地下水渗流场可视化动态模拟与应用研究

针对地下水模拟系统缺乏动态处理和时空分析能力,基于有限元数值计算理论方法,以虚拟环境中可视化技术为支撑,提出了地下水渗流场可视化动态模拟的体系架构.设计了虚拟开采井条件下的流场仿真模拟和水位动态模拟算法,并通过建立流场的拓扑结构和特征提取、以及区域布点、质点途经单元的流速计算等,实现复杂流场的连续流线生成与动态跟踪模拟.以北京市平原区地下水渗流场为例,表明所提出的方法能够有效而准确地实现地下水渗流场三维动态模拟与可视化显示.     

云冈石窟覆盖层特征及其对石窟渗水的影响

 云冈石窟砂岩山体存在一定厚度的第四系覆盖层,能够起到阻滞降水入渗、减缓石窟渗水危害的作用.覆盖层下部砂砾层透水性强,对阻滞石窟渗水作用不大,而上部的粉土层属于低渗透介质,其厚度是决定石窟存在渗水风险与否的关键.人工入渗试验结果表明,当粉土层厚度小于0.7m时,容易导致地表积水快速下渗到砂岩顶部,而其厚度大于1.1m可以有效阻滞水分下渗;地表积水可以在具有薄层粉土的地方快速下渗,然后通过侧向渗流影响石窟渗水;植物根管的存在会显著加快水分下渗的速率,因此,云冈石窟山顶应尽可能少植树以降低石窟渗水风险.     

安徽省濉溪县浅层地下高氟水的分布特征及影响因素分析

通过水文地质调查、现场采样、室内测试分析等方法,对安徽省濉溪县浅层地下水中氟的分布特征及影响因素进行研究.结果表明:濉溪县浅层地下水样品超标率达35.3%,氟的质量浓度ρ(F-)最高达4.63 mg/L,主要分布于濉溪县中部平原地区;ρ(F-)与ρ(HCO-3)、(ρ(Na+)+ρ(K+))/ρ(Ca2+),ρ(Cl-)和p H值呈正相关关系,而与温度、ρ(SO2-4)和ρ(Ca2+)呈负相关关系;Ca2+与F-生成的Ca F2沉淀是地下水中抑制F-浓度的主要物质,ρ(F-)与ρ(Cl-)的相关关系也表明浅层地下水中的氟受到人为因素的影响,同时ρ(F-)与p H的关系表明氟在碱性、偏碱性水中易于富集.     

生物曝气技术修复地下水中的苯和二甲苯实验研究

 结合东北某石油污染场地的水文地质特征,通过影响因素试验探讨了不同环境因子对微生物生长及降解地下水中苯和二甲苯效果的影响作用。同时,通过土柱实验,分析了微生物在不同砂土介质中的迁移规律和降解地下水中苯和二甲苯的效果。结果表明,微生物降解苯和二甲苯的最佳条件为,培养基温度20℃、pH值7.0、添加氮磷和溶解氧(DO)5.21mg/L。微生物在砾砂、粗砂和中砂中的迁移速度随着介质平均粒径和孔隙度的增大而加快。在同一种介质中,微生物穿透前20cm所需时间大于穿透后20cm所需时间,在不同介质间,微生物穿透40cm所需时间均为:砾砂<粗砂<中砂。总的来说,随着介质平均粒径的变小,苯和二甲苯的去除率增加。在中砂介质中,苯和二甲苯的去除率达到40%以上。     

苏北沿海不同土地利用方式土壤动物对有机氮矿化的影响

土壤动物是陆地生态系统的重要组成部分,为探讨不同土地利用类型土壤动物对土壤氮矿化过程的影响,以苏北沿海地区3种土地利用方式(杨树人工林、农田、杨农复合林)为研究对象,通过设置不同实验处理(对照、撒噻唑磷驱除土壤线虫、撒萘驱除所有土壤动物),采用顶盖埋管法测定土壤矿质氮的含量,分析了土壤动物对有机氮矿化速率的影响。结果表明:①3种土地利用类型驱除土壤线虫和驱除所有土壤动物处理的土壤NO^-₃-N 和总无机氮(TMN)含量均显著低于对照(P<0.05),说明土壤线虫和土壤动物的存在能显著提高土壤中NO^-₃-N和总无机氮的含量; 而NH⁺₄-N含量变化不明显。②土地利用类型和土壤动物类群数量的改变会影响土壤净氮矿化速率; 0～10 cm土层,对照处理土壤净氮矿化速率从大到小表现为农田>杨树林>杨农复合林,驱除线虫和驱除所有土壤动物处理下均表现为杨农复合林>农田>杨树林; 各处理≥10～25 cm土层动物变化不显著。且0～10 cm对照和驱除线虫处理,杨树林与农田间土壤净氮矿化速率差异显著(P<0.05,P<0.01)。驱除线虫和驱除所有土壤动物均能降低土壤净氮矿化速率(P<0.05)。③驱除所有土壤动物处理的土壤微生物量氮的含量极显著低于对照(P<0.01),表明驱除土壤动物对土壤微生物有极显著的影响。     

滹沱河超采区地下水硫酸盐来源识别及迁移转化

近年调查和监测发现,滹沱河超采区地下水中硫酸盐含量日趋增高,范围逐渐扩大,高浓度的硫酸盐主要分布在滹沱河、石津灌渠及黄壁庄水库副坝附近,并有向地下水降落漏斗区扩散的趋势,使该地区水资源矛盾更为突出。以滹沱河超采区为研究范围,结合水文地球化学理论开展了野外调查及取样工作,并基于长时间序列、多点位交叉动态监测数据分析以及硫氧同位素技术进行研究,得出:滹沱河超采区地下水硫酸盐异常与上游地表水有着紧密联系,黄壁庄水库及入流冶河受上游采煤活动影响,硫酸盐含量较高,地表入渗补给造成研究区地下水硫酸盐污染。通过分析研究区地下水硫酸盐的迁移转化特征,建立了滹沱河超采区地下水硫酸盐在地表水-包气带-地下水中的迁移转化模式,指出上游防控是减缓滹沱河超采区地下水硫酸盐污染的有效方式,为石家庄地区的地下水环境污染防治与地下水可持续利用提供了科学依据,具有重要的理论和实际意义。     

北京西郊某再生水厂的建设对地下水的影响研究

在区域地质调查和水文地质勘查的基础上,分析再生水厂建设项目区域的水文地质条件,地层防污性能等,建立地下水数值模型预测和评价再生水厂项目建设和运行过程中对地下水环境可能造成的影响与危害,并针对这种影响和危害提出防治对策,预防与控制环境恶化,保护地下水资源。     

黑龙洞泉域岩溶地下水水质运移模拟分析

地下水作为中国北方地区的重要供水资源,保护地下水的水质安全是地下水资源合理开发利用的主要问题之一。以黑龙洞泉域作为研究区,以探索羊角铺水源地保护区划分为例,通过采用数值模拟的方法对研究区建立概念模型和数学模型,为减少因模型参数的不准确性带来的误差,当在模型水文地质参数分区时结合遥感影像来确定含水层参数,之后在利用 MODFLOW软件模拟获取地下水流场和以开采井为中心溶质质点向外迁移的运动轨迹,并根据在不同的时间标准内所迁移的距离来确定地下水水源地一、二级保护区。结果表明,利用该方法客观详细地刻画了地下水水质运移的情况,保护区划分的结果可靠、准确,为相关管理部门提供有效合理的依据。     

Formations of groundwater hydrogeochemistry in a karst system during storm events as revealed by PCA

High-frequency samples have been collected at Jiangjia Spring, the outlet of Qingmuguan underground river system (QURS) in Chongqing in late April, 2008. The variations of hydrogeochemical compositions are found responding rapidly to storm events. Principal component analysis (PCA) of the 20 variables is employed to interpret the relationships with specific processes that control the groundwater hydrogeochemical formations. Through PCA, 84.961% of the total amount information is extracted to indicate the fo...     

论安泽县水文地质类型区划分

通过分析安泽县地下水水文地质类型区的划分报告,介绍了水文地质类型区划分的目的,说明了水文地质类型区划分及地下水资源量及可开采量的计算与分配,分析了分区地下水开发利用程度,提出了地下水可持续利用规划。