基于耦合模型的沙颍河流域地下水与地表水硝酸盐通量过程模拟

为定量解析沙颍河流域地下水与地表水硝酸盐通量过程,构建了SWAT,MODFLOW和MT3DMS耦合模型,利用2007-2012年水量水质观测数据对模型进行了校验.校验结果表明,地表水流量决定系数R~2大于0.68,地下水水位和地表水水质R~2均大于0.9,地下水水质相对误差Re在15%以内,符合模型精度要求.在此基础上,选择沙颍河流域探究了流域地表水与地下水补排关系和硝酸盐通量过程.结果表明,沙颍河流域地表水与地下水的补排关系主要表现为地下水补给地表水,年均净补给水量约3.18×10~8 m~3.年际表现为丰水年大,达15.2×10~8 m~3,枯水年小,仅为0.26×10~8 m~3;年内表现为汛期地表水补给地下水,枯期地下水补给地表水;空间上表现为流域中上游(沙河、颍河中上游和汾泉河)地区大,年均值可达2.53×10~8 m~3.流域地下水对地表水年均硝酸盐净补给量0.38万吨,表现为,年内秋冬季净贡献量大,占总净贡献量的81.6%;空间上表现为流域上游地区净贡献量大,占总净贡献量的87.4%.流域中下游地区净贡献量小,占总净贡献量的12.6%.     

那仁郭勒河流域地表水与地下水储量变化响应研究

基于2001—2016年的地表水和地下水储量数据, 分别从年尺度和季节尺度研究那仁郭勒河流域地表水与地下水资源变化趋势, 分析地表水与地下水的响应关系及其影响因素。结果表明, 那仁郭勒河流域地表水储量和地下水储量变化趋势分布不均匀, 季节差异明显。地表水–地下水储量变化响应在流域北部集中呈现“地表水稳定–地下水减少”的趋势, 在库拉克阿拉干河段呈现“地表水减少–地下水增加”的趋势, 在尾闾地区东西台吉乃尔湖分别呈现“地表水稳定–地下水增加”和“地表水减少–地下水减少”的趋势。水储量变化的主要影响因素包括温度、土壤断面厚度、灌溉面积及人口密度。流域内不同区域的地表水与地下水储量变化响应特征具有很大的差异, 对二者之间的典型非一致性响应关系的深入认识有助于实现流域地表水与地下水联合管理及生态环境保护。     

正蓝旗浅层地下水资源评价及开采潜力分析

为研究正蓝旗地区的地下水资源情况,利用正蓝旗气象站1960-2013年气象资料和多年地下水长期观测数据,通过对研究区水量补给、径流和排泄的计算,并基于水均衡法和开采系数法,对研究区进行了地下水资源评价和可开采潜力分析。经计算知,研究区多年平均可开采资源量为25 800.23×10~4m~3/a,多年平均总补给量37 797.44×10~4m~3/a,总排泄量为38 018.96×10~4m~3/a。该区地下水资源整体处于负均衡状态,但多年计算均衡差较小,地下水处于天然状态,水位变化不大。通过可开采潜力分析发现,各富水地段开采潜力指数较大,拥有开采潜力,可合理规划使用地下水资源。     

GMS在莒县城区地下水水源地保护区划分中的应用

以山东省莒县城区的三个水源地为研究对象,利用GMS软件中的MODFLOW模块进行地下水水流模拟。为地下水水源地合理划分水源地保护区,有效保护地下水资源,防止地下水污染,在水流模型的基础上利用MT3DMS模块进行溶质运移模拟,依据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338—2018),将溶质运移100和1 000 d的范围划分为一级保护区和二级保护区,净水厂、第一水厂和文心水厂的一级保护区和二级保护区的污染晕范围面积分别为34 617和150 800 m~2、54 467和203 000 m~2、32 200和164 000 m~2,实际操作时,可以将三个独立的二级保护区适当外扩,将三个水源地整体划入一个沿河谷的条带区域内进行保护管理,为莒县城区的水源地保护和开发利用提供依据。     

岩溶地下水源地的可开采资源量计算——以淄博市谢家店水源地为例

建设应急岩溶地下水源地来缓解区域水资源不足是个非常有效的途径,然而,岩溶地下水资源可开采量的评价和确定是个亟待解决的技术难题,常规方法往往难以奏效。在深入研究淄河源区地质水文地质条件的基础上,查明了淄河源区具有较大的岩溶储水空间、封闭的边界条件,能形成无坝型岩溶地下水库和雨旱季分明的季节特点,根据该特点并依据"以丰补歉"的调蓄思想,运用地下水库调蓄法计算评价出该区域岩溶地下水可开采资源量为2.19×10~4 m~3/d。结果表明,利用淄河源区地下水库的调蓄作用可以更加合理有效地规划利用水资源,缓解该地区水资源供需矛盾和控制地下水下降。研究将为区域水资源合理规划利用和水环境保护提供科学决策依据。     

衢江流域地表水与地下水的转化关系

地表水和地下水之间的转换关系是流域水循环和水环境问题研究的关键.以水化学和氢氧同位素作为示踪剂可以在一定程度上反映流域内地表水和地下水之间的关系.以衢江流域为研究区,分析了流域内地表水、地下水的水化学和氢氧稳定同位素的空间分布规律和演化趋势,定性和定量地揭示了流域内地表水与地下水的转化关系,结果表明:①溶解性总固体(TDS)、pH指标显示研究区地表水与地下水水化学指标空间变化特征相似,两者转化频繁;流域上游主要是地下水补给地表水,中下游则主要是地表水补给地下水;②阴阳离子组分显示:研究区水化学类型主要是HCO3-Ca、HCO3·Cl-Ca类型水,流域内水的最终来源为大气降水;水中离子主要受岩石风化和降水因素影响;③δD-18δO关系显示氢氧同位素含量沿河水流向不断富集;依据氢氧同位素与大气降水线之间的关系,显示出研究区地下水和地表水均受大气降水补给;④地表水与地下水的定量关系显示:研究区上游主要是地下水补给地表水,地下水对地表水的平均贡献率为19.67％,日均补给量为2.73×106 m3/d;中下游主要是地表水补给地下水,地表水对地下水的平均贡献率为22.77％,日均补给量为3.49×106 m3/d.     

海河流域地下水储量空间变化趋势分析

近年来,随着工农业的发展,海河流域的地下水资源被严重超采利用,然而由于监测地下水储量变化的监测井数目有限并且分布不均,很难从流域角度把握地下水储量的空间变化趋势.本文利用GRACE重力卫星最新CSR RL05版数据反演推算了海河流域2005～2009年间地下水储量的空间变化,这为合理利用地下水资源提供了科学依据.首先为验证GRACE反演推算结果的可靠性,将结果与该流域监测井的数据进行对比分析,结果表明二者的变化趋势基本一致.然后对海河流域地下水储量变化的空间分布进行分析和讨论,并与《河北省平原区地下水通报》进行对比分析.研究结果表明：在2005～2009年时间段内海河流域地下水储量变化均处于下降的趋势,变化范围在-10～-44 mm/a,大部分区域下降的幅度较大,以石家庄、邢台等地下降幅度较为严重.     

海河流域地下水储量空间变化趋势分析

近年来,随着工农业的发展,海河流域的地下水资源被严重超采利用,然而由于监测地下水储量变化的监测井数目有限并且分布不均,很难从流域角度把握地下水储量的空间变化趋势.本文利用GRACE重力卫星最新CSR RL05版数据反演推算了海河流域2005~2009年间地下水储量的空间变化,这为合理利用地下水资源提供了科学依据.首先为验证GRACE反演推算结果的可靠性,将结果与该流域监测井的数据进行对比分析,结果表明二者的变化趋势基本一致.然后对海河流域地下水储量变化的空间分布进行分析和讨论,并与《河北省平原区地下水通报》进行对比分析.研究结果表明:在2005~2009年时间段内海河流域地下水储量变化均处于下降的趋势,变化范围在-10~-44 mm/a,大部分区域下降的幅度较大,以石家庄、邢台等地下降幅度较为严重.     

海河流域地下水储量时变趋势分析

海河流域水资源短缺,水资源供需矛盾突出,地下水供水量占流域总供水量的65%.长期以来,地下水资源被超采利用,然而由于监测地下水储量变化的监测井数量有限且分布不均,很难从流域尺度把握地下水储量的时空变化.本文利用GRACE重力卫星CSR05数据反演推算了海河流域2005～2009年间地下水储量的时序变化,为合理利用地下水资源提供科学依据.为验证GRACE反演推算结果的可靠性,将结果与该流域170眼监测井的数据进行对比分析,结果显示二者的变化趋势基本一致.研究结果表明:海河流域2005～2006年间地下水储量整体有所增加,且增加的幅度在逐步增大,在2006年达到峰值;自2006年起,地下水水储量上升的幅度呈缓慢减小的趋势,一直持续到2007年夏季.随后海河流域地下水储量减少,且减小的幅度变化不大.由此可以看出在该5年中地下水储量变化的整体趋势是逐年较小的.     

通渭县用水总量控制分析

本文在分析通渭县2010年全县用水总量的基础上,结合该县经济社会各项指标的预测值,计算得出2015年通渭县实际需水量。经计算分析:至2015年,该县供水能力将达到4305万m~3,其中地表水供水能力3345.5万m~3,地下水供水能力959.5万m~3。2015年用水总量控制指标为2408.6万m~3。其中,地表水指标为2014.1万m~3,地下水为394.5万m~3。该县用水总量可控制在允许范围内,水资源总量能够满足区域经济社会发展的需要。     

德州市地下水资源与可持续开发利用

本文通过对德州市地质条件及地下水动态特征进行调查,结合德州市地下水资源开发利用现状分析,对德州市地下水资源储量及开采量进行了评价,分别作出浅层地下水资源及深层地下水潜力分区。为促进水资源的良性循环,实现水资源可持续开发利用,应相应采取措施节水、地表水污染防治、地表水及地下水综合利用;针对德州市地下水开发利用现状,在相应地区,适量开采浅层或深层地下水。     

疏勒河干流地表水与地下水水化学特征及相互转化关系

文章在分析疏勒河干流地表水与地下水水化学特征的基础上,识别了疏勒河干流不同地带地表水与地下水的补排关系。分析结果认为:(1)祁连山区,地下水与地表水的转化以地下水向河流排泄为主;(2)南盆地,在山前洪积扇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;在农灌区引河水通过田间入渗补给地下水;(3)北盆地双塔灌区,地下水主要接受引水灌溉入渗补给,沿途蒸发排泄并向地势低洼地带排泄。     

拉萨河流域中下游地区水化学及 地表水-地下水转化关系研究

为研究拉萨河流域中下游地区水化学及地表水地下水转化关系,利用水化学资料分析了不同水体水化学和稳定同位素特征,并探讨了地表水-地下水之间的转化关系。结果表明:拉萨河流域中下游地区不同水体中主要离子含量均较低,矿化度较低,呈弱碱性,水化学类型均以HCO_3·SO_4(SO_4·HCO_3)-Ca·Mg(Mg·Ca)型为主。不同水体的水化学组成主要受岩石风化作用控制,且以碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解风化为主。水化学及同位素分析表明:水样点可分为地表水、地下水以及混合区三个区域,说明研究区地表水和地下水水力联系密切,存在明显的转化关系;地表水、地下水、泉水的主要来源均为大气降水,不同水体均受到不同程度的蒸发作用影响;支流地表水主要受地下水补给,拉萨河中下游地表水和地下水存在地段性互补关系,拉萨河是区域地下水的主要排泄通道。     

淄河源区岩溶地下水可开采资源量评价

为解决淄博市博山区农业、生活供水短缺,合理有效地调蓄利用岩溶地下水资源,针对淄河源区实际所处地质、水文条件及区域水文地质参数或水均衡要素不清等问题,本研究提出在开采性试验结果的基础上,应选用补偿疏干法来合理评价淄河源区岩溶地下水资源量.该方法能够适用淄河源区有较大的岩溶地下水储水空间可供调蓄且雨旱季分明等特点,体现"以丰补歉"思想.运用该方法计算出淄河源区可开采资源量为14 390 m~3/d.结果表明,补偿疏干法来评价岩溶地区地下水资源是适用的,它可以更广泛地适用于含水层分布范围有限,但有较大储存量,地下水补给雨旱季分明的北方地区.     

复杂丘陵山区的地下水资源评价和开发利用规划──以沂源县为例

尝试用有限元对面积较大,地质、水文地质条件极其复杂的丘陵山区进行地下水资源评价．以沂源县为例．计算区的特点是灰岩区岩溶发育．局部地表水以渗漏的方式补给地下水．本文对这种情况的处理是：把渗漏带划出来．加大入渗补给系数．以保证计算值接近真实补给量．从而提高计算精度．最后用水均衡法进行验证．两者的结果基本一致．从而证明了在地质、水文地质条件极其复杂的情况下．用有限元法评价是可行的．由计算结果可知．沂源县地下水资源较丰富;并据此对计算区的地下水资源进行了合理的开发利用规划．     

石羊河流域水文地质环境与水资源利用

石羊河流域上游有8条河流,年出山径流总量14.69×108m3.流域内地下水与地表水之间的转换关系非常密切.水资源利用的最大特点是地表水和地下水的反复转化重复利用.目前全流域利用地表水量11.514×108m3,开采地下水13.25×108m3,总用水量达(含泉水)29.47×108m3.由于过量开发利用水资源,出现了地下水水质恶化、植被衰亡、下游绿洲萎缩,土壤盐渍化、土地沙漠化等一系列地质环境问题.     

枣庄市奥陶系灰岩最大储水量探讨

通过对枣庄渴口水源地奥陶系灰岩区边界条件、地下水位、地表水流量实际查勘、测量和水文地质参数、入渗补给量计算，分析了奥陶系灰岩区最大储水量，为水资源的配置、利用，保护提供参考依据。     

地下水位波动法在干旱区地下水补给资源量评价中的应用——以柴达木盆地那陵郭勒河冲洪积扇重点开采区为例

地下水补给资源量评价是干旱地区地下水资源评价的最重要部分,但许多地区因为缺乏地下水的源汇项监测数据、或者水文地质研究程度较低,导致地下水补给资源量评价的可靠性较低。以柴达木盆地那陵郭勒河冲洪积扇区为例,采用地下水位波动方法(water-table fluctuation,WTF)对地下水补给资源量进行计算,该方法仅需要一段时间内含水层参数及地下水位变化值,应用简单,适用性强。通过计算表明,那陵郭勒冲洪积扇地区地下水资源2011年补给量约为5.21×108m3/年,2012年补给量约为6.16×108m3/年。该方法避免了直接计算地下水补给量的难题,对水文地质研究程度较低的干旱区地下水资源评价具有一定的参考意义和推广价值。     

信江流域地表水重金属来源及污染风险分析

探究信江流域地表水重金属的来源及污染特征,从地表水-地下水资源的角度,运用多元统计和美国环保署(United States Environmental Protcction Agency, USEPA)健康风险评价模型分析水体重金属的分布特征、污染来源及其对人体健康产生的风险。结果表明：地表水与地下水9种重金属初始来源不同,但局部的水力联系造成水体重金属出现同步富集现象;地表水重金属Mn、Fe、Cu和Zn主要来自工业生产废水、废渣排放,Cd、Cr和Sr主要代表农业、渔业和生活废水排放等人为污染源,Ba和V主要源于矿物的自然风化侵蚀溶解作用;致癌重金属Cr和Cd高出可接受健康风险值2～3个数量级,是人体健康需要重点考虑的一级污染物,非致癌重金属V和Mn也需要特别关注。研究成果为南方集中式地表水源地保护和安全评价提供了参考依据。     

数值模拟在小灶火水源地开发中的应用研究

为探究柴达木南缘小灶火冲洪积扇在特有的水文地质条件下地下水资源的开发利用,在分析大量水文地质勘探资料的基础上,选取极富水地段布置探采结合井,建立地下水数学模型,应用Visual MODFLOW软件,采用数值模拟的方法对水源地地下水开采量进行研究。结果表明:(1)所建模型与评价区水文地质条件较为吻合;(2)预测评价小灶火水源地2. 0×104m3/d的地下水开采量有保证;(3)最佳开采井布设方案为7口开采井,单井开采量2 857. 14 m3/d。研究结果可作为小灶火水源地地下水资源开采的依据,对同类型洪积扇地下水可开采资源量评价及数学模型的建立提供借鉴。