密怀顺水源保护区土地利用演化驱动因素分析

密怀顺水源保护区位于北京密云、怀柔、顺义的三区交界处,是北京市第八水厂、怀柔应急水源地所在地。2014年底南水北调进京后,部分盈余水量开始通过潮白河河道回补密怀顺地下水。为保护饮用水源,摸清历史面源污染的潜在风险。通过转移矩阵数学模型,利用ArcGIS方法研究了土地利用时空演化规律,结果表明：（1）土地利用变化强度2015年~2018年是2012年~2015年的5.24倍,耕地、未利用地面积呈现减少趋势,林地、水域和湿地、草地面积呈现增长趋势,建设用地先增后减;（2）2015~2018年林地、水域和湿地、耕地变化率最大,分别为92.15%、67.46%、46.6%;（3）2015年后林地、水域和湿地、草地、未利用地面积呈现净转入趋势,耕地、建设用地面积呈现净转出趋势;（4）最活跃的土地属性转变是耕地转入林地,面积为68.23km2,（5）土地利用变化特点与政策驱动力息息相关,土地利用的演化趋势向着利于饮用水源安全的方向发展。可见研究成果可为水源保护区面源污染防治提供科学依据,对未来进一步研究农业面源对保护区土壤和地下水的环境影响奠定基础。     

基于对应分析法的北京密怀顺地区地表水回补地下水环境影响评价

为探究地表水回补地下水对地下水水资源和水环境的影响,本文以北京密怀顺地区南水北调水回补地下水工程为例,利用对应分析法分析了回补后11个监测井的地下水水位和水质的变化特征.研究结果表明:1)2015—2016年间在北京潮白河密怀顺段,南水北调累计向潮白河补水4 413万m³,河道补水后入渗量为4 362.2万m³,占总调水量的94%;2)地下水水位抬升明显,近河道监测井最大升幅达到13.98 m;3)由于回补水质较好,以及包气带和含水层的过滤作用,地下水回补后地下水水质得到改善.本研究结果可为北京市密怀顺地区地表水地下水联合调度提供参考.     

南水回补区地下水水质敏感指标识别及关联性研究

基于北京市通州区2011—2019年地下水位及水质数据,构建了区内南水北调回补前后多个水质指标的ROC曲线;通过识别受回补影响的、AUC>0.7的高度敏感性指标Fe³⁺质量浓度,以及AUC为0.6～0.7的中度敏感性指标NO₃^-、NO₂^-和F^-质量浓度后发现:Fe³⁺在回补后总体质量浓度变小;NO₃^-、NO₂^-和F^-质量浓度变大.以F^-为例,构建了R-V copula模型,结果表明:与F^-敏感性密切相关的指标分别为Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^-质量浓度和pH;关联性的具体表现是Ca²⁺质量浓度与F^-质量浓度明显负相关,区内地下水回补后Ca     

地下水人工补给井研究综述

综述了国内外地下水人工补给井设计建设、模拟试验、井流计算等方面的研究现状。认为国外补给井设计技术已较为规范,国内还处于初步探索阶段。指出补给井试验以堵塞研究为主,补给井型态、优化布设等方向关注较少;补给井流模拟计算主要依靠抽水井流理论,变化水头情形下的补给井流缺乏合理的模拟计算方法。建议加强补给井规划、设计与施工的技术集成研究,开展补给井优化设计与数值模拟研究,合理预测补给效果,促进地下水人工调蓄工作。     

人工干预压采条件下东风湖泉域地下水环境响应研究

为掌握我国北方典型岩溶泉域在人工干预条件下地下水的动态响应规律,以涉县东风湖泉域为研究对象,结合区内地质、水文地质、2011-2021年地下水位动态监测和地下水压采资料,在分析该地区地下水动态变化特征的基础上,运用GMS软件构建了在人工压采干预作用下的地下水流数值模拟模型,对地下水位变化趋势进行了预测。结果表明：①研究区地下水动态变化明显,具有周期性、滞后性,具体表现为4个变化阶段;②研究区内岩溶地下水整体呈现回升的状态,但是空间分布特征不同,上升区主要分布于下游地区;;③地下水类型为降水入渗-开采型,低水位期基本在5-6月,高水位期在1-2月;④在干预条件下,区内地下水位有着不同程度的回升,南部(下游)浅层水位响应特征值超过15m,中游地下水位响应特征值达到了5-10m,北部(上游)地下水位响应特征值为3-5m;上游和中游地下水位影响整体小于下游,下游水位响应尤为突出。该研究对于泉域内泉的保护以及地下水开发利用和保护具有重要的理论和实际意义。     

滹沱河地下水超采区人工回灌的水岩相互作用模拟

人工回灌条件下回灌水与地下水混合带的水岩相互作用是决定地下水水质演化和含水层发生化学堵塞的关键过程。为研究人工回灌对滹沱河地下水超采区水质演化的影响,以石家庄市人工回灌场地为例,利用石津灌渠水作为回灌水源,通过室内实验结合反向水文地球化学模拟揭示回灌层位地表水与地下水混合带的水-岩相互作用机理。结果显示：混合带水的TDS（total dissolved solids）变化特征表现为先增大后缓慢降低,且地表水占比越大、含水介质粒径越细,则其变幅越大;混合带水中主要离子质量浓度变化特征受混合、碳酸平衡、溶解-沉淀、阳离子交换及硝化作用控制,其中K⁺、Ca²⁺、SO₄^2-质量浓度主要受溶解-沉淀作用控制,Na⁺、Cl^-、HCO₃^-、NO₃^-质量浓度主要受混合NO₃^-作用控制,Mg²⁺质量浓度主要受阳离子交换作用...     

土壤基质对回灌水的净化效果

在水资源管理体系中,人工地下水回灌是实现水资源再生的有效途径。介绍了城市污水人工地下水回灌技术的基础理论与发展现状。利用在北京市高碑店污水处理厂内的建立的人工地下水回灌示范工程,初步研究了城市污水处理厂二级出水经深度处理后进行地下水回灌对地下水水质的影响。引入钠吸附比表征回灌水在渗滤过程对土壤结构的影响。研究结果表明:土壤非饱和带对可溶解性有机碳(DOC)、氨氮(NH_4~ -N)、UV-254表征的有机物有良好的去除效果,对回灌水中可吸附有机卤化物(AOX)的去除率很低。     

Hydrochemical characteristics and recharge sources of Lake Nuoertu in the Badain Jaran Desert

We present a case study of physical and chemical indicators and isotope characteristics of Lake Nuoertu,one of the largest and deepest lakes of the Badain Jaran Desert.We analyze the concentrations of eight ions,total dissolved solids,and stable isotope composition of the lake and groundwater,as well as radioactive isotope tritium concentration in groundwater.The results show that annual and seasonal variations of the physical and chemical characteristics of Lake Nuoertu water are significantly greater than those of groundwater.The lake is uniformly mixed in the horizontal and vertical directions,and the hydrochemical types of the lake at different depths are consistent for Na–Cl–CO3–(SO4).Stable isotope composition of the lake and groundwater at Nuoertu is distributed along the local evaporation line(EL)slope,which is less than the slope of the global meteoric water line.The comparatively small slope shows the characteristic strong evaporation in the study area.Lake water isotopes are mostly in the upper right corner of the EL,whereas groundwater is mostly in the lower left corner.The main recharge source of Nuoertu lake water is groundwater,in combination with lake water and groundwater level change.The age of tufa springs around Nuoertu is about75–80 a,which shows that the initial recharge source of the lake is a mix between modern and 1952 or older;however,further research is required.     

上海市陆域承压含水层水位动态演化影响因素探究

地下水水位动态演化具有明显的地方性特征.分析了2005~2013年各影响因素对上海市外环线内侧陆域各承压含水层最高水位和水位最大变幅的影响,发现全年降水量、地表水年径流总量、长江干流年过境水资源总量、第Ⅲ承压层地下水实际人工回灌量等对其都没有显著影响;太湖流域年过境水资源总量与其存在显著的中度正相关关系;地下水实际人工回灌量对其影响非常显著,属于强相关关系.     

地下水人工回注污染物迁移转化饱和流模型

利用污水处理厂二级出水进行的人工地下回注伴随有污染物迁移转化的地质化学及生物化学过程,现存的商业化软件无法模拟。该文以饱和流模型为基础,结合对流-扩散过程、吸附过程及可能的生物降解过程,建立了一个针对地下水人工回注的数学模型。采用有限体积差分并对水浸深度不同的网格采取不同的离散措施,保证在地下水面处的连续性。应用算子分裂技术并设计了一种特殊的迎风差分格式,使得模型求解速度加快。该模型已应用于北京市高碑店污水处理厂人工地下水回注示范工程。     

絮凝沉淀-人工湿地-地下水回灌系统水质处理试验研究

为探讨德阳市絮凝沉淀-人工湿地-地下水回灌系统运行各阶段的水质处理效果与开采供水的可行性,开展了水质分析、絮凝沉淀试验、人工湿地水处理试验、入渗试验、抽水试验、数值模拟等多项前期试验与分析。试验结果显示,绵远河水的浊度、氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、总大肠杆菌、细菌总数指标是系统重点处理的水质指标,研究场地内地下水质量总体良好;絮凝剂聚合氯化铝(PAC)的最佳投加量为5. 3 mg/L[以三氧化二铝(Al2O3)计],沉淀时间不小于1. 5 h;单个入渗池运行时理论入渗量可达13 574. 4 m3/d;三口开采井的开采量可达3 960 m3/d;数值模拟结果显示入渗水从入渗补给池到开采井含水层有充足的时间杀灭病菌和病毒,开采井地下水的主要补给来源是入渗池的垂向入渗补给量。综合研究表明,系统运行水质主要控制指标理论上均可达到设计回灌水质要求,供水量可满足设计要求,对地下水环境造成影响较小,系统运行在技术上是可行的,但需要持续开采地下水;试验结果为校正地下水数值模型、系统的改进、系统全面运行提供了重要的参考。     

沙漠边缘绿洲灌区对地下水开采的约束作用

沙漠地区生态系统非常脆弱,地下水的开采应以不破坏现有的生态平衡为前提。文章以塔克拉玛干沙漠南缘桑株河流域为例,在数值模型的基础上,根据作物、植被正常生长与地下水水位埋深的关系,通过定义极限水位附加降深,探讨了绿洲灌区对地下水开采的约束作用。结果表明,若水源地运行仅以地下水可开采量为约束条件,运行20a后将引起乔达灌区与木吉灌区的水位附加降深值分别达7.5、5.6m,远大于极限水位附加降深值3.0m,从而致使作物减产、植被枯死。因此,应以现有绿洲灌区的正常生长为约束条件,制定相应的地下水开发利用方案。     

华北平原地下水位动态变化影响因素分析

通过对华北平原降水、地表径流、地下水流场变化、地下水资源的系列变化分析,认为：除降水量减少等自然因素外,人类治水工程和开采地下水等因素是造成华北平原区水资源减少的重要条件．