深序列复杂性较弱,模式熵能反映地下水埋深动态变化程度,具有运算高效快捷等优点,为水文序列复杂性研究提供了一种新途径。研究成果揭示了该地区地下水资源系统的复杂性特征及其地域差异,为水资源优化配置模型构建率定了边界参数,为建三江分局乃至整个三江平原合理利用与开发地下水资源提供了科学依据。     

河北省石津灌区水资源联合利用数值模拟与方案分析

针对河北省石津灌区地下水位不断下降的现状,根据灌区的水文地质条件,运用地下水数值模拟软件MODFLOW建立了地下水三维非稳定流模型,并利用地下水位实测资料进行率定验证。模型验证结果表明:模型能较好的反应该研究区域的实际情况,可用于该区域的地下水位预测。本研究利用该模型对井灌和井渠联合灌区地下水位进行模拟预测,并考虑井灌次数、井灌定额、渠灌定额等3种因素,提出了5种解决方案。结果表明:方案2(对灌区采用井渠联合灌溉方式,调整灌水时间:3月份采用井灌模式,单井平均抽水量为45m3/h,5月份和10月份采用渠道灌溉模式,平均灌水定额为1 800m3/hm2)是比较合理的方案,它能有效控制灌区地下水位,促进灌区的可持续发展,简单实用。     

辽河流域典型农区地下水硝酸盐时空变化特征

为了解和评价农业种植区域地下水硝酸盐含量状况,2005~2012年采集辽河流域典型农区2 839个井次的地下水样品,分析硝酸盐含量。结果表明,辽河流域典型农区地下水硝态氮平均为22.75 mg/L,井深小于或等于30 m地下水硝酸盐含量达到国家地下水质量标准的年份较少,井深30~100 m的除2011年外均达到标准,井深大于100 m的均能达到Ⅱ类水标准,各监测时期的硝酸盐含量和超标率有较大相关性;不同井深地下水硝酸盐含量差异明显,井深小于或等于30 m硝酸盐含量大于井深30~100 m的大于井深大于100 m的,随着井深深度的增加,地下水硝酸盐含量逐渐降低;以时间动态来看,硝酸盐含量总体呈逐年升高的趋势,超标可能性会进一步加大。     

光谱技术结合水分校正与样本增广的棉田土壤盐分精准反演

棉田土壤盐分的精准反演对于棉花的种植管理具有重要意义。水分和盐分作为主要环境因素,共同影响棉田土壤的波谱特征,两者之间的耦合关系直接影响土壤盐分的检测分析。为了提高基于光谱技术构建的模型对棉田土壤盐分信息解析的准确性与可靠性,该研究联用可见/短波近红外（400～1 000 nm）和长波近红外（960～1 693 nm）技术,采集不同含水率与含盐量的新疆地区土壤样本的光谱;结合外部参数正交法（external parameter orthogonalization,EPO）,校正不同标样集与不同波段光谱中的土壤含水率干扰信息;引入基于不同卷积步幅的深度卷积对抗网络（deep convolutional generative adversarial networks,DCGAN）,进行样本增广与质量评估;参考三层残差神经网络设计一维卷积神经网络RNet,最终构建基于EPO-DCGAN-RNet的优化模型,用于棉田土壤盐分的反演。结果表明,与传统机器学习方法和基于VGG或EfficientNet结构一维卷积神经网络相比,该研究提出的EPO-DCGAN-RNet方法能够有效地滤除水分对盐分反演的影响、提高模型对特征波段的挖掘能力、降低深度学习算法对样本量的依赖性,并能得到更优的模型预测性能。EPO-DCGAN-RNet的建模集R²和均方根误差分别为0.942、115.420 μS/cm,验证集R²和均方根误差分别为0.910和136.472 μS/cm。研究结果可为新疆棉田土壤盐分快速精准检测提供理论指导和技术支持,有助于促进盐碱地区棉花种植的水肥科学管理。     

巴丹吉林沙漠湖泊形成的机理分析

依据实际调查资料并结合前人研究成果,在探明区域水文地质条件的基础上,系统计算分析了沙漠区及外围盆地地下水的补给与排泄,发现沙漠区地下水补给量小于排泄量2.55×108 m3/a,不能解释内陆湖泊水量长久不衰的原因;而位于沙漠区西缘的黑河金塔-鼎新盆地地下水补给量大于排泄量2.66×108 m3/a,未见盆地内地下水位大幅度上升,多余的水量不知去向;与沙漠区衔接的其它盆地地下水资源匮乏且处于补排基本平衡的状态,根本无途径和多余的水量补给沙漠区.前人研究结果证实,横贯我国西北-东西的阿尔金大断裂的东延部分及其所形成的羽翼状断层带存在地表破碎带,且地势西高东低并具有良好的导水性,而这个地表破碎带通过了金塔-鼎新盆地和巴丹吉林沙漠,正好位于沙漠内陆湖泊群附近.而湖泊群一带存在大量钙华和钙质胶结层及湖水中3He/4He的比值,均表明湖泊水经过了深部地壳层的循环,加上黑河正义峡-哨马营段河水海拔高于湖泊群的佐证,认为黑河在金塔-鼎新盆地强烈渗漏所产生的地下水顺着阿尔金断裂自西向东源源不断地补给了巴丹吉林沙漠,经过目前还不为人知的深部循环方式,地下水在湖泊群地表破碎带向上运移形成上升泉,最终成为巴丹吉林内陆沙漠湖泊群水源的补给来源.     

基于DRASTIC的松嫩平原地下水脆弱性模糊综合评价

松嫩平原是东北地区重要的能源交通工业基地和农牧业基地。近几十年来,在发展经济的同时,自然生态环境也在遭受着破坏,产生了许多环境地质问题。本文运用基于DRASTIC的模糊综合评价方法,对松嫩平原潜水的脆弱性进行了评价。在评价的过程中分析了影响松嫩平原固有脆弱性的最主要的7个水文地质参数,将研究区划分为75个评价单元,应用公式构建各单元归属于各个级别的最优相对隶属度矩阵,得出脆弱性评价结果,绘制出脆弱性分布图。结果表明脆弱区(易污染区)只分布在吉林省王府~伏龙泉南部高平原区很少一部分;较脆弱区(略易污染区)主要分布在各条主要河流两岸及其较大支流河漫滩,低阶地以及中部的低平原区。评价结果有利于合理利用土地,有效保护地下水资源和防止地下水污染。     

基于水盐生产函数的绿洲灌区水盐调控研究

土壤次生盐碱化是新疆灌溉农业所面临的最大环境问题。灌溉农业的快速扩展与灌排系统不完善是造成土壤次生盐碱化发生与恶化的关键因素。以水盐生产函数为依据,计算了不同生育阶段及全生育期阶段棉花相对产量与土壤全盐的关系,依据该计算结果对塔里木灌区的土壤盐化程度做了初步划分。基于塔里木灌区地下水埋深较浅且多为微咸水的事实,比较深入地探讨了地下水合理的动态水位及作物对潜水利用问题。最后,提出了灌区水盐调控的对策,强调排水系统的通畅运行是控制土壤次生盐碱化的关键,通过排水系统和减少灌溉定额使作物生长期的地下水埋深控制在1.6~2.1 m内,不但可以减少排水成本,而且也可使作物充分利用地下水,同时促进塔里木河水质的改善。