制约济南岩溶大泉持续喷涌的主因素阈值研究

为保护济南泉水,实施了减采和回灌措施,回归分析计算表明,1972—2002年泉水断流期间影响泉水位的主要因素是开采量,2003年以来泉水持续喷涌阶段开采量降至次要因素.基于2004—2012年间泉水位动态观测资料,采用地下水位动态线型特征系数法确定济南的岩溶裂隙发育较好;运用SPSS软件对降雨、回灌两个因子对泉水位影响程度进行分析,建立泉水位与月降雨回归—自回归模型,结果显示前一个月降雨对泉水位具有显著性影响;建立泉水位与降水量高次趋势模型,计算枯水期维持济南泉水动态稳定的月降雨阈值为26.65~30.73 mm;基于人工回灌量与泉水水位分析,计算得出枯水期保泉回灌补源量应不小于16.56万m3/d.研究结果表明,泉水位受气象和人为影响较敏感,为济南保泉与地下水回灌补源提供科学依据.     

地下淡水驱替咸水过程中水文地球化学作用的试验研究

选取鲁北地区浅层粉土、浅层地下咸水及大气降水为供试材料,进行室内淡水驱替咸水试验,分析地下淡水驱替咸水过程中水化学成分形成、演化过程,探讨内陆浅层咸水区地下淡水驱替咸水过程中发生的水文地球化学过程.试验结果表明:1驱替过程中,含水介质粘土矿物含量高,电导率≤0.83 ms/cm,粘土矿物膜效应使离子组分发生浓缩现象.2驱替过程中,白云石处于沉淀状态,岩盐处于溶解状态;电导率1.00 ms/cm,方解石处于沉淀状态;电导率≥6.22 ms/cm,石膏处于平衡状态.临界离子强度为0.20~0.25 mol/L,Mg/Ca-Na阳离子交换作用显著.电导率12.00 ms/cm,离子交换吸附作用显著.研究表明,内陆浅层咸水区淡水驱替咸水过程中发生复杂的水化学作用,主要包括吸附作用、离子交换作用、溶滤作用、脱白云岩化作用及混合作用.     

内陆平原区浅层地下水系统中粘土的阻滞作用

内陆平原区咸淡水交替分布,目前对于咸水成因、咸淡水水质演化过程的水文地球化学作用缺乏认识.因此,在研究内陆平原区水化学特征基础上,采用地质钻探、抽水试验、水质分析等方法,采取研究区深度42-48.2 m的粘土样品和地下水水样,并测试水化学指标,对咸水中Na+、Ca2+、Mg2+与粘土进行吸附等温实验,结果表明:1)粘土吸附地下水中的常规离子能在3 h内达到吸附平衡,吸附速率是一个由快到缓的变化过程;2)粘土对地下水中Na+、Ca2+、Mg2+的最大吸附量分别为1302 mg/kg、733.1 mg/kg、528.49 mg/kg,等温吸附曲线较符合Langmuir方程;3) 粘土对地下水中Na+、Mg2+的吸附、阻滞作用大于对地下水中Ca2+的吸附、阻滞作用。研究表明,粘土对地下水系统中的水化学分带及浅层地下水系统中Na、Mg型微咸水的形成有一定控制作用.     

潍坊市沿海地区卤水资源的开发利用与管理

针对卤水资源在开发利用和管理中存在的区域性降落漏斗、淡咸水分界线南移、卤水质量浓度下降等问题,在分析研究区水文地质条件的基础上,运用非稳定流法和地下水数值模拟方法,进行卤水开采优化布局,提出3.56×108m3/a的开采规模及7.5年开采年限,为实现卤水资源的合理开发利用提供理论依据。     

济南泉域岩溶径流通道特征

岩溶发育程度的差异性对地下水的储存和运移有重要控制作用。采用示踪试验、泉水位动态观测等方法揭示济南岩溶含水介质特征。试验表明济南泉域岩溶水观测孔中示踪剂运移的浓度历时曲线呈现单峰、双峰、三峰、多峰形态并存,岩溶水径流通道有单一管道和多管道并存;泉水位衰减特征表明含水系统以小型管道、裂隙、溶隙、溶孔、网络状溶隙等共同释水,衰减系数的历时变化反映济南岩溶水系统岩溶发育存在垂直分带性。研究表明,济南泉域岩溶发育不均、有多重性,奥陶纪灰岩比寒武纪灰岩的岩溶更发育。为保持泉水持续喷涌,宜选择奥陶纪灰岩含水层进行人工补源。     

淄博市张店化工园区地下水污染预测

以淄博市张店化工园区为例研究人类活动对岩溶水水质的影响,在查明研究区附近地层的岩性、地下水的补给、径流与排泄条件及其水化学特征的基础上,采用Visual Modflow三维流数值模拟软件,建立地下水流模型和溶质运移模型,模拟预测化工区建设后对地下水环境的影响。研究表明,20年后石油影响距离至园区东部350 m,影响面积达3万m2。园区建设将对地下水环境造成严重污染,必须及时做好防渗,同时加强研究区及其周边地下水的监测工作,防止优质饮用地下水资源的劣变。     

滨州市咸水入侵机理研究

分析深层地下水资源构成及40年来深层地下水水动力场、水化学场和开发利用状况,认为过量开采是深层地下水位持续下降和降落漏斗形成的主因,地下水降落漏斗的快速扩展是成水入侵的根本原因.采用解析法计算两个约束条件下深层地下水的允许开采量2 001.9 m3/a.提出了限量开采、回灌补源等防止成水入侵的措施.     

地铁建设对地下水环境的影响: 以济南市经十路为例

地铁等地下工程修建过程中的地下水环境保护问题,越来越受到广泛关注。能否准确评价地铁建设对济南地下水环境的影响程度,是实现地下水环境保护与地铁共融共生的关键。本文以济南某段地铁线路为例,在综合分析水文地质条件的基础上,采用解析法与数值法定量分析了地铁建设可能引起的环境地质问题,从地下水动态变化角度探讨地铁建设对于济南地下水环境的影响,为地铁建设优化设计、地下水环境保护等提供科学依据。结果表明：(1)地铁施工建设期间对地下水环境的影响表现为施工期基坑降排水导致地下水动态暂时性变化,基坑封顶后不再需要降排水,水位逐步恢复,对地下水动态产生的影响也会随之消失。施工中要尽量采取分批次施工的方式,减少工程降水时间与总排水量,同时在总排水量较大的站点基坑外侧下游设置回灌井,采用边降水边回灌的方式施工,可消除施工降水对地下水位的影响。(2)根据长期水位观测资料,研究区段浅层岩溶水水位与泉水水位动态相关性较差,说明浅层地下水与泉群的连通性一般,然而为尽可能减小地铁施工对地下水径流的影响,地铁底板尽可能的浅埋。(3)地铁线路走向与地下水径流方向之间存在夹角,因水流受阻产生的水位壅高可能会引发地下工程渗水、涌水等工程安全问题,经计算在不采取导流措施的情况下研究区段各车站地下水壅高值范围在0.51~1.10m之间,通过采取导流措施将上游受阻地下水沿导水通道疏导至基坑下游,可消除水位壅高,使车站附近地下水流场接近原始状态。     

济南北部地热田的成生条件

分析济南北部地热田的地质构造、发育规律、岩浆活动特征、地温场特征等资料,并结合地热田内的钻探资料综合研究认为,济南北部地热田内地热水来源于南部山区的深部径流补给,主要赋存于北东向与近东西向断裂构造的破碎带及附近,深部灰岩热储的岩溶发育较差.研究表明:断裂构造沟通了深部热源,济南岩浆岩的侵入作用对地热资源的形成也起到了积极作用.