WHAT DO WE KNOW ABOUT SALT WATER INTRUSION?1

Almost thirty years after the first known publication on salt water problems published in 1855 by Braithwaite, two investigators developed an approximate theory to find the boundaries of fresh water lenses in coastal aquifers. Their theory is now known as Ghyben-Herzberg Theory. Although their theory is based on oversimplified assumptions, it has stimulated others through various periods of time. A review of the main investigations in this field is summarized in this paper. The discussions are subdivided into three main eras: (1) The period through which the problems were identified and field observations were explained (from 1855 until the early forties); (2) the analytic approaches during the period from 1940 to the late sixties; and (3) the refined techniques during the past three years. A brief summary of the recharge methods is also given in addition to a more or less comprehensive list of references.     

乙醇对含水层中燃油芳香烃内在生物修复的潜在风险

内在生物修复,是在没有工程措施促进的情况下利用土著微生物降解含水层内灾害性物质的一种修复技术,在燃油烃污染管理方面具有显著的成本效益。该技术需要确定自然衰减过程,并能够继续提供有效的风险保护。针对燃油污染含水层,北美与欧洲认为内在生物修复是值得优先考虑的应用技术。然而,随着乙醇燃油的推广使用,我国在应用这样的经验时需要考虑乙醇的潜在影响。现有的文献研究表明乙醇存在能够阻止燃油主要污染物芳香烃(BTEX)的生物降解,降低水环境的pH值,并可能增强BTEX在水中的溶解性,或存在对生物的毒性,或因为乙醇降解降低介质的渗透性能。因此,需要更好地认识乙醇的潜在风险,为发展乙醇燃油污染含水层修复策略提供科学依据。     

硫氧同位素解析典型岩溶地下河流域硫酸盐季节变化特征和来源

全球约1/4的饮用水源为岩溶水,但岩溶含水层极易遭受人类活动污染.以八步地下河为例,利用硫酸盐（SO₄^2-）浓度、硫氧同位素（δ³⁴S-SO₄和δ¹⁸O-SO₄）和水中氧同位素（δ¹⁸O-H₂O）研究岩溶小流域SO₄^2-的丰、枯水期两个季节变化特征和来源.结果表明：①受酸性矿坑水（acid mine drainage,AMD）直接影响的采样点SO₄^2-浓度较高（≥250 mg·L^-1）,枯水期>丰水期,其他采样点浓度季节变化相对较弱且浓度低.②地表水丰水期δ³⁴S-SO₄与δ¹⁸O-SO₄平均值分别为-10.5‰和4.7‰,枯水期为-11.5‰和1.3‰;地下水丰水期δ³⁴S-SO₄与δ¹⁸O-SO₄平均值分别为-2.9‰和7.1‰,枯水期为-3.2‰和6.2‰.地表水和地下水中δ³⁴S-SO₄与δ¹⁸O-SO₄值都存在丰水期偏重、枯水期偏轻的特征.③丰、枯水期流域内地表水和地下水中各采样点δ³⁴S-SO₄值变化不明显,表明在特定的采样点SO₄^2-的来源相对稳定.④地表水和地下水中SO₄^2-主要来源于雨水、硫化物和石膏,地下河出口各来源丰水期所占的比例分别为13%、40%和47%,枯水期为18%、39%和43%.     

溶解性有机质在岩溶水系统中的迁移转化及影响因素分析

溶解性有机质(DOM)的荧光物质是一种较好的示踪剂,用于鉴别DOM的来源及其在水文系统中的地球化学行为.该物质在岩溶水系统中的研究较少,并且要作为潜在示踪剂,系统中有很多因素影响其光谱信息.实验选取一典型岩溶流域,通过三维荧光光谱技术(EEMs)和平行因子分析(PARAFAC),结合水化学数据分析,揭示DOM荧光物质在不同岩溶含水空间的组成和转化关系,刻画流域尺度DOM的来源,探讨水化学因素对DOM荧光物质转移的影响机制.结果表明,流域外源地表水和岩溶地表水中的DOM以类蛋白色氨酸为主,浅层岩溶水和深层岩溶水以类蛋白色氨酸和酪氨酸为主.荧光指数(FI)、生物指数(BIX)和腐殖化指数(HIX)的综合分析认为,浅层岩溶水和深层岩溶水的DOM主要来自于内源微生物分解,岩溶地表水和外源地表水的DOM既有陆源输入又有内源微生物分解,且内源贡献占有较大比例.受岩溶水化学参数的影响,3种荧光物质具有明显的分异特征:类酪氨酸物质对Ca~(2+)和HCO_3~-具有较强的适应性,在岩溶水中存在的比例比较大.类色氨酸物质则相反,类富里酸物质则与TDS、浊度、Cl~-、SO_4~(2-)等呈现极显著正相关关系.流域上游浅层岩溶水中的DOM主要来自内源.出露地表以后,其有机质同时来自内源和外源输入.在流域下游渗入深层岩溶地下水以后,DOM逐渐向低芳香烃有机质化合物转化,大分子DOM逐渐减少,荧光强度减弱.主成分分析(PCA)提取出3个主成分,分别为反映岩溶水渗滤、转化、水流条件的水体矿化指标,反映土壤淋滤和自然渗滤关系的TOC、NO_3~-及类蛋白质指标,以及反映岩溶水系统水化学、生物化学过程的Ca~(2+)、HCO_3~-、荧光指数和类富里酸指标.此外研究还认为,总荧光强度,类富里酸物质和类蛋白物质可以分别作为岩溶水快速渗流、转化及岩溶含水层脆弱性的示踪剂.研究结果有助于认识岩溶地下水DOM的生物地球化学循环,进行岩溶系统有机污染控制,为岩溶水系统中物质的地球化学过程表征提供一种新的工具.     

生活垃圾填埋场地下水污染风险分级方法研究

在综合分析国内外不同行业、不同领域风险分级方法的基础上,初步建立了一种生活垃圾填埋场地下水污染风险分级方法。该方法利用由美国环保局（USEPA）开发的多介质、多路径、多受体风险评价模型（3MRA）中用于描述污染物在地下水迁移的EPACMTP模型和风险评估模型计算生活垃圾填埋场地下水污染风险指数I,利用地下水含水层脆弱性模型（DRASTIC模型）计算地下水含水层脆弱性指数DRASTIC。并以I和DRASTIC为风险分级指标,以MATLAB聚类分析为方法,对生活垃圾填埋场地下水污染风险进行分级。以北京市22个生活垃圾填埋场为例,利用建立的风险分级方法,可将这22个填埋场地下水污染风险从高到低分为4级,并且大部分填埋场属于风险级别较低的3、4级。表明该风险分级方法可行、有效,在一定程度上可以为生活垃圾填埋场地下水污染的风险管理提供依据。     

砂柱对济南城市屋面雨水径流净化效果的试验

针对屋面雨水回灌裂隙岩溶含水层要求快速量大和水质要求高的特点,设计了相适宜的砂滤柱.采用室内砂滤试验研究了济南市屋面雨水径流回灌裂隙岩溶含水层之前的雨水净化效果.结果表明,砂柱对屋面雨水径流污染物有明显的去除效果,浊度的平均去除率达到87%,悬浮物的平均去除率达到70%以上,对色度、挥发酚、Pb和Zn也有一定的去除效果,对NH3-N、NO2-N的去除效果较差.浊度、色度和悬浮物等大部分污染物的去除主要集中在上层完成,因此,砂柱的上层需要定期更换.     

潜水含水层水位观测孔水位伪变化的观测与分析

结合CIRP试验场包气带的介质结构及渗透性特征，在S9孔进行了短期的孔中水位、孔口气压和温度测量，测量结果表明，观测孔水位波动与大气压变化有关，水位波动具有伪变化。水位伪变化对于试验场潜水位的监测有一定影响，因此，应对带有伪变化的水位观测结果进行必要的修正，以反映潜水位的真实动态。     

海潮引起的海底承压含水层系统中地下水位的波动——海底弱透水层的弹性储水效应

研究了由潜水含水层、在海底延伸的承压含水层和介于其间的弱透水层构成的滨海含水层系统中,弱透水层的弹性储水以及含水层的海潮荷载效应对承压含水层中的地下水位的影响.研究结果表明,当海底弱透水层延伸足够长时,它的弹性储水对承压含水层中的海潮引起的水头波动有增强作用.     

基于井口涌水量变化类型判断岩溶含水层厚度

针对含水相对均匀的溶洞-裂隙水含水岩组,为判断岩溶含水层厚度,通过对空气潜孔锤钻进工艺施工钻孔井口涌水量变化进行分析,结果发现:利用该工艺施工的钻孔井口涌水量一般会出现稳定型、降低型和增长型三种变化类型;井口涌水量变化类型反映了岩溶含水层是空间尺度上发育的垂向地下水系统,具有分层特征,其厚度与碳酸盐岩岩溶化程度的不均一性耦合,体现了碳酸盐岩岩体内不同空隙的发育规模、密度及其相互间的联系程度;明确了地下水埋深状况以及含水层的构成条件。故采用空气潜孔锤钻进工艺施工的钻孔,在非干孔情形下,可以利用井口涌水量的变化类型判断岩溶含水层厚度。     

Interconnectivity between the Superficial Aquifer and the Deep Confined Aquifers of the Gnangara Mound, Western Australia

Perth groundwater resources are obtained from three major aquifers that occur beneath the Perth metropolitan area: the Superficial aquifer, Leederville aquifer and Yarragadee aquifer. Each aquifer has a unique seasonal water level pattern controlled by soils, geomorphology and geology. Landuse is mainly responsible for variations in recharge; however, the hydraulic properties control aquifer response and water level pattern to a greater degree. Groundwater in the three aquifers is generally of very good quality except in localised areas. Salinity increases with depth and in direction of groundwater flow in the three aquifers. The best water quality is in the Superficial aquifer in the Wanneroo well field area. The geochemistry and stable isotope signatures from the three major aquifers revealed distinct water types that suggest very little hydraulic connection or mixing of waters between these aquifers at the present abstraction and recharge regimes. The results also show that the Leederville and Yarragadee aquifers were recharged during earlier cooler times while the Superficial aquifer is being recharged at present.