河北沧州地区地下水中盐分的时空演化及其机理探讨

沧州地区多年来大量开采深浅层地下水,破坏了咸淡水层的界面,并导致咸水面下移,对下部含水层有较大的影响。本文以沧州地区地下水中的盐分为研究对象,在历史资料收集分析、野外水文地质调查、取样测试分析的基础上,对比分析了历史阶段和现阶段地下水TDS的空间分布规律,探讨了沧州深层和浅层地下水中TDS的空间分布特征、演化特点及成因。结果表明:从1980年到现在30余年,沧州地区深、浅层地下水的TDS均呈升高趋势,浅层水TDS高的区域从滨海向区域中部延伸,深层水TDS仍为滨海中部西部;补给量减少是浅层地下水TDS增大的主要原因,深层地下水开采是深层地下水TDS增大的主要原因。可通过有效解决深层地下水超采问题,同时,对TDS高的微咸水和咸水进行综合开发利用等措施来改变沧州区域地下水TDS升高趋势。     

衡水市桃城区浅层地下水咸化成因

为了解衡水市桃城区浅层咸水特征及成因,通过分析典型钻孔易溶盐以及浅层地下水(井深≤100 m)的水化学及氢氧稳定同位素数据,对浅层地下水补给来源和咸化过程进行了研究.结果表明：研究区浅层地下水为弱碱性咸水,TDS变化范围176.06～17 569.65 mg·L^-1,钻孔全盐量为1.830～6.509 g·kg^-1,易溶盐水化学与浅层水化学类型相似,均为SO₄·Cl-Na·Mg型和Cl·SO₄-Na·Ca型.不同时期的大气降水是浅层地下水的主要补给来源.地下水中盐分主要来源于岩盐及硫酸盐矿物的溶解;同时蒸发作用和还原环境对于地下水盐分的积累也有一定贡献,但地下水咸化过程受到人类活动及海水入侵的影响较小.     

塔里木盆地绿洲带地下水咸化机制

采用Durov图、PMF模型、Gibbs图、离子比值法和饱和指数法对2016～2018年采集的1326组地下水样品进行分析,揭示研究区地下水中盐分的来源及高盐地下水形成的驱动因素.结果表明:在研究区绿洲带微咸水和咸水占比分别为37.2%和19.1%,水化学类型主要为SO₄·Cl型;在微咸水、咸水、盐水和卤水中岩盐、石膏等蒸发盐岩的持续溶解是导致高盐地下水形成的主要驱动因素,Cl^-、SO₄^2-、 Na⁺与TDS(P<0.001)及岩盐、石膏的SI值与TDS(P<0.001)之间均呈现出极显著的正相关性,也证实了这一点;冲积平原区较差的地下水动力条件、细粒岩性和弱碱性的水化学环境为地下水中盐分的富集创造了有利条件,蒸发浓缩作用和阳离子交换作用是形成高盐地下水的次要因素;由于人类活动的影响,导致承压水区高TDS潜水沿井壁入渗补给承压水含水层,也是加剧深层地下水咸化的潜在因素.     

莱州湾滨海平原咸水入侵分析与趋势预测——以山东省广饶县为例

文章以鲁北平原山东省广饶县为例,阐述了咸、淡水形成的地质背景、咸淡水变化带形成与演化;分析了大规模开发利用地下水引起的咸水入侵的历史与现状;采用非确定性模型方法对咸水入侵趋势进行了预测,提出了缓解咸水入侵的对策与建议。取得的主要认识和结论为:(1)鲁北平原自山前冲洪积扇向莱州湾滨海平原,地下水水质具有水平和垂直分带特征;(2)20世纪70年代中期大量开采南部地下淡水后,地下淡水水位持续下降,破坏了咸淡水之间的水动力平衡,北部咸水向南入侵,引起淡水咸水、机井报废等一系列环境地质问题;(3)预测结果表明,在不采取调控措施情况下,咸淡水界面以每年平均240m速度向南部推进;(4)人工回灌、营造淡水帷幕并减少淡水区开采量是防止咸水入侵的有效途径。     

莱州湾滨海平原成水人侵分析与趋势预测——以山东省广饶县为例

文章以鲁北平原山东省广饶县为例,阐述了成、淡水形成的地质背景、成淡水变化带形成与演化;分析了大规模开发利用地下水引起的咸水入侵的历史与现状;采用非确定性模型方法对咸水入侵趋势进行了预测,提出了缓解咸水入侵的对策与建议.取得的主要认识和结论为:(1)鲁北平原自山前冲洪积扇向莱州湾滨海平原,地下水水质具有水平和垂直分带特征;(2)20世纪70年代中期大量开采南部地下淡水后.地下淡水水位持续下降,破坏了咸淡水之间的水动力平衡,北部咸水向南入侵,引起淡水咸水、机井报废等一系列环境地质问题;(3)预测结果表明,在不采取调控措施情况下,咸淡水界面以每年平均240m速度向南部推进;(4)人工回灌、营造淡水帷幕并减少淡水区开采量是防止咸水人侵的有效途径.     

辽东湾滨海地区海水入侵分布及地下水化学特征分析

本文通过对辽东湾北部和东、西两侧滨海地区108个地下水井的监测数据进行分析,得出:(1)辽东湾海水入侵严重地区主要分布在辽东湾北部淤泥质海岸,其分布特点是严重海水入侵区、轻度海水入侵区由岸向陆呈带状分布;东西两侧以砂砾质海岸为主,局部地区海水入侵较重,大部分地区海水入侵较轻;(2)辽东湾地下水化学类型可分为五种类型,其分布特点是由岸向陆呈带状分布,规律明显,反映了海水入侵分布特征。氯化物型一般分布在微咸水至咸水区,重碳酸盐氯化物型或氯化物重碳酸盐型、重碳酸盐氯化物硫酸盐型或氯化物重碳酸盐硫酸盐型分布在微咸水向淡水过渡区,硫酸盐重碳酸盐型或重碳酸盐硫酸盐型、重碳酸盐型主要分布在淡水区。     

新疆开都河流域水环境特征研究

以新疆开都河流域为研究对象,分别在开都河上游支流、干流及下游博斯腾湖(简称博湖)设置了15、12及17个采样点,于2014年6—10月及2015年6—9月进行了9次水环境调查,探讨了开都河流域不同类型水体理化参数时空分布特征及其形成原因。结果表明,开都河流域支流、干流和博湖水体主要水环境参数时空差异显著。开都河支流和干流pH、水温、矿化度(TDS)、总氮(TN)浓度、高锰酸盐指数(COD_Mn)和叶绿素a(Chla)浓度均显著低于下游的博湖,但浊度显著高于博湖,尤其是在6—8月的雨季,而开都河干流水体TP浓度显著高于支流及博湖。博湖TDS均值为1.62 mg/L,水体呈微咸水状态。博湖TDS与TP浓度和COD_Mn空间分布特征较为一致,表现为西北部>东南部>西南部;TN浓度均值为0.88 mg/L,呈现由西北黄水沟水域及西南河口区向湖心及东部逐步降低的趋势。这种盐分及营养盐的空间分布特征与流域内频繁的农业活动及开都河的污染输入密切相关。     

用氯和氢氧同位素揭示洋戴河平原地下水的形成演化规律

通过分析地表水和地下水中氯离子浓度和δD、δ¹⁸O值的空间分布特征,揭示了秦皇岛洋戴河平原地下水的形成演化规律.结果发现,洋戴河平原地表河水来源于中上游水库水和大气降水的混合,且河水沿程受到δD、δ¹⁸O值、氯离子浓度更低的支流或灌渠水补给,从而使δD、δ¹⁸O值、氯离子浓度呈现沿程逐渐降低的现象.山前丘陵区地下水主要接受大气降水的直接补给,洪积扇及山麓地带地下水受到了一定的蒸发作用影响,除了接受丘陵区地下水的侧向补给外,洋河附近地下水还受到洋河水库水的混合.研究区西部咸水带的地下水由上游地下水和大泥河地热咸水混合而成,地热咸水的混合比率约为13%,而东部咸水带的地下水由上游地下水、本地污水和地热咸水混合而成,地热咸水的混合比率不超过9%.在海水入侵区,地下水主要由本区地下淡水和海水(海水混合比率不超过10%)混合而成,并且受到了不同程度的地表水或农田灌溉水的补给,其中,浦河一带是地表水或灌溉水补给较为明显的地段.     

柳江盆地浅层地下水硝酸型水特征和成因分析

近年来地下水硝酸盐污染状况越来越严重,人类活动对地下水的影响加剧,不仅造成污染,甚至改变了地下水的水化学类型,出现了硝酸型地下水.本研究以柳江盆地为例,分析了该地区浅层地下水中硝酸型水的特征和影响控制因素,探讨了硝酸型水的研究意义.结果表明,柳江盆地浅层地下水中硝酸盐污染严重;在全区211组有效数据中,硝酸型水占比20.9%,主要分布在研究区东南部,北部山区分布较少且零散;根据硝酸型水的特征可将其划分为高TDS硝酸型水和低TDS硝酸型水,高TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度均较大,且浓度范围较广,低TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度值和浓度范围均较小;硝酸型水的形成主要受人类生活污水、农业施肥、化粪池和垃圾渗滤液下渗等影响,其中,高TDS硝酸型水的污染负荷通常高于低TDS硝酸型水;通过对硝酸型水的分析研究,能够尽早发现污染并不严重但已有污染趋势的区域,以便及时进行地下水的污染防治,避免水质进一步恶化.     

快速城镇化进程中珠江三角洲硝酸型地下水赋存特征及驱动因素

随着经济的发展,我国地下水硝酸盐污染日趋严重,城镇化和工业化是硝酸型地下水频繁显现的主要驱动力.本文以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计、主成分分析及"双因子"等方法探讨了研究区浅层硝酸型地下水的赋存环境特征和驱动因素.结果表明,珠江三角洲地区地下水硝酸盐含量总体较高,全区1538组地下水样品中,硝酸盐浓度大于地下水Ⅲ类水质标准（88.6 mg·L^-1）87组,超标率为5.7%;硝酸型水284组,占样品总数的18.5%.研究区硝酸型水分布广泛,主要分布于丘陵区及其与平原区交界处.其中广州、东莞、佛山和珠海等地区受城镇化和工业化影响出现了条带状的高溶解性总固体（TDS）硝酸型水,而在周边丘陵河谷区分布低TDS硝酸型水.西江、东江平原区,受工业废水及海咸水入侵影响,地下水TDS明显升高,该区域地下水NO₃^-质量浓度超Ⅲ类水标准但未影响水化学类型,然而工业化导致该区域硫酸型水频繁显现.研究区硝酸型水赋存于酸性或弱酸性环境,通常具有TDS和总硬度含量较低,Cl^-、SO₄^2-和K⁺浓度较高等特征.硝酸型水的形成主要受生活污水、工业废水、农业氮肥、化粪池和垃圾渗滤液泄漏等影响.通常,高TDS硝酸型水的污染负荷高于低TDS硝酸型水.硝酸型水尤其是低TDS硝酸型水的圈定有利于识别出人类活动影响更为强烈的地下水,能够尽早识别出硝酸盐含量低但已具有潜在污染风险的地下水,对地下水的污染防控具有重要意义.     

基于Logistic方法的河口逐时低盐取水可行性预测

针对河口地区咸潮上溯过程复杂,导致滨海水厂每日逐时取淡水时机难以把控的难题,采用Logistic方法,考虑历史盐度记忆效应,建立基于河口地区动力指标的逐时取水评估统计模型,实现了河口地区盐度<0.5‰(含氯度<250 mg/L)的逐时取水可行性预报。以珠江磨刀门河口为实例,模型预测结果准确率在90%以上,实现了次日逐时取水的可靠预报,为水厂及时准备取水和停止取水提供了有效的参考依据,该模型对于其他河口地区低盐度逐时取水的风险评估具有一定参考意义。     

珠江口伶仃洋及磨刀门盐淡水混合特征及机制分析

基于2016年1月3日至18日的珠江口盐度分层观测资料,对比分析伶仃洋与磨刀门盐淡水混合特征及其机制,结果表明:（1）伶仃洋及磨刀门水域口门处盐度分层最明显,小潮阶段分层特征最显著;（2）磨刀门分层较伶仃洋更为显著,主要原因在于上游流量的差异;（3）大潮转小潮过程中,伶仃洋上游盐度虽向口门下落,但下落速度较慢,分层逐渐明显,而磨刀门水道中盐淡水却混合充分,这是由于盐度在河道中剧烈震荡并快速退出河口所致;（4）在伶仃洋及磨刀门口门附近,重力环流与潮汐剪切产生的抑制混合作用大于潮流紊动促进混合的作用,因此分层显著,河口上游水深较浅,潮流紊动作用较强,起到促进混合的作用。     

秋季珠江口外海海域的生态环境特征

于2015年9月（秋季）对珠江口外海海域不同深度水体中的营养盐、溶解氧（DO）和叶绿素a（Chl a）进行了调查,通过分析它们的空间分布特征及相互关系对珠江口外海海域的生态环境进行了研究。调查期间,营养盐、DO和Chl a的浓度和分布情况表明珠江口外海海域的生态环境总体较好,该区域的近岸受一定程度的陆源影响。在垂直分布上,珠江口外海海域水体的温度和盐度层化明显,导致营养盐、DO和Chl a的垂直分布均出现明显的差异。珠江口外海海域浅层水体（约小于50 m）的营养盐由于受浮游植物光合作用的影响而具有较低的浓度,深层水体（约大于50 m）的营养盐由于受有机物氧化分解的影响而具有较高的浓度。基于营养盐浓度和比值初步判断调查区域的营养盐限制情况,发现珠江口外海海域大部分浅层水体的营养盐可能同时存在氮限制和磷限制。综合分析营养盐、DO和Chl a之间的关系,发现2015年秋季珠江口外海海域的水体整体上处于异化作用占主导的阶段。     

焉耆盆地天然植被与地下水关系研究

根据不同水分、盐分梯度,将焉耆盆地分为河畔区、荒漠区和湖畔区。调查不同区天然植被种类、数量、盖度等因子与不同水分、盐分的关系,结果表明：河畔区从第一分水枢纽到开都河下游70km范围内,土壤水分无明显梯度变化,土壤盐分、地下水矿物质含量则呈明显增加趋势;随盐分梯度变化,乔、灌、草植被盖度与土壤含盐量呈指数关系;适宜植被生长的地下水埋深范围为0.5~2.4m,当地下水矿物质含量为0.62g/L时,河畔区植被生长最好。荒漠区（西区、南区、北区）从西北到东南方向,土壤水分、盐分均呈增加趋势;不同盐分条件对植被盖度有明显影响,当土壤含盐量在6~10g/kg之间时,随土壤含盐量增加,植被覆盖度降低,植被种类明显减少。湖畔区离湖1~3km范围,随离湖距离增加,土壤水分减小,盐分增大;随土壤含盐量增加,灌、草植被盖度逐渐减小,适宜植被生长的地下水埋深范围为0.5~5.7m;当地下水矿物质含量0.5g/L左右时,湖畔区植被生长最佳;地下水矿物质含量3~5g/L时,盐漠植被仍生长良好。     

炉渣为包敷滤料的暗管排水中TDS含量变化特征

实验室模拟"浅密式"暗管排盐工艺,以炉渣为暗管包敷滤料,研究在补水淋溶和重力水下渗作用下,暗管排水中总溶解固体(TDS)含量及土壤含盐量变化特征。试验结果表明,暗管排水中TDS含量呈先快后慢的下降趋势,其累积分布曲线用y=aln(x)+b模型拟合时,具有很高的拟合度;土壤的淋溶脱盐效果与土壤初始含盐量、淋溶次数、排水TDS总量及包敷滤料等因素相关;淋溶次数为5次,采用高炉液态渣为包敷滤料,厚度15 cm,1 200 mm2/m规格的波纹塑料暗管铺设方式,脱盐率可达69%。该研究可为炉渣应用于暗管排盐工程提供技术支持。     

钦州湾内湾茅尾海营养状况分析与评价研究

根据2011年-2012年茅尾海水质监测调查资料分析其营养特征,结果显示:茅尾海总体处于中度富营养状态,时空差异较为明显,以夏季最为严重,从湾顶河口往南部湾口减轻.有机污染等级为轻至中度,空间分布与富营养状况相似.水体盐度以湾顶河口区域向中南部呈梯度递增,与富营养化指数(EI)、有机污染指数(AI)、化学需氧量(COD)、亚硝酸盐(NH2-N)、硝酸盐(NO3-N)、铵盐(NH4-N)、溶解态无机氮(DIN)呈显著负相关,表明湾顶钦江、茅岭江的入海污染是茅尾海富营养和有机污染的主要物质来源,其径流输入与外湾潮流运动综合作用对茅尾海营养分布特征具有控制作用.茅尾海丰、枯水期氮磷比分别为60、18,丰、平水期均以磷营养限制为主,茅岭江是该海湾溶解态无机磷(DIP)的主要贡献者.DIP与盐度、EI、AI相关性不显著,对富营养和有机污染程度的贡献相比COD、DIN较为有限.     

地下水矿化度对黄河三角洲柽柳光合及耗水特征的影响

为了解黄河三角洲地下水浅埋区柽柳（Tamarix chinensis Lour.）对地下水矿化度的适应特征,运用叶片气体交换和树干液流技术,测定了地下水埋深为0.9 m时淡水、微咸水（3 g·L^-1）、咸水（8 g·L^-1）和盐水（20 g·L^-1）四种矿化度下柽柳的光合作用和水分利用等参数。结果表明：随地下水矿化度升高：（1）土壤水、盐含量和土壤溶液绝对浓度均逐渐升高。（2）叶片最大净光合速率和光饱和点在咸水下最高;表观量子效率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度、树干液流速率等在微咸水下最高;以上指标均在盐水矿化度下最低。水分利用效率和气孔限制值在微咸水下最低,盐水下最高。在地下水埋深0.9 m时,咸水矿化度下柽柳光合效率高,光照生态幅宽,水分利用效率高,适于柽柳幼苗的生长。     

长江口北支中束窄对其泥沙浓度影响的数值研究

基于ECOMSED模型建立了长江口地区潮流和泥沙输运数值模型。模型验证情况良好,能很好地模拟长江口地区水动力环境和泥沙浓度分布。利用所建模型,对长江口北支中束窄工程实施前后,长江口地区的水动力和泥沙浓度分布进行了模拟。研究结果表明:长江口北支中束窄工程实施之后,北支河道有较大程度的缩窄,北支径口也有较大程度的缩小,导致外海潮流对北支河道的侵入动力减弱,造成潮位降低,河道缩窄也使水流流速有所增加;北支河道内的泥沙浓度也随潮水侵入动力的减弱和潮位的降低而有所降低;北支中束窄工程仅对北支影响较大,南支及口门区域的潮位、流速、泥沙浓度基本不受影响。     

莱州湾南岸平原浅埋古河道带及冲洪积扇地下水水环境

通过野外实地调查和水化学监测，将莱州湾南岸平原浅埋古河道带及冲洪积扇浅层地下水水化学环境分为３大区域，即北部的全咸水区、中部的咸淡水过渡区和南部的全淡水区．在３个系统的浅埋古河道带内的全淡水区，仍有水化学特征的南北向差异．浅层地下水水化学特征具有年内及年际变化规律．人类应合理开发利用地下水资源，防止咸水入侵和人工污染，保持良好的地下水水环境     

莱州湾南岸平原浅埋古河道带及冲洪积扇地下水水环境

通过野外实地调查和水化学监测,将莱州湾南岸平原浅埋古河道带及冲只扇浅层地下水水化学环境分为３大区域,即北部的全咸水区,中部的咸淡水过渡区和南部的全淡水区,在３个系统的浅埋古河道带风的全淡水我,仍有水化学特征的南北向差异,浅层地下水水化学特征具有年内及年际变化规律。