黑河流域地下水电导率空间分异特征及影响因素研究

黑河流域是我国西北干旱区的第二大内陆河流域,地下水电导率γ的研究对保护流域地下水资源,减少流域生态环境的破坏具有重要的现实意义.通过对黑河流域地下水γ的空间变化及其与主要离子的关系进行分析,结果表明:1)整体上,上游浅层及深层地下水γ均较低,明显低于中下游地区,中游浅层地下水γ明显高于深层地下水,下游浅层与深层地下水γ差异不大;2)从区域上来看,中游干流地区浅层地下水γ沿流程呈增加趋势,中、下游沿河道附近浅层地下水γ高于距河道较远地区,上游及中游山前平原地区深层地下水γ较低,明显低于中游细土平原地区,下游居延海—中蒙边界地区与狼心山—额济纳旗城河道附近地区的深层地下水γ存在明显差异;3)地下水γ与各主要离子的关系表明,上游山区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-浓度的影响,中、下游地区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-和SO_4~(2-)浓度的影响.此外,中游距河道较远地区的深层地下水γ以及下游沿河道附近的浅层及深层地下水γ均受到了农业灌溉活动的影响.     

考虑地表水地下水交换的分布式水文模型GISMOD开发与应用

详细介绍了一个基于网格、考虑地表水-地下水转换的分布式水文模型GISMOD.该模型由预处理程序、空间插值模块、蒸散发模块、参数设置和径流模拟5个部分组成.GISMOD不仅考虑了蓄满产流和超渗产流2种产流机制,而且提供了3种空间插值方法和8种蒸散发计算方法,具有良好的适用性.该模型将流域在水平方向上划分为若干相同大小的网格,在垂向上把土壤概化为3层,并根据不同土地利用、土壤和岩石类型设置参数,按照水位流量关系式计算不同土层间的水流交换量.黑河流域的实例研究表明,模拟结果与实际情况基本一致,即黑河流域上游地区以表层水下渗为主,在中游地区地下水反补河流.从季节上看,补给水量和下渗水量呈现出相反的变化规律,当下渗水量较高时,补给水量相应减少.最后,将模拟径流量与莺落峡实测结果进行对比,不论在日尺度还是月尺度GISMOD均取得了较好的模拟效果.     

黑河干流中游地区地表水和地下水集成模拟与应用

黑河干流中游地区内地下水和河水、泉水的转化以及综合利用具有西北干旱区的典型性.在一维明渠汇流和三维地下水流耦合数值模型的基础上,结合1995—2003年的黑河水位、流量和地下水头监测等数据对模型进行了识别,分析了正义峡站黑河水位和流量、地下水头变化和地表水和地下水综合利用状况,说明模型是可靠的.同时,利用GRACE重力卫星和GLDAS土壤含水量数据反演了2004—2012年地下水储量的变化,根据2004—2007年监测和模拟地下水头对比效果反推了研究区的地下水开采量,模拟发现地下水向黑河排泄水量、泉水溢出量和潜水蒸发量基本呈逐渐下降的趋势.其成果可为黑河干流中游地区水资源管理和综合利用提供服务.     

砂-基型生态脆弱区煤炭开采潜水位响应研究

"砂-基"型矿区内第四系潜水含水层直覆于基岩之上,缺失关键隔水土层,潜埋煤层开采容易导致潜水的严重漏失。以鄂尔多斯转龙湾典型矿区为例,运用Modflow建立三维水文地质模型,基于地下水位实测动态数据进行了模型识别验证与参数敏感性分析。结果显示:流场与水位变化与实际相符,降雨对于水文动态影响显著。分析了采后残余保护层厚度,预测了采后5年潜水水位分布。结果显示:高海拔基岩地区与河谷段水位变化较小;231采区山前冲积扇区域水位下降明显,最大超过40m且近潜水含水层底板;地下水位的长期剧烈下降对于河流流动和下游地下水补给有显著影响。研究成果对西部"砂-基"型矿区保水采煤与生态地质环境保护具有重要意义。     

基于InVEST模型的黑河中游土地利用变化水文效应时空分析

基于1986, 1995, 2000和2010年土地利用数据和InVEST模型, 研究近25年来黑河中游的土地利用变化规律, 模拟不同土地利用格局下的流域产流量, 并采用多元线性回归模型分析不同用地类型对流域产流的影响。结果表明: 1) 黑河中游主要用地类型为未利用地、草地和耕地, 2000年后土地利用结构变化较大, 大量耕地转化为建设用地; 2) 经过反复检验, 发现当Z=7.3时, 模拟产流量与自然径流量最为接近, 从子流域来看, 产流深度呈现从东南部到西北部逐渐递减的空间分布规律; 3) 林地面积增加抑制流域产流, 而草地、建设用地和未利用地会促进产流, 耕地在不同的利用方式下会产生正负不同的水文效应。研究结果可为实现绿洲水土资源平衡提供借鉴。     

北京市平原区地下水开采量反演的数值模拟方法

准确获取地下水开采量统计数据是进行水资源管理的基础,但是由于诸多人为因素,北京平原区调查统计得到的开采量数据与实际产生的开采量有出入.本文提出了地下水开采量反演的地下水数值模拟方法.为获取更接近实际的地下水开采量,基于有限元数值模拟软件FEFLOW,建立了北京市平原区(不包括延庆盆地)地下水流数值模型,依据各行政区开采量对平均水位的灵敏度系数,利用2012-2014年111孔地下水监测井的月动态数据,通过拟合模拟水位和实测水位,采用人工试错法对各区的开采量数据进行反演校正.反演后得到北京市平原区2012-2014年总开采量分别为23.16亿、21.77亿和23.44亿m3.反演后各单孔模拟和实测地下水位拟合较好,模型能较为真实地反映北京平原区地下水动态.以顺义区为典型,利用模型分析了区域地下水位与地下水开采量的关系.模拟结果可为北京市分区县地 下水管理考核工作提供决策支持.      

龙王庙北矿水文地质特征及地下水流场模拟

以龙王庙北矿地下水为研究对象,通过整理矿区基础资料,分析得出该矿水文地质特征。利用GMS软件建立地下水流场模型,模拟结果为:区内地下水水位北高南低,东南部水位最低。地下水主要由矿区北部流向东南部;北部接收降雨补给,并渗流至深处,浅层的垂向流速比深层的垂向流速大,北部深层地下水向南部的浅层径流,进而蒸发排泄。模拟结果与实际地下水径流特点基本一致,则此次模拟参数设置合理,模拟结果较为可靠。     

沁河流域地表水与地下水转换的模拟

黄河中游的沁河流域中下游水文地质情况复杂,地表水地下水转换频繁。为研究该流域水资源形成转换规律,建立了一个基于相似水文响应单元的物理性分布式水文模型,模拟了人类活动用水影响下的水文过程,用简化的渗流模型模拟成层岩溶地区地下水运动。经参数率定和1986—1998年长系列模拟,结果显示:沁河流域水资源量主要受降水影响,地表水与地下水转换量占地下水资源量80%以上。超采地下水导致地下水位下降,引起地表径流量显著减少。成层岩溶影响到多个水文过程,地表水与地下水转换随着岩溶发育而动态变化。     

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。     

黑河流域不同土地利用类型下水体N,P质量浓度特征与动态变化

通过对黑河流域中游地区11年在不同河流断面的长期监测和区域内不同土地利用类型下不同水体,如地下水、泉水、水库水和河流水的空间选点取样分析,来研究干旱区不同土地利用类型下水体N,P等植物营养元素的质量浓度特征与动态变化特征.河水与浅层地下水TP,NH4-N和NO3-N质量浓度均呈沿流域出山口至下游地区显著增加,同时还具有明显的季节变化趋势及随时间递增趋势.不同的土地利用类型对径流中氮素质量浓度有明显的影响,林地面积比例增加使径流水中氮素质量浓度明显减少,而绿洲农田面积成比例增加,氮素变化规律则呈相反趋势.对日趋严重的水体N,P污染问题提出一些建议.     

基于GIS对柴达木盆地地下水防污性能的分析

为了查明柴达木盆地地下水的防污性能,通过地下水水位实测及包气带岩性调查等工作,选取地下水位埋深、含水层介质、入渗补给强度、含水层富水性和包气带介质5个因子,利用DRASTIC模型和mapgis软件的区叠加功能,对整个盆地的地下水防污性能进行分区。结果表明:地下水防污性能好的区为丘陵区和山区,中等的区为高海拔平原、台地,较差及差的区位于湖积平原及德令哈、大柴旦和乌兰地区。总体上,人类活动较密集的湖盆平原地下水防污性能较弱,人类活动较少的山区地下水防污性能较好,这一结论可为区域发展提供参考。     

北京市平原区饱和-非饱和地下水三维流模型建模方法

地下水是北京市主要的供水水源,其安全性对于北京市社会经济发展起着至关重要的作用,而利用地下水数值模型研究合理的地下水供水方案是非常有效的方法.本文在总结分析北京市平原区地下水数值模拟现状和水文地质条件的基础上,阐述了利用国际流行的饱和-非饱和地下水流并行数值模拟软件TOUGH2-MP/EOS9建模的方法,包括离散网络建立、水文地质参数分区与赋值、初始条件、参数率定与模拟拟合等等.结果表明了模型的合理性,同时分析了饱和度和补给速度的垂向变化,其结果可为南水北调水入京后北京市地下水补给和压采方案提供有效的技术支持.     

祁连山前山盆构造水文地质特征

提 要 祁连山前山盆构造的水文地质特征一直是困扰水文地质研究的难题。在分析区域地质构造研究成果的基础上,采用音频大地电磁测深法分析了山盆构造的电性特征,并对祁连山山前大断裂的性质进行了研究。利用钻孔资料探讨了祁连山前山盆构造两侧的岩性、基底埋深以及水利联系。通过同位素分析,进一步探讨了山区地下水向盆地运移的阻水与透水机理。研究工作为黑河流域水资源模拟提供了基础支撑,为我国西北内陆盆地类似地区山盆之间的水量交换研究提供借鉴和参考。     

武汉二七商务区地下水动态模拟及最高水位预测

采用FEFLOW数值模拟软件对武汉汉口片区地下水动态变化进行数值模拟，利用区域模型为二七商务区提供边界条件，从而构建商务区地下水动态变化精细化模型。通过模拟计算得到商务区东面长江抗洪墙一带承压含水层可能出现的最高地下水位为27.5 m，由东向西地下水位呈逐渐降低趋势，在商务区内达到22.0~25.9 m。研究成果可为该地区抗浮设计提供合理的抗浮设防水位，为准确计算地下水浮力提供参考依据。     

祁连山前山盆构造的水文地质特征

祁连山前山盆构造的水文地质特征一直是亟待解决的难题。在分析区域地质构造研究成果的基础上,采用音频大地电磁测深法分析了山盆构造的电性特征,并对祁连山山前大断裂的性质进行了研究。利用钻孔资料探讨了祁连山前山盆构造两侧的岩性、基底埋深以及水力联系。通过同位素分析,进一步探讨了山区地下水向盆地运移的阻水与透水机理。研究工作给出了该地区水文地质特征,为黑河流域水资源模拟提供了基础支撑,为中国西北内陆盆地类似地区山盆之间的水量交换研究提供借鉴和参考。     

疏勒河流域花海灌区地下水位动态演变趋势

根据疏勒河流域花海灌区水文地质条件,尤其是地下水的补径排关系,建立了相应的水文地质模型和地下水数值模型。通过拟合近十年的地下水水位,对模型进行识别与校验,在此基础上预测了未来20年地下水水位变化趋势及影响因素。结果表明,在350.52万m~3/a的开采强度下地下水水位略有回升,在2 009.86万m~3/a的开采强度下地下水水位下降明显,最大降幅达6 m;高强度开采地下水会引起灌区地下水水位持续下降,区内东南部受影响尤为明显,会引起一系列生态及环境问题。     

丘陵山区地下水流动特征及核素迁移数值模拟

为了定量反映丘陵山区地下水流动特征与核素迁移规律,对内陆核电站的选址和安全评估提供科学依据。选择山西汾河河谷的典型丘陵山区作为研究对象,应用GOCAD软件建立三维地形地质模型,刻画地层的分布、剥蚀以及倾向特点;结合地下水数值模拟软件FEFLOW,构建三维水文地质模型,精细的概化丘陵山区地下水系统的补给、径流和排泄特征;以不受岩土介质吸附和阻滞的氚(H-3)作为特征污染物,模拟计算了丘陵山区地下水流动特征下氚的迁移规律。结果表明,按每天连续泄漏1 000Bq考虑,60a后氚的浓度晕中心值为25.0Bq/L,0.1Bq/L浓度线沿沟谷向下游迁移了约1 650m,污染物迁移速度取决于地下水的水力梯度,而将松散孔隙含水层与碎屑岩裂隙含水层地下水流场统一考虑,会人为增加了污染物迁移速度,造成结果失真。     

新疆柴窝堡盆地新构造运动对地下水的影响

新疆柴窝堡盆地属天山地槽褶皱带博格达复背斜的一个中新生代山间盆地 ,含有丰富的地下水资源。柴窝堡盆地总的轮廓和结构 ,严格受构造控制 ,而地形和微地貌则主要受河流水系的制约。根据新构造格局 ,把柴窝堡盆地分割成三个独立的水文地质区 ,提出新构造断块上升 ,盆地沉降 ,不但控制了柴窝堡盆地第四纪沉积物厚度和岩性 ,也控制了地下水的补给、径流、排泄条件。     

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.