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华北平原地下水浅埋区水循环主要以垂直方向上的入渗、蒸发和蒸腾的方式存在,同位素可以作为一种有效"示踪剂"揭示降水入渗补给地下水的过程。选择华北平原中、东部地下水浅埋区的衡水和沧州为典型实验点,研究不同降水特征、土壤质地和植被条件下入渗过程的差异性。结果表明,土壤非均质条件下(沧州),降水入渗补给过程中伴随着蒸发、植被蒸腾作用以及与土壤前期水分的强烈混合作用,活塞流入渗的同时土壤100 cm深度可能还存在大孔隙优先流;土壤均质条件下(衡水),降水向下均匀入渗,入渗速度较快,土壤水运动以新水基本代替老水的活塞流为主要形式,并经过强烈的蒸发浓缩作用补给地下水。 相似文献
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砂姜黑土平原区降水入渗补给地下水规律分析 总被引：1，自引：0，他引：1
五道沟试验站以大小不同水均衡试验场经过四十余年降水入渗试验证明 :砂姜黑土平原区降水入渗补给地下水可按降水量、雨前包气带土壤蓄水量和地下水埋深等条件的不同 ,入渗补给地下水可分 4种方式进行 相似文献
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冻结-冻融过程中水分运移机理 总被引：9，自引：1，他引：9
为研究冻结-冻融过程中水分运移机理,在天山北麓平原通过人为控制潜水不同埋深条件下的模拟试验和田间土壤水分运移观测试验,分析了土壤水势分布和土壤含水量分布特征,发现冻结过程不同潜水埋深条件下的土壤水分运移机理、土壤水与潜水之间的相互转化关系有明显差异.在冻结过程中,潜水浅埋条件下,冻结层下界面与潜水面之间土壤水分运移状态呈上渗型,土壤水向冻结层下界面处运移、积累,同时引起潜水蒸发损耗使潜水位下降,表现出地下水向土壤水转化的基本特征.潜水深埋区,土壤水分运移状态呈上渗-入渗型,同样土壤水向冻结层下界面处运移、积累,同时潜水得到一定的入渗补给并使潜水位上升,表现为土壤水向地下水转化的特征.冻融过程中对于不同潜水埋深,由原来各自的土壤水分运移状态均逐渐转变为入渗型,形成潜水入渗补给,表现为土壤水向地下水转化的特征.冻融期是土壤水资源、地下水资源形成的重要时期,对于干旱少雨的西北地区而言,冻融水的形成、运移和入渗补给地下水具有重要的生态环境意义. 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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降水入渗补给系数综合分析 总被引：2，自引：1，他引：1
李金柱 《水文地质工程地质》2009,36(2):29-33
文章利用河北省冉庄水资源实验站、安徽省五道沟水文水资源实验站、山西省太谷均衡实验站地中渗透仪实测的降水入渗资料,对降水入渗补给系数的变化规律进行了综合分析。通过分析,得出不同岩性、不同年降水量在不同地下水埋深条件下的降水入渗补给系数,并对降水入渗补给的最佳地下水埋深和大埋深稳定点存在的机理进行了探讨。 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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黏性土的渗透系数极低，水分及溶质在黏性土中运移速率慢、耗时长，本次研究通过分析大别山区-江汉平原三水转换野外科学试验场（下文简称"试验场"）ZK1、ZK2钻孔剖面土壤水、大气降雨D、18O同位素测试数据与孝感站（站号57482）多年年降雨量数据，确定了厚层黏性土土壤水入渗补给年份与深度的对应关系。结果表明：试验场区黏性土垂向岩性差异较小，无明显分层现象，土壤水分以"活塞流"的方式向下运移，夏、秋季的大气降雨为土壤水的主要补给来源；ZK1（取样间隔0.5~2.7 m，深度15 m）的土壤水δD、δ18O值随着埋深的增大出现周期性的波动，ZK2（取样间隔0.1 m，深度6.2 m）的土壤水δD、δ18O值随着埋深的增大出现分层波动现象；确定了黏性土层0~6.2 m深度对应的降雨入渗补给年份，并通过18O的峰值位移法计算得出降雨入渗补给在黏性土层的垂向运移速度为10.8~15.0 cm/a，年均入渗补给量为43.1~58.1 mm，占多年年均降雨量的4.01%，推算出降雨入渗补给需要近130年的时间才能穿透试验场厚层黏性土补给至地下水含水层，表明该厚层黏性土的防污性能良好。本研究所揭示大气-土壤界面下黏性土土壤水分入渗迁移历史演化特征及补给年际对应关系，对江汉平原区地下水环境保护、生态环境改善、旱涝灾害防治等具有重要意义。 相似文献
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Study of groundwater recharge processes is vital for quantification of total natural recharge to the aquifers. One of the
recharge processes demonstrated earlier by tracer experiments in the unsaturated zone is that of piston flow movement of soil
moisture. Based on this recharge process, environmental tritium, chloride and injected tritium studies have been carried out
extensively in various geological environs of India. The purpose of this paper is to evaluate the validity of the piston flow
concept in different geological environs viz. consolidated fractured and weathered granites, semi-consolidated sandstones
and unconsolidated alluvial tracts, and quantify the contribution from this process as well as that from the preferential
flow mechanism using different tracers. Analysis of tracer data demonstrates that the preferential flow recharge process contributes
very significantly (an average of 75% of total recharge) in the case of fractured granites and is important (an average of
33% of total recharge) for semi-consolidated sandstones, whereas the preferential flow recharge component is minimal in unconsolidated
alluvial tracts (piston flow model is applicable). These findings necessitate re-evaluation of the total natural recharge
potential of the above mentioned geological environs in view of the significant preferential flow recharge that is evidenced
and estimated.
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通过长武黄土塬区不同土地利用方式下深剖面土壤水分的长期定位监测以及氢氧稳定同位素示踪技术的使用,分析了该区域土地利用变化对地下潜水补给的影响。结果表明:① 降水补给地下水过程中存在着活塞流和优先流两种机制,由活塞流补给的地下水量,以休闲地居高,低产农田次之,最后是高产农田;② 随着该区域农田生产力大幅提升以及大面积农田转换为果园,地下水活塞流补给量逐年减少,加之地下水开采量增加,导致地下水位逐年下降,年均降幅达0.3 m;③ 同位素证据表明,目前长武塬区地下水补给以优先流形式为主。为了实现黄土塬区潜水资源的有效补给与可持续利用,需要合理调控土地利用结构,保持适度生产力水平。 相似文献
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厚层黄土中包气带水的运动方式一直存在争议。一种认为是活塞流,另一种认为是优势流,也有人认为两者并存。本文通过现场观测和两个模型试验,揭示活塞流是包气带中水分的特有的运移方式;基于非饱和土的土水特征,进一步证明优势流仅存在于饱和土中。自然界的黄土多处于非饱和状态,因此活塞流是黄土包气带中水的主要运移方式,而优势流是暂态和局部的,仅出现在降雨时期的浅层饱和区,或者低洼的汇水区。黄土中的垂直节理、卸荷裂隙、动物洞穴和植物根孔等优势通道是地表汇流的排水通道,而不是地下水的补给通道。 相似文献
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降水入渗补给过程中优先流的确定 总被引：1，自引：0，他引：1
优先流是降水、灌溉水等入渗补给地下水的主要形式之一,流速快,流动路径复杂,难以定量描述.针对优先流难以定量描述的问题,以郑州地中渗透仪观测资料为基础,探讨了新乡亚砂土等试筒降水入渗过程及其中的优先流补给量比例.根据土壤的水力性质、气候等资料建立不存在优先流的数值模拟模型来刻画降水入渗补给过程,通过模拟获得的地下水入渗补给量与实测地下水入渗补给量的历时曲线,将大于模拟值的实测值视为优先流的量及确定其在总补给量中所占的比例.结果表明,优先流占总补给量的比例在10%～80%之间;随着土壤粘性增加,优先流所占比例呈增加趋势;随地下水位埋深的增大,优先流所占比例呈逐渐下降趋势. 相似文献
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Shallow groundwater dynamics and origin of salinity at two sites in salinated and water-deficient region of North China Plain,China 总被引：5，自引：4，他引：1
Shiqin Wang Xianfang Song Qinxue Wang Guoqiang Xiao Zhimin Wang Xin Liu Peng Wang 《Environmental Earth Sciences》2012,66(3):729-739
Large salinated areas are distributed in the middle and east of the North China Plain (NCP), where the fresh water shortage is serious. In this study, two sites in Cangzhou (CZ) and Hengshui (HS) of Hebei Province were selected to study the dynamics of shallow groundwater level and salinity. Electrical conductivity (EC) of groundwater was combined with the isotope compositions of δ18O and δ2H to identify the origin of salinity. Results showed that the dynamics of groundwater level at both sites were mainly controlled by precipitation and evaporation. Soil texture and structure played a significant role in the dynamics of salinity. The summer precipitation diluted the EC of groundwater at the HS site with homogeneous soil of sand loam, suggesting the larger infiltration rate; however, it did not dilute the EC at the CZ site with heterogeneous soil of sand loam and silt loam, suggesting that the summer precipitation could not recharge the groundwater directly. In winter, the EC decreased rapidly due to the temperature gradient underground if the groundwater was above the threshold level (at least 3 m below the ground surface) after the rainy season. Isotopes of δ18O and δ2H showed that precipitation was the major recharge source for the groundwater at the two sites. The salt mainly comes from the dissolution of soil or rock at the CZ site. While, the evaporation effect was strong at the HS site leading to the increase of the salt concentration. 相似文献
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溶质暂态存储是岩溶地下水溶质运移过程中的普遍现象。为揭示岩溶管道与裂隙介质间溶质暂态存储机制,本文构建室内管道-裂隙物理模型,开展集中补给条件下的定量示踪试验,运用双区对流弥散模型实现溶质运移过程模拟。研究表明:随着集中补给水动力条件的增强,裂隙暂态存储水量呈线性增加趋势,溶质穿透曲线由单峰型向双峰型转变;管道和裂隙中的平均流速呈负相关关系,溶质在管道和裂隙中的滞留时间差决定了穿透曲线的形态;溶质暂态存储引发了穿透曲线的拖尾效应和双峰现象,对岩溶地下水溶质运移过程具有重要的控制作用。 相似文献
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Dewashish Kumar G. B. K. Shankar Setbandhu Mondal V. Venkatesam K. Sridhar P. N. Rao Pandith Madhnure R. Rangarajan 《Journal of the Geological Society of India》2016,88(1):29-38
Two dimensional Electrical Resistivity Tomography (ERT) investigation along with Time Domain Induced Polarization (TDIP) investigation covering 1.6 km line were carried out at 3 natural recharge sites in a overexploited groundwater granite watershed, situated in a semi arid region in the state of Telangana, India. At these sites, shallow and/ or deep moisture influx measurements were also carried out using injected tritium tracer and neutron moisture probe. The watershed is covered by sandy loam to silt loam soil, receives an average annual rainfall of 620 mm with the pre monsoon groundwater level ranging from 8m to 29m bgl. The spot investigations were done to assess and understand the recharge process and groundwater potential in terms of resistivity/conductivity and moisture characteristics of the subsurface rock formation. 相似文献
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Analysis of soil, soil water and groundwater in the Mount William Creek catchment, southeastern Australia, shows that Mg2+ and Ca2+ within infiltrating rainfall are rapidly depleted by plant uptake and adsorption on clay minerals. Na+ and K+ may exhibit minor enrichment at shallow depths but are quickly readsorbed, so that cation/Cl– ratios typical of groundwater are observed in soil water within the upper 200 cm of the soil profile for all species. The concentrations of K+ and Ca2+ in soil and groundwater are more depleted than Na+ and Mg2+ due to preferential uptake by vegetation. Removal of organic matter results in a continuing, long-term export of all major cations from the soil profiles. The processes of biogeochemical fractionation within the unsaturated zone rapidly modify the cation/Cl– ratios of infiltrating rainfall to values characteristic of seawater. These mechanisms may have reached steady state, because groundwaters with seawater ion/Cl– ratios are thousands of years old; the exchange sites on the soil clays are probably saturated, so cations supplied in rainfall are exported in organic matter and incorporated into recharge infiltrating into the groundwater. Much of the chemical evolution of groundwater traditionally attributed to processes within the aquifer is complete by the time recharge occurs; this evolutionary model may have broad application. 相似文献
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天山北麓平原区,每年冻结过程的时间远大于融化过程。在昌吉地下水均衡试验场,选择该平原的3种代表性土壤(粉质轻粘土、细砂、砂砾石),利用地中渗透仪观测冻结冻融期的地下水补给与损耗。根据不同岩性的地下水蒸发极限深度,设计了不同的地下水埋深。在冻结期,砂砾石、细砂岩性分布地区有利于浅埋型地下水资源的保护。在冻融期,无论何种地下水埋深水平,3种岩性的地下水都获得冻融水的补给,但细颗粒岩性的补给量相对较少且存在滞后效应,相反,粗颗粒岩性更有利于地下水资源的形成。冻结期一个月的地下水最大损耗量不超过253mm(砂砾石),而冻融期一个月的地下水最大补给量高达1133mm(细砂),冻融期是年内地下水的重要补给时期。 相似文献