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天然降水和人工灌溉是华北平原浅层地下水的主要补给来源。长期过量开采地下水导致华北平原地下水位持续下降,详细分析降水变化规律及灌溉制度的影响有利于深入认识补给及正确评价入渗补给量,对合理开发利用地下水资源具有重要意义。基于实测资料,用HYDRUS软件建立一维变饱和流数值模拟模型,模拟分析了衡水地区近60年在天然降水条件下的垂向入渗补给规律,以及在年周期内灌溉活动对于入渗补给规律的影响。结果表明:研究区多年平均降水入渗补给量为66.6 mm/a;枯水年份降水入渗补给量为30 mm/a,丰水年入渗补给量为120~150 mm/a;年补给量与年降水量具有显著的正相关性;入渗补给系数与降水强度呈负相关关系;入渗补给量随灌溉量的增加而增加,实验条件下小麦底墒水与玉米灌溉对应入渗补给系数较大,实际灌溉中应基于当年降水情况及土壤墒情确定合理的灌水定额。 相似文献
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针对常用的利用降水入渗系数法确定的降水入渗补给量不随降水频率等因素而变化的弊端,利用郑州市地下水均衡试验场地中渗透仪长时间观测的系列资料,通过对降水—降水入渗补给量进行系统响应分析,建立了4种岩性、5个水位埋深的年际和月际的降水—降水入渗补给响应函数.研究结果表明,根据当期及前期的年、月降水量数据,利用系统响应分析法建立的降水入渗补给函数能比较准确地计算相应地区的降水入渗补给量. 相似文献
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灌溉入渗是卫宁平原地下水的主要补给来源,研究不同农作物对地下水的灌溉入渗补给对于准确评价地下水资源量十分重要。本研究基于卫宁平原灌区2个包气带水分运移原位试验点系统观测数据,运用Hydrus-1D软件建立了试验点的包气带水分运移数值模型;设置了单次灌溉量、生长期天数、最大根系埋深和叶面积指数四种影响因子,应用模型分析了其对地下水入渗补给量的影响,计算了不同作物种植期内地下水垂向入渗补给量。结果表明:试验点地下水入渗补给量以灌溉入渗补给量为主。单次灌溉量的大小对地下水垂向入渗补给量的影响最为显著,其次是生长期天数和最大根系埋深,叶面积指数对地下水垂向入渗补给量的影响最小。随着地下水位埋深的增加,农作物种植因子对地下水入渗补给的影响也会增大。不同时期的降雨入渗系数为0.02～0.25;受次降雨量和降雨频率影响差异较大。灌溉入渗系数大小与作物种类关系密切:玉米种植期内的灌溉入渗系数为0.78,茄子种植期内的灌溉入渗系数为0.51,枸杞种植期内的灌溉入渗系数为0.6～0.63。综合考虑研究区作物类型和地下水位埋深(117～267 cm),给出了研究区农田区域在作物单次灌溉量为50～150 mm情况下,对应的灌溉入渗系数参考值。 相似文献
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降水入渗补给量是平原地区水资源的重要组成部分,研究年补给量系列的计算和插补延长方法,对于提高水资源评价的精度和实用性具有重要的意义。本文以华北平原大量的地下水动态观测和均衡场试验资料为基础,分析了不同岩性区的年降水入渗补给系数与年降水量、地下水埋深的定量关系,提出了分区年降水量与入渗补给量的相关曲线的绘制方法,从而解决了年降水入渗补给量系列的计算和插补延长问题。最后,还对相关线型的合理性进行了论证。 相似文献
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太行山山前平原地下水补给规律分析:以河北栾城为例 总被引：2，自引：0，他引：2
采用水均衡法与通量法对太行山山前平原(河北栾城)进行了地下水补给评价,结果表明:近20 a地下水入渗补给量为8～172mm/a(水均衡法),平均值49.3 mm/a,变化幅度大.其中2004年入渗补给量(63mm/a)比采用通量法计算结果(28.2mm/a)大一倍,表明土壤优先流对入渗补给作用显著.年入渗补给量总体上随有效降雨量增加、地下水位下降速率减少、作物实际蒸发蒸腾量减少而增加,但与有效灌溉量和灌溉量之和的相关性不显著.通过长序列地下水位与灌溉量等数据估算得到研究区侧向净补给量为125.2 mm/a,约占地下水总补给量的71.7％(175.4 mm/a),说明地下水主要以侧向补给为主.同时计算了入渗补给与侧向补给地下水的延迟时间,分别为60 a和1个月. 相似文献
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人工示踪方法评价地下水入渗补给及其优先流程度——以河北栾城和衡水为例 总被引：1，自引：0，他引：1
利用传统人工示踪剂峰值方法评价地下水入渗补给存在精度低和适用性差等缺点。为此,本文提出了多区模型方法,采用保守型示踪剂溴和氚对河北栾城和衡水地区进行了不同土地利用方式和不同深度下地下水入渗补给评价。结果表明,栾城和衡水地区地下水入渗补给量分别为124.3 mm/a和13.7 mm/a,与传统方法(103.3 mm/a和0.0 mm/a)相比,多区模型方法的评价结果更符合实际。同时对由优先流引起的地下水入渗补给量进行了分析,栾城和衡水地区优先流程度分别为28.7%和2.3%。秸秆覆盖抑制降雨或灌溉水入渗补给地下水,降低优先流程度,而植被覆盖有利于土壤水优先流的形成。地下水入渗补给量及其优先流程度与示踪深度均无明显相关性,且受土壤结构控制。 相似文献
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应用~2H、~(18)O同位素示踪华北平原石家庄包气带土壤水入渗补给及年补给量确定 总被引：1，自引：0，他引：1
采集2个不同深度包气带土壤水2 H、18 O同位素剖面ZK1,ZK2,应用天然稳定同位素2 H、18 O示踪的方法,研究了华北山前冲积平原石家庄地区包气带土壤水入渗补给的历史演化特征。结果显示,研究区内,以0.05m为取样间隔,δ2 H、δ18 O值可以明显指示出大气降水及灌溉水入渗补给时间—剖面深度位置的年际对应关系。ZK2的δ2 H、δ18 O值随着埋深的增大出现周期性的波动,具有分层现象的岩性差异并不明显,说明ZK2剖面以活塞流的入渗方式补给地下水。在0~3.90m深度,δ2 H、δ18 O值显示降水和灌溉水的入渗补给时间为2011年10月至2001年11月。18 O峰值位移法计算补给量的结果显示,降水、灌溉水通过包气带补给地下水的垂向运移速度为38.5~65.0cm/a,年均入渗补给量为131.3~185.3mm。同时,对比2003年及2005-2007年降水量数据,说明少雨年份农业灌溉用水量的大小对当地地下水的入渗补给量起着关键性作用。 相似文献
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降水量与地下水补给量的关系分析 总被引：11，自引：0，他引：11
降水入渗补给是地下水的主要补给源，研究降水与地下水的关系，主要是分析由于降水垂直入渗引起的地下水位的变化。本文主要通过对降水入渗机理、影响水入渗的因素、降水入渗补给量计算的研究，分析降水量与地下水补给量的关系。 相似文献
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西北内陆盆地降水稀少，一年中有较长时间的冻结期，了解其降水入渗补给规律的季节性变化对于准确评估其地下水资源量和解释气候变化对其地下水补给的影响非常重要。采用新疆昌吉地下水均衡试验站27套地中蒸渗仪1992—2015年试验资料，应用拉依达法则筛选出长系列观测资料中的异常值，结合昌吉试验场相关气象要素观测资料划分西北内陆盆地冻结期、冻融期和非冻结期的时间区间，分析不同时期影响降水入渗补给地下水的主要因素；计算不同时期多年平均降水入渗补给量占多年平均年降水入渗补给量的百分比，确定不同季节对年降水入渗补给的重要性；依据多年平均降水入渗补给量随潜水埋深的变化规律，确定冻融期、非冻结期不同土质降水入渗的最佳潜水埋深。结果表明:在试验条件下，砂卵砾石和细砂非冻结期最佳潜水埋深为0.5 m，轻黏土非冻结期最佳潜水埋深0.1 m；细砂冻融期最佳潜水埋深为1.0 m，砂卵砾石冻融期最佳潜水埋深为0.5 m，轻黏土冻融期最佳潜水埋深为0.1 m；冻结期地下水位埋深对土壤入渗能力的影响十分明显，潜水埋深和降水入渗补给量之间没有显著的线性关系；冻融期是西北内陆盆地浅埋型地下水降水入渗补给的重要时期，冻结期是西北内陆盆地深埋型地下水降水入渗补给的重要时期。 相似文献
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基于清水河平原头营和黑城试验场降雨(灌溉)入渗过程土壤水分运移观测试验数据的分析研究,笔者应用能量观点描述了包气带水分运移的分带性、降雨(灌溉)入渗补给地下水的水分条件和地下水入渗补给过程的基本特征。应用蒸散量模型、土壤水分通量模型,计算了作物生长期的蒸发蒸腾量、土壤贮水量的变化量、400cm深度处的土壤水分渗漏量及渗漏系数。从多年的角度分析了深层土壤水分渗漏量、渗漏系数与地下水入渗补给量和补给系数的关系。它对分析降雨(灌溉)入渗对地下水的补给过程和定量分析地下水入渗补给量、入渗补给系数具有重要价值。 相似文献
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Groundwater recharge estimation using chloride,stable isotopes and tritium profiles in the sands of northwestern Senegal 总被引：2，自引：0，他引：2
A study of environmental chloride, deuterium, oxygen-18, and tritium in deep sand profiles (35 m) has been carried out in order to estimate their relative value for measuring average groundwater recharge. The investigation was located at a 0.1-km2 site in Quaternary sands near the northwestern coast of Senegal in a zone of rainfed agriculture. By using a steady-state model for duplicate unsaturated zone chloride profiles, the long-term average recharge at the site was estimated to be 30 mm yr–1 or around 10% of the average precipitation (290 mm). The chloride concentration of adjacent shallow groundwater was relatively uniform and comparable to the unsaturated zone average, while the spatial variability in the depth distribution of Cl– in the unsaturated zone was considerable. Stable isotope (deuterium and oxygen-18) data show that there is some isotopic enrichment due to direct evaporation through the soil surface. The degree of heavy isotope enrichment is proportional to the extent of evaporative loss and there is good correspondance with the chloride enrichment. Nevertheless, stable isotopes cannot be used quantitatively to estimate the recharge. The excellent preservation of the peak in thermonuclear tritium in precipitation in the unsaturated zone at depths between 12 and 20 m enables an estimated annual recharge of 24 mm yr–1 in this area to be calculated, using the piston flow model. Agreement therefore between Cl and3H as tools for recharge measurement is reasonable over the site. 相似文献
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大气降雨是华北平原浅层地下水的主要补给来源。长期过量开采地下水造成地下水位持续下降,使原来处于饱水带的透镜体位移到包气带中,形成了厚度大、非均质性更为复杂的包气带。厚层包气带中弱渗透性黏土透镜体对于降雨入渗补给的影响是关系到降水入渗过程及补给量评价的基本问题。用HYDRUS软件建立数值模拟模型,模拟探讨单次降雨条件下,透镜体埋深、宽度比、厚度等要素对入渗路径、入渗补给时间和入渗补给量的影响。结果表明:入渗过程中弱渗透性黏土透镜体两侧会形成较快的绕流;透镜体会减小补给峰值并延长总体补给时间,但不改变补给起始时间;透镜体埋深与极限蒸发深度的相对关系决定了潜在补给量的大小,透镜体埋深或因透镜体形成的上层滞水处于极限蒸发深度以上会减少潜在补给量。 相似文献
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降水和人工灌溉是黑河中游浅层地下水重要的补给来源。长期以来入渗补给量评价采用经验参数法,但没有成熟的监测方法和实证数据。采用人工溴示踪法研究黑河中游不同灌溉条件和不同深度条件下的地下水入渗补给规律。结果表明:研究区大气降水条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为21.25 cm,年平均入渗补给量为11.93 mm,入渗补给系数为0.1;大水漫灌条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为86.51 cm,年平均入渗补给量为148.7 mm,入渗补给系数为0.16;小水漫灌条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为46.35 cm,年平均入渗补给量为 53.81 mm,入渗补给系数为0.07;滴灌条件下年包气带溴离子含量峰值年均运移距离为41.72 cm,年平均入渗补给量为52.6 mm,入渗补给系数为0.11。人工溴示踪剂应投放在包气带水分单向入渗下行区,一般西北内陆盆地在地表3 m以下为宜。此研究成果可为黑河流域地下水资源评价提供实证参数,对西北内流盆地地下水水资源量与合理开发利用的科学认识具有重要意义。 相似文献
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黄土中水分迁移规律现场试验研究 总被引：7，自引：0，他引：7
黄土地区降雨诱发滑坡是不争的事实,但黄土地区地下水位很深,降雨入渗地面后如何运移,与地下水有无直接联系,目前还不是很清楚。为此设计了人工滴水试验模拟天然降雨条件,通过在一深度为10 m的探井井壁上埋设土壤水分计,观测人工滴水入渗过程中不同深度土体含水率随时间的变化情况,以确定其入渗影响深度。监测结果显示：降雨量为3.82 mm/d (小雨)时,0.5 m内土体含水率变化明显,0.5 m以下土层含水率几乎没有变化;降雨量为10.31 mm/d(中雨)时,1 m内土体含水率有所增加;降雨量达25.21 mm/d(大雨)时,1 m内土体含水率增长明显,1.0～1.6 m范围内有微弱增长;随着深度增加,土体含水率变化逐渐滞后,增幅逐渐减小。这说明在干旱的黄土地区,若无明显入水通道,短期内降雨的入渗深度有限,很难到达地下水位;但深部古土壤层的观测结果表明,即使在其上部黄土中含水率变化极其微弱的情况下,古土壤中的含水率上升明显,表明黄土中非饱和渗流或水汽迁移是存在的。通过试验还表明,陇东黄土高原地区土壤中水分循环主要发生在浅层0.7 m以内的蒸发带。降雨入渗到蒸发带以内,若无后续降雨补给,则向上蒸发排泄;若入渗至蒸发带以下,则不受蒸发影响,得以继续向下迁移;当遇到不透水面时,会在层面附近富集,有限元模拟也较好地反映了这一规律。 相似文献
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一维土壤水分运动模拟在土壤水分特征研究中的应用——以华北平原衡水实验站为例 总被引：2，自引：0，他引：2
受地形特征以及人类活动的影响,华北平原地下水浅埋区水循环主要以垂直方向上的入渗和蒸发为主,其中,非饱和带对降水和地下水之间的转化具有重要作用。本文选择衡水作为华北平原地下水浅埋区的典型代表点,利用HYDRUS-1D建立了一维数值模型,以平水年2005年夏季作为模拟期,通过计算降水入渗量、蒸散发量、土壤水储存量的变化及地下水补给量等,揭示了该实验点的土壤水分运动特征以及土壤水在降水和地下水转化之间的作用。结果表明降水后土壤水和地下水都得到补给,土壤水储量增加,但由于强烈的蒸发和蒸腾作用(分别占降水补给量的63%和12%),水分消耗较快,因此总的入渗补给量为25%,土壤总储量增加不大;此外,土壤水和地下水联系密切,土壤深层水分在饱和和非饱和状态之间频繁转换,其间没有明确的界面分割,由此说明土壤水在"三水转化"过程中的重要性。 相似文献
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Sustainable groundwater management requires knowledge of recharge. Recharge is also an important parameter in groundwater flow and transport models. Spatial variation in recharge due to distributed land-us.e, soil texture, topography, groundwater level, and hydrometeorological conditions should be accounted for in recharge estimation. However, conventional point-estimates of recharge are not easily extrapolated or regionalized. In this study, a spatially distributed water balance model WetSpass was used to simulate long-term average recharge using land-use, soil texture, topography, and hydrometeorological parameters in Dire Dawa, a semiarid region of Ethiopia. WetSpass is a physically based methodology for estimation of the long-term average spatial distribution of surface runoff, actual evapotranspiration, and groundwater recharge. The long-term temporal and spatial average annual rainfall of 626 mm was distributed as: surface runoff of 126 mm (20%), evapotranspiration of 468 mm (75%), and recharge of 28 mm (5%). This recharge corresponds to 817 l/s for the 920.12 km2 study area, which is less than the often-assumed 1,000 l/s recharge for the Dire Dawa groundwater catchment. 相似文献
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包气带在干旱半干旱地区地下水补给研究中的应用 总被引：3，自引：0，他引：3
在干旱半干旱地区,包气带的溶质和同位素剖面不但可以提供较长时间尺度上的地下水补给信息,而且记录了过去气候变化与环境变化信息。本文基于学科组近10年的研究成果,以鄂尔多斯盆地为例（包括南部的黄土高原和北部的沙漠高原）,将包气带和饱和带结合起来,利用多种环境示踪技术,提升了包气带在干旱半干旱地区地下水研究中的潜力,并将其应用到地下水补给历史重建、地下水补给机制确定、植被变化对地下水补给影响评价和地下水污染物全过程示踪中。研究表明,由于在干旱半干旱地区,包气带较厚且补给量有限,地下水和现今的浅表水文过程未达到水力平衡,如在沙漠高原西部,近2 500 a降水尚储存在包气带13 m以浅,地下水是4 000 a以前补给的,其水化学特征与浅部包气带水差异巨大;而在黄土高原,补给量较大,但包气带巨厚,年降水仍需要几十到上百年时间入渗到地下水（但并不意味着没有补给,其土壤水在包气带中平均入渗速率为0.1~0.3 m·a-1）,包气带浅部溶质含量较深部和地下水中的高;典型黄土塬区的地下水均不含氚,地下水年龄在几百到上万年。黄土内部层状均匀的土壤质地特征和相对较老的地下水年龄揭示的均匀活塞流入渗是黄土塬区浅层地下水补给的主要方式。黄土高原退耕还林还草和沙漠区植被恢复导致地下水补给呈现不同程度的减少,反映在包气带上表现为溶质含量的增加,可用于定量化确定地下水补给量的变化。本文强化了包气带在干旱半干旱地区地下水补给研究中的作用,在未来地下水资源评价、地下水污染全过程刻画中应得到重视。 相似文献
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J. Espinha Marques J. Samper B. Pisani D. Alvares J. M. Carvalho H. I. Chaminé J. M. Marques G. T. Vieira C. Mora F. Sodré Borges 《Environmental Earth Sciences》2011,62(6):1219-1234
High-mountain basins provide a source of valuable water resources. This paper presents hydrological models for the evaluation
of water resources in the high-mountain Zêzere river basin in Serra da Estrela, Central Portugal. Models are solved with VISUAL BALAN v2.0, a code which performs daily water balances in the root zone,
the unsaturated zone and the aquifer and requires a small number of parameters. A lumped hydrological model fails to fit measured
stream flows. Its limitations are overcome by considering the dependence of the temperature and precipitation data with elevation
and the spatial variability in hydrogeomorphological variables with nine sub-basins of uniform parameters. Model parameters
are calibrated by fitting stream flow measurements in the Zêzere river. Computed stream flows are highly sensitive to soil
thickness, whereas computed groundwater recharge is most sensitive to the interflow and percolation recession coefficients.
Interflow is the main component of total runoff, ranging from 41 to 55% of annual precipitation. High interflows are favored
by the steep relief of the basin, by the presence of a high permeability soil overlying the fractured low permeability granitic
bedrock and by the extensive subhorizontal fracturing at shallow depths. Mean annual groundwater recharge ranges from 11 to
15% of annual precipitation. It has a significant uncertainty due to uncertainties in soil parameters. This methodology proves
to be useful to handle the research difficulties regarding a complex mountain basin in a context of data scarcity. 相似文献