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1.
:刻画地表水与地下水的相互作用过程及精确计算二者的交换量始终是个挑战,而新兴的温度示踪方法对于这方面的研
究具有独特优势。重点介绍了地表水与地下水相互作用的温度示踪方法原理、应用及相关模拟的研究进展。温度示踪方法的数
据获取成本低且温度适宜密集与连续监测,可对地表水与地下水相互作用过程进行精细刻画;在进行地表水与地下水相互作用的
水-热耦合模拟时,温度数据可用于进一步校正模型,降低模型的不确定性,以提高交换量的计算精度。监测河水温度和河床沉
积物内的水温,运用温度示踪方法研究河水与地下水的相互作用过程,并将水流及热运移数值模型相耦合,利用多源数据进行模
型校正,可精细刻画地表水与地下水的交换量、相互作用带内的水流途径、流速及其变化趋势和控制因素,为地表水与地下水相互
作用研究提供新的模型与方法。 相似文献
究具有独特优势。重点介绍了地表水与地下水相互作用的温度示踪方法原理、应用及相关模拟的研究进展。温度示踪方法的数
据获取成本低且温度适宜密集与连续监测,可对地表水与地下水相互作用过程进行精细刻画;在进行地表水与地下水相互作用的
水-热耦合模拟时,温度数据可用于进一步校正模型,降低模型的不确定性,以提高交换量的计算精度。监测河水温度和河床沉
积物内的水温,运用温度示踪方法研究河水与地下水的相互作用过程,并将水流及热运移数值模型相耦合,利用多源数据进行模
型校正,可精细刻画地表水与地下水的交换量、相互作用带内的水流途径、流速及其变化趋势和控制因素,为地表水与地下水相互
作用研究提供新的模型与方法。 相似文献
2.
潜流带(即地表水-地下水交互作用带)是位于地表水和地下水之间发生物质和能量交换的,具有物理、化学、生物梯度的饱和含水带。潜流带内发生着强烈的生物地球化学过程,在改善水环境质量和维持水生态系统稳定中发挥着重要作用。潜流带生物地球化学特征主要受河床沉积物结构特征、水文特征、环境特征、生物群落格局、物质输入等因素的影响,潜流带内C、N、P元素以及有毒金属元素(Fe、Mn、As、Hg等)会发生氧化-还原、吸附与解吸、沉淀与溶解、生物催化等生物地球化学过程。原位监测、数值模拟、原位培养和地球物理探测等技术是潜流带中生物地球化学过程研究中常用的研究手段。未来针对潜流带的研究可以从监测和数值模拟技术、河床沉积物变化特征以及微生物生态系统的结构和功能等方面进一步开展。 相似文献
3.
为查明高店子幅地表水和地下水的水化学特征及水环境质量现状,为区域水资源保护与开发提供理论依 据,运用数理统计分析、模糊综合评价和灌溉水水质评价方法对研究区地表水和地下水进行了分析与评价。研究 结果表明:研究区地表水水化学组分波动较大,地下水水化学组分相对较为稳定。地表水水化学类型主要为重碳 酸硫酸－钙镁型水和重碳酸－钙镁型水;地下水水化学类型主要为重碳酸－钙镁型水和重碳酸硫酸－钠 钙 镁 型 水。研究区地表水和地下水水力联系密切,水中主要离子组分来自于盐岩、石膏和碳酸盐的风化溶滤,另 外 还 存 在阳离子交换作用、蒸发浓缩作用和人类活动的共同影响。饮用水水质评价表明,５４．５％的地表水和７１．４％的地 下水适于饮用或基本适于饮用,地下水水质稍好于地表水水质;灌溉水水质评价表明,研究区地表水和地下水均 适于灌溉,合理灌溉不会造成盐害和碱害。 相似文献
4.
岩溶含水层中的地下水是重要的可饮用水来源, 由于其复杂的水文地质特征, 采用数值模型分析和评价含水层中地下水环境极具挑战性。采用变饱和度流动方程描述含水层基质中的饱和-非饱和流动, 采用管道流方程描述岩溶管道中的层流及紊流流动, 基于流动解采用对流弥散方程分别描述基质与管道中的溶质迁移过程。根据相关实验数据以及MODFLOW-CFP程序的模拟结果对流动模拟的准确性进行验证, 并基于此开展了岩溶管道以及非饱和参数对地下水流动及污染物迁移影响的模拟。结果显示, 数值模型能很好地重现含水层中饱和区与非饱和区以及岩溶管道的地下水动态, 岩溶管道对含水层的渗流场产生了较大的影响。管道中快速流动的特性使得周围的水向其中汇集, 影响了局部流动场, 进而使得泄露的污染物质随水流进入管道, 快速向管道出口处(泉点)迁移, 突破曲线显示管道出口处的污染物浓度响应速度远快于基质中对应的位置, 非饱和参数对管道中污染物浓度的响应速率有着不同程度的影响。建立的模型完善了岩溶含水层中非饱和区地下水流动、污染物运移以及基质-管道流动与溶质运移耦合模拟等方面的工作, 加深了对岩溶含水层地下水动力学以及污染物迁移过程的认识, 对岩溶水文地质及地下水环境等方面具有重要意义。 相似文献
5.
岩溶洼地在西南地区分布广泛,岩溶地下水为当地居民生产和生活的主要水源,研究岩溶洼地内涝条件下裂隙系统中的溶质迁移及响应规律可为峰丛洼地区岩溶地下水的污染防控提供科学依据。基于相似原理构建了岩溶洼地-裂隙系统物理模型,采用对流-弥散模型和脉冲响应模型对溶质迁移过程进行了模拟分析,探讨了不同级次裂隙和内涝蓄水量大小对溶质迁移的影响。结果表明:大裂隙作为优先水流通道,对溶质迁移起主要的控制作用;小裂隙对溶质迁移起暂时储存和缓慢释放的调蓄作用,其溶质迁移的叠加过程使总出口溶质迁移的"拖尾"效应更加明显;随着内涝蓄水量的增加,稀释作用增强,导致溶质峰值质量浓度降低、溶质质量浓度回归至本底值的时间延长、延缓释放溶质的质量增加。该物理模型是对复杂岩溶洼地系统内污染物迁移研究的一种新探索,其模拟结果进一步深化了对洼地内涝条件下面源污染物在岩溶水系统中迁移规律的认识。 相似文献
6.
原生高砷地下水已给人类健康造成了极大威胁。近几十年来,国际上针对高砷地下水已开展了大量的研究工作,但由
于地下水系统中砷经历的复杂物理、化学及生物地球化学过程,使得地下水系统中砷浓度衰减和运移尚不能进行准确预测。在系
统总结前人研究工作的基础上,对控制地下水中砷迁移转化的主要物理、化学和生物地球化学过程(包括吸附/解吸、溶解/沉淀、
非氧化/还原和生物还原等)进行了系统总结。重点讨论了孔隙介质中砷的地球化学反应和运移机制的平衡与动态模型,即批反
应模型、运移模型、反应运移模型,以期为原生高砷地下水修复及高砷地下水开发指导提供科学依据。 相似文献
于地下水系统中砷经历的复杂物理、化学及生物地球化学过程,使得地下水系统中砷浓度衰减和运移尚不能进行准确预测。在系
统总结前人研究工作的基础上,对控制地下水中砷迁移转化的主要物理、化学和生物地球化学过程(包括吸附/解吸、溶解/沉淀、
非氧化/还原和生物还原等)进行了系统总结。重点讨论了孔隙介质中砷的地球化学反应和运移机制的平衡与动态模型,即批反
应模型、运移模型、反应运移模型,以期为原生高砷地下水修复及高砷地下水开发指导提供科学依据。 相似文献
7.
江汉平原水质性缺水问题日益突出,识别江汉平原地下水流系统分布模式,对地下水资源的合理利用与保护具有重要意义.选取江汉平原典型区域,综合水文地质条件、水动力场及水化学同位素指标深入分析地下水补给过程、水岩作用及滞留时间.得出由于碳酸盐岩的溶解,研究区的地下水化学类型属于HCO3-Ca (Mg)型.地下水中典型离子随深度增加逐渐降低,同位素随深度增加逐渐偏负,表现出地下水流系统呈局部与区域水流系统的特点,系统深度界限在10~20m.独立而复杂的局部水流系统在平枯水期地下水向河渠地表水排泄.根据3H的含量,局部水流为现代水,水循环交替迅速.受地形控制,中深层地下水总体由西和西北向东和东南径流,汇入汉江和长江,为区域水流系统.由于补给源的高程效应,区域水流的18O值存在明显分区,指示不同的补给来源与水流路径.山前丘陵区基本为现代水,向平原腹地纵深至汉江和长江排泄区,地下水年龄在几百年至6000a不等,水循环交替缓慢.研究发现江汉平原低洼排泄区存在区域水流的顶托补给,可为原生劣质水的分布与聚集研究提供依据. 相似文献
8.
湖泊富营养化是当前全球范围内最为典型且严重的水环境问题之一，但过去偏重营养盐向湖泊的点源和面源输入评价，常常忽视地表水-地下水相互作用在湖泊水质形成与演化中的作用。总结了地下水-湖水相互作用模式，重点评述了地下水排泄过程对湖泊水文与水质影响的研究进展，对比了渗流仪测量、水量平衡、氡质量平衡、温度示踪、数值模拟等量化方法的优劣性与适用性，探讨了地下水向湖泊排泄的时空变异性、地下水-湖水界面氮磷的迁移转化等难点问题的研究现状，提出该领域未来研究方向主要包括:综合运用多种技术方法，表征湖底地下水排泄的时空变异性；揭示界面水文生物地球化学过程，量化地下水向湖泊排泄氮磷负荷；评估强烈人类活动改造对地下水-湖水相互作用的影响。 相似文献
9.
水资源短缺的西北干旱－半干旱地区,作为重要供水水源的地下水遭受硝酸盐等污染问题日益突出。识别地下水硝酸盐来源及其迁移转化过程对于污染防治至关重要。溶 解 性 有 机 质（ＤＯＭ）及其组分特征对于硝酸盐的迁移转化有着重要影响,因此,探究 ＤＯＭ 组成特征与地下水硝酸盐污染相关性显得尤为必要。以 鄂 尔 多 斯盆地北部湖泊集中区作为研究区,运用紫外－可见光光谱技术和荧光光谱技术手段,表征了硝酸盐污染地下水中ＤＯＭ 的组成特性,分析了地下水硝酸盐污染成因。结果 表 明,研 究 区 深 度４００ｍ 以上的地下水受到不同程度的硝酸盐污染,其主要是由于农牧业活动和生活污水等产生硝酸盐污染,同时质地疏松的沙质土包气带有利于地表污染渗入地下水中。此外,地下水中 ＤＯＭ 主要来源于地表,使得反硝化作用较弱,不利于地下水中 ＮＯ－３ 的自然衰减。 相似文献
10.
识别地下水溶解性硫酸盐来源及其生物地球化学循环过程是保障饮用水安全和水生态安全的重要前提, 对于地下水资源的管理和保护具有重要的意义。在广泛查阅文献的基础上, 总结了不同地下水硫酸盐来源δ 34SSO4和δ 18OSO4值域范围; 综述了地下水硫酸盐溯源及硫生物地球化学循环过程解析的研究进展, 指出了存在问题和发展趋势。地下水硫酸盐来源识别方法经历了水化学方法→单同位素→双同位素→多同位素和多示踪剂定性识别→定量评估的发展历程; 因特定地域来源的硫、氧同位素差异和生物地球化学转化过程等因素的影响, 地下水硫酸盐溯源尚存在较大的不确定性。建议在地下水流系统框架上结合土地利用分布, 布置采样点采集污染源和地下水样品, 测定水化学和硫酸盐的硫氧同位素值及其他辅助性示踪剂同位素值或浓度, 利用多学科、多方法充分融合研究区水文地球化学、渗流场、土地利用等信息, 解析地下水硫酸盐的来源及其贡献, 以支撑地下水资源保护和污染防治的科学实施。 相似文献
11.
由于岩溶发育的极不均匀性和岩溶含水介质的多重介质性等特征, 使得岩溶水系统的地下水运动规律呈现出复杂多变的特点, 在孔隙或微小裂隙含水介质中岩溶水满足达西流, 而在岩溶管道中可能出现非达西运动, 这给岩溶区地下水模拟带来了极大挑战。系统地梳理了岩溶水流和溶质运移模拟的主要方法, 总结了复杂岩溶多重介质系统地下水模拟技术的现状, 并结合我国南方岩溶和北方岩溶各自的特点, 提出岩溶水模型在实际应用中需要关注的要点。主要包括: 需加强野外调查和观测, 提高模型中对岩溶含水介质结构非均质性表征的精度; 进一步深化对岩溶水运动机理的研究, 刻画岩溶多重介质的水流特征以及水交换机理; 针对北方岩溶水系统模拟, 可选择等效连续多孔介质模型, 重在耦合区域分布的岩溶溶孔－裂隙介质中慢速渗流与脉状分布的强径流带快速流; 对于南方岩溶区, 建议考虑建立分布式流域水文模型与能刻画集中管道流多流态变化的多重介质模型的岩溶地下水耦合模型。 相似文献
12.
表生地球化学研究十分广泛。表生地质地球化学的研究包括有表生地球化学过程中各种动力学模型的研究，微生物对各种元素地球化学循环的控制作用及机理研究，岩石风化过程中定量指标的研究与应用，稀土元素在表生作用过程中的地球化学行为及有机质在表生矿产特别是金属矿产成矿机制中的作用的研究。上述诸方面的研究近年来已取得了不少新的成果，对表生矿产的形成机制及合理地开发和利用作出了应有的贡献。 相似文献
13.
通过场地灌溉试验,探讨了灌溉活动对非饱和带中砷迁移转化过程的影响机理。结果表明:灌溉过程中非饱和带中砷的迁移转化受多个地球化学过程共同控制,非饱和带ｐＨ 值、Ｅｃ值、ＳＯ２－４ 和 ＨＣＯ－３ 与 Ａｓ的竞争吸附以及氧化还原条件的波动都会影响土壤孔隙水中砷的质量浓度。灌溉活动导致土壤处于相对还原环境,铁氧化物矿物还原溶解,被吸附或与之共沉淀的砷被释放进入水相,灌溉结束后,土壤逐渐恢复相对氧化环境,重新生成铁氧化物矿物,土壤孔隙水中砷以吸附／共沉淀形式被其固定。因此,通过改变非饱和带氧化还原条件导致铁氧化物矿物的沉淀／溶解是灌溉作用下非饱和带水体中砷迁移转化的主要原因。 相似文献
14.
温度是地下水的固有属性，地下水温度场和动态特征是地下水流系统的外在表现。为揭示地下水开采等人类活动影响下西北内陆盆地浅层地下水温度场特征与地下水流系统的关系，基于多点位、长序列、高精度的地下水温度监测数据，在酒泉东盆地开展了地下水温度场及动态特征研究。结果表明:酒泉东盆地浅层地下水温度9.33~20.77℃不等，平均水温为13.54℃，自地下水补给区至排泄区，沿地下水径流方向，浅层地下水温度逐渐升高；循环深度相近的不同地下水流系统对比表明，浅层地下水温度与地下水动力条件呈负相关，地表水入渗补给大、水动力条件强的水流系统地下水平均温度低，入渗补给小、水动力条件弱的地下水平均温度高；浅层地下水温度动态受自然地下水循环和地下水开采等人类活动共同影响，从山前地下水补给区到中游绿洲区再到下游排泄区，浅部地下水温度动态可划分为4种基本类型，依次分别为河流补给型、水温稳定型、开采相关型、正弦波动型。 相似文献
15.
水资源短缺的鄂尔多斯盆地内地下水遭受硝酸盐（NO3-）污染等问题日益突出，识别盆地不同地下水流系统的NO3-分布规律及其成因，对地下水资源的合理利用与保护具有重要意义。选取鄂尔多斯盆地北部湖泊集中区白垩系地下水系统为研究对象，基于水化学和聚类-主成分分析划分地下水流系统级次，在此基础上对比分析不同级次地下水流系统中NO3-分布特征，综合水化学和环境同位素分析识别多级次地下水流系统中NO3-来源及其潜在过程。研究表明:研究区ρ（NO3-）超出地下水质量标准（GB/T 14848-2017）Ⅲ类水标准的地下水样品集中在局部-中间地下水流系统，其超标率达到28%；区域地下水流系统中ρ（NO3-）均值约为1 mg/L。研究区不同级次地下水流系统中ρ（NO3-）分布特征主要与人类活动影响程度有关，而地下水蒸发富集和反硝化衰减作用对ρ（NO3-）的影响可以忽略。其中，局部-中间地下水流系统受到人类活动产生的污染影响显著，其NO3-污染主要来源于无机铵肥和粪便污水等；区域地下水流系统可能尚未受到人类活动污染，其NO3-来源于天然有机氮矿化。 相似文献
16.
张光辉 《地球科学与环境学报》1995,(2)
本文论述了镉在包气带中迁移积累问题，提出了镉在包气带中的迁移和积累模式并用实验结果与之加以验证，指出了镉在各类土壤中的存在形式及在不同地球化学环境镉的危害性是有所不同的。 相似文献
17.
岩溶关键带水文地球化学过程的研究对于科学认识其内部的演化环境与结构特征具有重要意义。岩溶水是水-岩作用后主要的信息载体, 定量分析其水化学特征及成因是揭示岩溶关键带含水系统介质环境与水动力条件的有效手段。以滇中高原岩溶关键带3个典型岩溶含水系统为研究对象, 通过对不同含水系统出露的岩溶泉进行野外采样与室内测试, 综合采用数理统计分析、水化学图解、离子比例系数与水文地球化学模拟等方法, 深入剖析了各含水系统岩溶水水化学组分特征、成因作用和含水层介质特性, 并对关键带中水循环与水化学的内在联系及规律进行了探讨。结果表明: ①HCO3-、Ca2+是各含水系统岩溶水中含量最高且来源稳定的离子组分, Mg2+是控制各含水系统水化学类型异化的关键因素; ②碳酸盐岩类的岩石风化、矿物溶解是各含水系统内岩溶水化学组分特征的主要成因作用, 岩溶水对华宁水系统含水层的溶蚀作用仍在发生, 阳离子吸附交替与硅酸盐岩类的风化溶解是区域岩溶水中Na+、K+的重要来源; ③区域岩溶的发育强度、岩溶含水层的出露条件及含水介质岩性与连通性共同塑造了滇中高原岩溶关键带不同含水系统地下水化学特性。研究成果丰富了对滇中高原岩溶关键带水文地球化学过程的认识, 为区域岩溶水资源的开发、利用与保护提供基于水化学的证据支撑。 相似文献
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温泉汤温泉是威海地区一个非常重要的温泉,综合地球化学和地质调查方法,分析温泉汤温泉的形成模式。本文采集温泉汤温泉水样进行了水化学和氢氧稳定同位素测试,通过分析温泉水的水质类型、补给来源,估计水循环深度,结合地热地质条件进一步丰富了地热成因机制。水化学Piper分析图表明温泉水属于Na-Cl型温泉,水岩作用分析表明温泉水具有浅层水的特征,而氢氧稳定同位素值分布于中国东部大气降水线附近,推测温泉水主要受大气降水、地表水、地下水等浅层水的影响。根据δ~2H同位素高程效应,计算得到温泉的补给高程为225～265m之间,根据周边地形地貌特征,南部山区约为240m左右,确定南部山区是主要的补给源。综合分析认为,大气降水从温泉汤温泉南部山区汇聚到盆地中,大气降水、地表水、地下水等通过断裂破碎带在深部进行热交换形成温泉热水,然后运移到地表,出露成温泉汤温泉。通过成因模式分析,为温泉汤温泉的资源评价和开发利用提供科学依据,也为威海地区其他温泉的研究和开发利用提供参考。 相似文献
19.
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为防治肥城盆地区域地下水位持续下降，科学管理盆地地下水资源，建立了盆地内岩溶水系统地下水优化管理模型．并采用改进单纯形法求解该模型，取得了较好地效果。首先根据1994年11月1日～1997年7月31日历时33个月盆地内各用水部门岩溶水开采量调查资料、地下水位长观资料等，采用有限单元法建立了盆地岩溶地下水流数值模型；然后在对盆地内2001年水资源开发利用现状及存在问题进行分析的基础上．提出了盆地内岩溶地下水资源的开源节流措施．并指出通过开源节流、加强管理、优化水量分配方案、控制开采、积极外引客水资源等措施．有望控制住盆地内地下水位持续下降。最后采用响应矩阵法耦合地下水流数值模型与优化模型建立了管理模型。在求解方法上．对于因资源不足而无解时，可在形成背景水位时．根据既定的供水优先秩序，对优先级较低的用户分配较少的资源，通过试算的方法求得当前资源约束下的满意解。 相似文献