西北黑河下游盆地河水与地下水转化的新发现

运用地球物探、盆地地质演化、环境同位素示踪与水化学分析、河床渗透试验和地下水流场分析等研究方法,综合研究了我国西北干旱区第二大内陆河--黑河下游盆地河水与地下水的转化途径、方式及转化量,发现在哨马营至古日乃存在地堑式断层,断层带为黑河古河道.通过河水位与地下水位的关系、河床渗透试验,估算出黑河鼎新段河水渗漏量约为1.764×108m3/a. 黑河鼎新段为古日乃盆地地下水的补给区,地下水大多通过古河道进入古日乃盆地,保证古日乃绿洲的生存.为黑河流域综合整治提供了科学依据.     

河水与地下水耦合模型的建立与应用

建立了真正意义上的河水和地下水耦合模拟模型，采用普列斯曼隐式差分格式和有限元方法对河水和地下水流模型分别进行了离散，最后采用迭代法对耦合模型进行求解。以西北黑河流域下游为研究区域对地下水流进行了数值模拟，针对不同的地表河水和地下水开采状况对地下水位进行了预报，为水资源管理提供了科学根据。     

基于氡同位素的河水与地下水水力交换研究

选取氡同位素(²²²Rn)作为地表水与地下水水力交换过程的天然示踪剂,探明不同河段多水源水力关联关系及海陵区水循环特征。对新通扬运河海陵段进行河水及附近地下水采样,定性分析河水与地下水水力联系过程,建立河道氡一维稳定流模型及流量平衡模型,定量辨识地下水入流和河水渗漏机制。结果表明,新通扬运河海陵段的地下水补给主要发生在R3~R4、R7~R9河段,支流汇入、汇出对干流影响较小。模拟的地下水入流和河水渗漏结果显示河道中存在河水和地下水相互作用。利用河道氡一维稳定流模型得到详细的河水与地下水的水力联系情况,所得结果与定性分析结果一致。河道氡一维稳定流模型中,上下游流量为特别敏感参数,上下游河水内氡活度浓度为比较敏感参数。     

土壤水动力学在平原水文模拟中的应用

本文对平原水文模型中如何充分而又实际地运用土壤水动力学的理论和方法进行了探讨,用数值法求解一维垂向饱和-非饱和里查兹方程来模拟垂向水流和土壤水及地下水动态;用稳定状态的近似解来计算潜水蒸发;用非线牲水库概念模型来模拟地下水对河道的排水过程.所建议的方法在五道沟实验区试用,效果良好.     

西安市傍河水源地地下水环境评价

西安市是以地下水为主要供水源的城市,地下水环境的变化影响着城市发展和人民健康,依据地下水质实测资料,运用地质统计学分析方法,对西安市城区地下水中各种化学组分及傍河水源地地下水质进行了模拟分析,结果表明,城区和产河水源地地下水受到严重污染,其它傍河水源地水质基本良好,从长期看,由于傍河水源地的地下水补给源主要是河水,因此,保护水源地的关键是治理河水。     

GMS在饱和—非饱和地下水流动及核素迁移模拟中的应用

为了研究某饱和——不饱和区域的地下水流动和核素迁移规律,采用GMS软件数值模拟的方法,介绍了应用GMS解决这类问题时的具体步骤,论述了初始条件、边界条件的设置技巧。模拟得到了该区域合理的地下水流场和不同时刻的核素质量浓度分布,与相关程序计算结果吻合较好。研究结果表明:GMS在饱和—非饱和地下水流动及核素迁移模拟中,具有较高的应用价值。     

综合遥感和地下水数值模拟分析黑河中游三水转化及其对土地利用的响应

以地下水／河流（FEFLOW／MIKE11）相互作用耦合模拟为基础,结合GIS和遥感技术建立研究干旱区黑河流域中游盆地地表水与地下水转化机制及其对土地利用响应的数值模拟模型．模型利用定量遥感技术估算黑河流域不同下垫面条件下的面状蒸散发;利用ARCGIS管理和处理各种时间序列、空间分布的数据（如灌溉制度、土地利用）;利用FEFLOW／MIKE11模拟黑河与含水层之间的水量相互转化．模型通过拟合研究区地下水流场、观测孔水位历时曲线及水均衡来识别水文地质条件、补排边界和水文地质参数．最后利用率定的模型对黑河中游盆地补给、径流、排泄进行定量分析,揭示出：黑河在其冲积扇中上部大量补给地下水,在其河谷细土平原张掖盆地地下水与河水相互交换频繁,在其河谷细土平原酒泉东盆地多为地下水补给河流的现象;黑河中游盆地冲积扇下部和河流细土平原耕地扩张的土地利用方式是导致冲积扇中上部地下水位下降和植被退化的主要因素,并且这种趋势将改变上游出山区和中游冲积扇上部的地下水水位差、改变冲积扇中上部黑河与地下水的水位差,影响整个黑河中游地下水系统的补排关系,对地下水资源时空变异产生深远的影响．     

降雨条件下边坡各向异性渗流及稳定性的模拟分析

基于饱和-非饱和渗流理论,针对不同的渗透系数异向性比值,以及不同的渗透系数张量主轴方向与水平方向夹角,对降雨条件下边坡地下水渗流场动态变化进行了数值模拟,分析了降雨过程中边坡孔隙水压力分布规律,得到了边坡安全系数随降雨持续时间的变化规律.数值模拟结果表明,土体各向异性渗流对降雨条件下边坡渗流场及安全系数有着显著的影响.     

河床沉积物厚度对河水污染物向地下水扩散影响的模拟分析

以滦河为例,基于FEFLOW建立二维剖面水流模型和硝酸盐运移模型,根据地质、水文地质和实测水位资料调试水文地质参数,校正模型很好地反映研究区情况。利用校正后的模型模拟了不同厚度河床沉积物对硝酸盐的扩散情况,发现了河床沉积物厚度对污染物扩散影响的变化规律,结论对研究污染河水对地下水的影响具有指导性意义。     

上荆江沙市河段河床横断面形态的调整规律

为研究冲积河流河床形态对水沙条件的响应调整规律,基于河床演变的滞后响应原理,对上荆江沙市河段河床横断面形态的调整过程进行研究。运用Morlet小波方法分析了沙市河段1956—2011年水沙序列的多时间尺度规律,采用滑动平均法拟合了流量、含沙量与断面面积的单一幂指数函数关系。结果表明,上荆江沙市河段河床横断面形态对水沙条件的响应存在滞后性,其河床形态的调整受到包括当前时段在内的前期水沙条件的共同影响。建立了水沙序列分时段的断面面积计算模型,模拟结果显示,河床横断面面积的变化情况与实际情况较接近,断面面积计算值与实测值的相关系数R~2=0.85,模拟精度较好,分时段计算模型可以较好地模拟上荆江沙市河段河床横断面形态的调整规律。     

基于MonteCarlo法Franck—Hertz实验研究

基于MomeCarlo方法用VisuMC＋＋语言对Franck-Hertz实验进行模拟，结论能直观的、可视化的表现Franck-Hertz实验现象．通过理论计算和实验结果相互对照，一方面验证了模拟结果的正确性，另一方面能够加深对实验现象和规律的理解．为Franck-Hertz实验的研究、教学提供了补充．     

地铁沿线地下水壅高规律及其对极端降雨事件的响应

地下水保护是济南市地铁规划建设的关键环节之一，由于地铁工程构筑物对地下水渗流的阻挡作用可能引发地下水壅高，因此亟需定性、定量地探究地铁工程建设目标区域的地下水壅高风险，并针对愈加频发的极端降雨事件，关注其对壅水现象的影响。对此，研究主要针对济南地铁4号线典型区段所处研究区，基于传统网格剖分方法优化建模流程，构建包含地铁工程构筑物的三维地质体结构，以建立地下水非稳定流数值模型，分析地铁沿线地下水壅高规律及成因，并设计极端降雨事件以模拟地下水壅高的响应。研究结果表明：(1) 济南西部平原区地铁工程引发的地下水壅高现象具有空间分布规律，其规律性主要受控于地铁走向-地下水流向夹角、含水层厚度，地铁-地下水流向夹角为关键主控因素；(2) 极端降雨情景下地铁沿线各区域间的壅高幅度差异有所增大，而壅高现象的空间规律与正常降雨情况下保持一致。越接近研究南侧山区地下水补给带，极端降雨事件影响越大，整体上短期极端降雨事件对地下水壅高并无较大影响。研究成果可为济南市地下水保护提供切实可靠资料，亦将为地下工程扰动地下水流场这一过程对极端降雨事件的响应形成突破性认识。     

应用环境同位素方法研究塔里木河下游浅层地下水

对比浅层地下水与河水及降水的环境同位素数据表明，塔里木河下游浅层地下水直接起源于河水，其初始同位素组成为δＤ＝－７０．５‰，δ１８Ｏ＝－１０．５‰。稳定同位素研究证明，地下水中的高盐份主要是再度强烈蒸发的结果。利用环境氚，根据指数模型初步计算了地下水年龄和年平均补给量。     

铀尾矿库区地下水铀污染研究

通过对铀在地下水中污染迁移规律的分析,探讨了已有地下水污染的数值模拟,筒述一些有效控制铀对地下水污染的方法及其治理措施,旨在为我国铀尾矿库区放射性污染地下水修复提供一定的理论和技术依据.     

基于地表水地下水耦合模型的白马河傍河 水源地开采量评价

目前基于数值模型的傍河水源地开采量评价中,常把河水作为第一类定水头边界,本质上是把河流当成无限水源,在理论上存在一定缺陷。以河流扩散波方程作为模型中的河流边界,取代传统模型中的水位和流量边界。通过模拟河水流量和水位变化模拟地下水与河水之间水量交换,评价地下水开采量。为验证方法合理性,将第一类定水头边界模型和扩散波方程边界耦合模型的评价结果进行对比。结果表明,按耦合模型和第一类定水头边界模型评价本区地下水可开采量分别为2 733万m~3/a、3 942万m~3/a,而本区的年径流总量为3 120万m~3/a;传统的第一类定水头边界模型评价的地下水可开采量超过了流域年径流量,而耦合模型评价的结论更为合理。     

柑桔皮上青霉菌繁殖规律的渗流理论模拟

本文利用渗流理论对柑桔皮上青霉菌繁殖的实验规律提出了理论模拟.所得结果表明,由理论模拟得到的渗流几率曲线P_∞(T)与青霉菌繁殖的实验曲线R(T)符合得较好.     

大汶河水系主要河流BOD1-20降解规律的研究

采用实验室测定和数学模拟的方法，对大汶河水系主要河流的CBOD和NBOD降解规律进行了实验室模拟研究，分析了各主要河流的污染现状，为计算大汶河水系的环境容量以及制定相应的污染防治措施提供科学依据．     

地下水数值模拟中的参数灵敏度分析

将局部灵敏度分析和全局灵敏度分析引入地下水数值模型的参数灵敏度分析中,并以塔里木河下游为例,选取含水层渗透系数、给水度、河床沉积物渗透特性系数及模型输入项的河流水位进行地下水数值模拟中的参数灵敏度分析.分析结果表明,河流水位对地下水数值模型的影响最为显著,而其他参数的影响则相对较小,全局灵敏度分析计算出的参数总灵敏度较小.这说明地下水数值模型比较稳定,可以用于模拟塔里木河下游地下水水位变化情况.     

五常市傍河地下水遗传毒性及健康风险评价

应用SOS/Umu遗传毒性检测方法,检测五常市河水及傍河地下水遗传毒性物质并开展健康风险评价;表征不同季节傍河地下水遗传毒性变化特征.结果表明:五常市河水和傍河地下水中均存在遗传毒性物质,河水遗传毒性水平较高,傍河地下水遗传毒性水平显著低于河水,说明傍河取水(riverbankfiltration,RBF)对河水中的遗传毒性物质有一定去除作用,去除率最高可达99.6%.健康风险评价结果表明:河水及傍河地下水存在致癌风险,风险水平最高可达5.53×10-6;河水及傍河地下水遗传毒性季节变化特征显著,融冰期致癌风险值高于平枯水期和丰水期.表明温度和水量对河水和傍河地下水中遗传毒性物质含量有一定的影响.研究结果可为健全水源地安全管理,优化饮用水处理技术提供基础数据.      

气提法从发酵液中分离醇的模拟实验

用饱和糖的醇水溶液去模拟发酵液，通过理论分析和实验，论证气提法除醇的可行性．讨论糖对醇饱和蒸气压的效应，以及操作温度、气提流率（ＶＬ／Ｇ）对气提的影响．