祁连山南坡微地形下典型生态系统土壤蓄水能力差异

[目的]探讨祁连山地区微地形形态下典型生态系统土壤蓄水能力差异性,为该区进一步提高水源涵养能力提供参考。[方法]以微地形不同坡向青海云杉和高山草地为研究对象,采取野外采样和室内试验分析相结合的方法,研究不同坡向对典型生态系统土壤蓄水能力的影响。[结果](1)微地形高山草地所在阳坡区域,土壤水分贮存量随坡位上升逐渐呈减少趋势,坡中上(PZS)为土壤水分贮存量最低的坡位;坡位对土壤饱和蓄水量影响较小。(2)坡位显著影响着阴坡青海云杉土壤水分贮存量,土壤贮水量沿坡位上升呈增加趋势,坡顶处(PSD)土壤水分贮存量最高;坡位对青海云杉土壤潜在蓄水能力影响显著,坡中和坡中上土壤潜在蓄水能力最强。(3)两类典型生态系统土壤蓄水能力存在显著差异,高山草地(阳坡)土壤实际蓄水能力在不同坡位均高于青海云杉,青海云杉(阴坡)土壤潜在蓄水能力在坡位和土层尺度均显著大于高山草地(阳坡)。[结论]研究区微地形坡中上至坡顶段是该区保水增蓄的重点区域,坡中上以下区域是两类生态系统土壤蓄水能力核心区域,应继续保护。

高寒峡谷城市地下空间资源评价及利用方略

为落实党的二十大提出的建设以人为核心的高质量城镇化的要求,充分利用地下空间把高寒峡谷型城市建设成绿色、低碳、生态、韧性城市,亟待探索高寒峡谷城市地下空间资源潜力评价方法及多维度利用方略。以高寒、干旱、缺水、少地、生态脆弱、自然灾害多发的峡谷型城市海东市平安区为例,通过专门的城市地质调查、野外观测和试验等研究,在查明了城市地质条件基础上,提出了高寒峡谷型城市地下空间资源潜力评价与开发利用新思路、新理念,研发了河谷两侧丘陵山体内地下空间资源潜力评价新方法。评价得到海东市平安区湟水河谷两侧山体中地下空间资源潜力为597.87×10^(6)m^(2),河谷底部地下空间资源潜力为167.58×10^(6)m^(2);城市核心区浅层地下空间资源潜力不大,潜力巨大的地方主要分布于河谷底部深层或河谷两侧山地中。地下空间利用方略为:尽可能多地利用地下空间,以留出更多的地表空间建设生态绿地,发展地下农业解决本地农产品不足等问题;利用湟水河谷底部深层地下空间建蓄水工程,作城市洪涝应急处置工程或应急水源储备设施等。研究结果可为高寒峡谷型城市地下空间利用提供理论指导。

环青海湖表层土壤沉积物粒度分布特征及其指示意义

对环青海湖区38个表层土壤沉积物样品进行了粒度特征分布分析,结果表明：环青海湖表层土壤沉积物粒度组成以粉砂为主,占所有采样点土壤粒度组成的52%,砂含量次之,占37%,黏粒含量最少,占11%;环湖区38个采样点主要植被类型下表层土壤粒度百分比中也表现出粉砂〉砂〉黏粒;环青海湖区表层土壤沉积物粒度特征表明青海湖以东表层土壤沉积物粒度特征呈单峰模式、以西表层土壤沉积物粒度特征呈不对称双峰模式、以南表层土壤沉积物粒度特征近乎正态分布、以北表层土壤沉积物粒度特征呈多峰模式;环青海湖区表层土壤沉积物的平均粒径为1.96~6.71Ф,平均值为4.68Ф,为粉砂粒级;峰态值为0.75〈KG〈1.89,平均值为1.09;标准离差变化范围为0.81~2.63,平均值为1.77;偏度变化范围为-0.03~0.43,平均值为0.14。分析结果说明环青海湖区湖东区域为典型的风成砂沉积、湖西和湖南区域表层土壤沉积为风成黄土、湖北表层土壤沉积环境复杂多样。

青海湖北部近30年不变草地与不变耕地土壤粒度差异及其指示意义

在前期对青海湖流域1987年、1995年、2000年、2005年、2010年5期遥感图像解译基础上,对受人类活动影响严重和沙漠化趋势加剧的环青海湖北部区域近30年不变草地和不变耕地土壤粒度进行了分析。结果表明:研究区不变草地和不变耕地粒度组成上都属于砂黏壤级,但各组分之间存在明显差异,其中不变草地粉砂和黏粒大于不变耕地,而砂含量小于不变耕地;不变草地和不变耕地粒度参数特征表明不变草地平均粒径较小,分选更好,粒度曲线更为近对称分布,峰度中等,而不变耕地则平均粒径偏大,分选较差,粒度曲线偏正偏;不变草地和不变耕地剖面上表现为土壤粒度以地层深度30—35cm为界存在异同,其中不变草地和不变耕地在30cm以上地层范围内土壤粒度差异非常显著,30cm以下范围内土壤粒度差异很小。

青海湖区域不同土地利用方式下土壤理化特征研究——以刚察县为例

通过对青海湖环湖区1987—2010年五期遥感解译,以湖区北部近30年耕作模式与放牧模式下草地和耕地为研究对象,研究两类土地土壤理化性质的变化差异来探求两种模式下土壤演替规律。研究结果表明:草地和耕地粒级都属于砂-粉砂级,在0~60cm内草地粉砂、粘粒含量大于耕地,而砂含量小于耕地;总碳和全氮以30cm为界,界上草地总氮、全氮含量明显大于耕地且差异明显,界下两者差异较小;草地低频磁化率在整个剖面上小于耕地且变幅较小,频率磁化率两者以30cm为界,界上耕地小于草地,界下则呈现相反态势;0~60cm内草地色度值皆小于耕地,其中红度和黄度值在剖面上变化趋势一致,而亮度值两者变化差异大;两者pH值在10~40cm段差异性明显,在该范围内草地的pH值明显大于耕地,40cm开始两者变化不大。

黄河上游循化段支流街子沟水文地质条件分析

黄河上游循化段是青海省水文地质研究程度较高的地区,因投入实物工作量的不均匀性,研究程度最高的地区主要集中在河谷平原区。本文以黄河南岸一级支流街子沟为研究区,通过水文地质测绘、水文地质物探、水文地质钻探、抽水试验、动态监测及样品采集测试等工作,基本查明了街子沟内松散岩类孔隙水分布及富水性、补给径流排泄条件、地下水动态以及水质特征等水文地质条件,为区内城镇工程建设提供水文地质依据。

化隆—循化盆地不同类型含水层组高氟地下水的分布及形成过程

天然成因的高氟地下水是世界范围内备受关注的环境问题和饮用水安全问题。前人对高氟地下水的形成过程已开展了大量研究,但是对于高原盆地复杂水文地质条件下不同类型含水层组(第四系松散层含水层、基岩裂隙或岩溶含水层以及新生代古近纪以来的碎屑岩含水层)高氟地下水的分布和形成过程尚不明确。本文以化隆—循化盆地为研究区,通过采集、测试研究区内的各类地下水样品,分析研究区内不同类型含水层中地下水的化学特征及同位素特征。结果表明,高氟地下水(1.00~7.73 mg/L)主要分布在沿黄河的河谷区域和巴燕低山丘陵区域的泉水和潜水中以及深部的承压水中,在垂向上高氟地下水无明显分布规律。接受黄河水入渗补给的河谷潜水中氟离子浓度较低,补给黄河的河谷潜水中氟离子浓度较高。贫钙富钠的弱碱性苏打型水有利于地下水中氟的富集。泉水和潜水中氟主要来源于萤石的溶解,而承压水中氟除了来源于萤石外,还来源于其他含氟矿物。对于潜水和第四系松散层泉水,蒸发浓缩作用促进了地下水中氟的富集。另外,阴离子竞争吸附作用、阳离子交换吸附作用是泉水(第四系松散层泉水和基岩裂隙泉水)和潜水中氟元素富集的主要原因,而承压水中氟离子浓度受竞争吸附作用影响较大,阳离子交换吸附作用影响较小。研究成果可为化隆—循化盆地低氟地下水的勘查和开发提供科学依据。

大口井在青南地区城镇供水工程中的作用

青海南部地区主要包括黄南、海南、玉树、果洛州。海南州恰卜恰镇等少数几个镇采用机井供水之外,其余各州城镇多采用大口井供水。大口井具有出水稳定、造价低廉、施工方便的特点,从大口井的成井工艺、取水形式、供水能力等方面对大口井在供水工程中的作用进行论述。

化隆-循化盆地含水层沉积物地球化学特征及其对地下水氟富集的影响

在干旱-半干旱地区天然成因的高氟地下水严重影响饮用水安全。前人对高氟地下水的化学特征和形成过程已开展了大量研究,但是对高氟含水层沉积物特征及其地下水氟富集的影响机理尚不明确。本文以化隆-循化盆地黄河河谷高氟区含水层地下水和沉积物为研究对象,分析了地下水化学特征、含水层沉积物的元素组成和可溶组分、含水层沉积物总氟和可溶态氟含量,探究了沉积物地球化学特征对地下水氟富集的影响。结果表明,地下水F^(-)-浓度为0.51~3.78 mg/L(平均值:1.38 mg/L),且随着井深的增加有增大的趋势。高氟地下水主要以Na^(+)为主,且F^(-)-浓度与Na^(+)浓度呈显著的正相关关系。沉积物中总氟含量为460~1030 mg/kg,可溶态氟的含量为0.53~19.9 mg/kg。萤石未达到饱和状态的地下水中,F^(-)-与Ca^(2+)的正相关关系表明萤石等矿物持续溶解向地下水中提供F^(-)-,而地下水中F^(-)-与Si和Al的正相关关系表明含氟硅酸盐风化也促进了地下水氟的富集。沉积物可溶态提取液和地下水pH值、HCO_(3)^(-)以及Na^(+)/Ca^(2+)均与F^(-)-浓度呈正相关关系,表明解吸以及离子交换是高氟地下水形成的重要水文地球化学过程。沉积物中可溶态氟与总铁、总锰的正相关关系表明,F^(-)-的解吸来源于铁、锰氧化物矿物表面的吸附态氟。此外,地下水盐度对地下水氟的富集有着积极的影响。研究成果对揭示高氟地下水的形成机理具有重要意义。

黄河支流街子沟水文地质条件及地下水资源评价

黄河流域循化段是青海省开发利用地下水程度较高的地区,因地下水资源在时空分布上的不均匀性,利用程度最高的地区主要集中在河谷平原区。以黄河南岸一级支流街子沟为研究区,通过水文地质测绘、水文地质钻探、抽水试验及室内分析等,查明街子沟地下水埋藏条件及富水程度,圈出具有供水前景的富水地段,对街子沟松散岩类孔隙水天然资源量及可开采资源量进行计算预测,结果可知:(1)街子沟区域水量丰富地段位于上游拉雄段,含水层厚12.37~13.86 m,富水性等级为丰富,其余地段水量中等,实际涌水量为1 000.24~1 425.6 m3/d,矿化度0.48~0.52 g/L,水化学类型为HCO3·SO4-Ca·Na,自上游到下游地下水水质由好到坏呈现律性变化;(2)街子沟松散岩类孔隙潜水地下水天然资源量为13 037.06 m3/d,水质良好。上游地下水可开采资源量为4 851.68 m3/d,占断面径流量的37.2%,水量有保证,可作为河谷区村镇及下游重点城镇的后备水源。研究结论为区域城镇应急及后备水源建设提供水文地质依据。

青海天峻新关角隧道涌排水水源识别与量化分析

涌排水严重影响隧道施工与运行安全,查明隧道涌排水的来源,是隧道防水止水重要科学依据。青海天峻新关角隧道南北洞口处的地下水排水量分别为10021,60877 m^(3)/d,两者存在近50000 m^(3)/d的差异,涌排水量大,且来源不明。基于水文地质条件分析,分别采集了新关角隧道隧址区内大气降水、不同类型地下水和隧道出口涌排水水化学和氢氧稳定同位素样品。样品测试结果显示:新关角隧道北出口涌排水ρ(TDS)为0.44 g/L,^(2)H和^(18)O均值为-52.7‰,-8.3‰;南出口涌排水ρ(TDS)为0.85 g/L,^(2)H和^(18)O均值为-54.8‰,-8.5‰,隧址区基岩裂隙水ρ(TDS)为0.32~1.22 g/L,^(2)H和^(18)O均值为-55.77‰,-8.61‰;岩溶水ρ(TDS)为0.28~0.43 g/L,^(2)H和^(18)O均值为-50.92‰,-8.13‰,冻结层上水ρ(TDS)为0.26~0.48 g/L,^(2)H和^(18)O均值为-45.5‰,-7.6‰。对比分析认为:新关角隧道北出口涌排水主要来源于岩溶水,岩溶水占比为63%~80%,基岩裂隙水占20%~37%;新关角隧道南出口涌排水主要源于基岩裂隙水,基岩裂隙水占72%~88%,岩溶水占比12%~28%。涌水来源识别与水量,可为后期监测站点优化设置及隧道运行期止水工程实施提供科学依据。

黄河上游支流昂思多沟地下水资源评价及开采潜力分析

黄河流域青海段内重点城镇密集,人口分布集中,社会经济发展迅速,近年工程建设日益强烈,地下水资源需求迫切。本文以黄河上游支流昂思多沟(行政区划隶属于青海省海东市化隆县)为研究区,通过地质调查、水文地质钻探、抽水试验及样品测试等工作,圈定了地下水富水地段,采用排泄量总和法计算了昂思多沟地下水天然资源量,并对水质及可开采潜力做了深入评价。经计算,昂思多沟地下水天然资源量为41874.02 m3/d,可开采资源量13180.40 m3/d,矿化度0.415~0.451 g/L,Sr含量0.62~0.67 mg/L,质优量丰,可作为区内城镇及重点工程的后备、应急优质水源,意义重大;此外,该评价思路对黄河其他支流地下水资源评价提供参考。

水电工程影响下格尔木河冲洪积扇地下水补给量评价

近年来,随着格尔木河水电工程建设的推进,格尔木冲洪积扇水文地质条件发生了重大变化,地下水补给、径流、排泄条件的改变导致水资源结构有所调整,其中地下水补给量如何变化是一个关键问题。本研究收集了长序列的格尔木河水文观测和水库运行资料,分析评价水电工程修建后冲洪积扇区地下水补给量,重点分段评估了河水渗漏量,得到研究区的补给量为:丰水年247.0×10^(4)m^(3)/d,平水年211.8×10^(4)m^(3)/d,枯水年197.5×10^(4)m^(3)/d。评价结果充分考虑了水电工程运行对地下水补给的长期影响,为区域水资源评价与开发利用提供了新的依据。

青海省东部地区干热岩靶区分析

研究区位于青藏高原东部,构造活动强烈,地热地质条件优越,出露有多处高温泉水。本文通过总结概括贵德县扎仓沟干热岩成矿模式,对比分析区域热构造背景和区内各温泉区地热—干热岩地质条件,提出近东西向与北北西向展布断层组合交汇部位,挤压破碎最为严重,形成局部张拉通道,沟通深部异常热输出,形成深部等温面上凸,同时也为深部岩浆上涌提供了通道,易形成地热及干热岩资源富集区;结合深部地温条件、放射性生热率、岩性特征等,选取曲乃亥温泉区、新街温泉区、兰采温泉区及曲库乎温泉区为青海省东部地区干热岩进一步勘探的理想靶区。

基于测井资料的共和盆地贵德扎仓地热田热储特征分析

青海共和盆地东部的贵德次盆扎仓地区发育复合型高温地热资源,先后施工完成的ZR1井3000 m裂隙型热储测温151.34℃,ZR2井4600 m干热岩热储测温214℃,展现共和盆地良好的地热资源潜力。本文首次报道ZR2井全井常规与特殊测井数据,评价了扎仓沟花岗岩热储的孔隙度、体积密度、岩石生热率、岩石力学、地应力等关键参数,结果显示:ZR2井温测井显示4092.8 m温度达到180℃,4602 m深度井温214℃;利用电成像测井识别出两段裂缝集中发育带,分别为4210—4220 m和4310—4320 m,并对全孔段裂缝的产状进行了统计分析;利用井壁崩落和三井径法,计算该钻孔现今最大主应力方向为近南北向;共解释岩性破碎地层(疑似含水)21.4 m/2层,岩性较完整地层70.4 m/7层,岩性完整地层376.1 m/27层,高放射性地层7.6 m/2层。热储测井解释结果为系统评价热储和开发利用提供参考。

基于地下水数值模拟的布哈河流域地下水可开采资源量评价

布哈河为青海湖流域最大的支流,其径流量达入湖流量的80%。为了维系青海湖流域生态地质环境的良性发展,需要科学提出布哈河流域的地下水可开采资源量。本次研究在开展流域水文地质调查的基础上,首先建立研究区的水文地质概念模型和地下水流数值模型,利用统测和长期观测数据对水流模型进行校正,通过Groundwater Vistas软件预测不同径流条件下拟建水源地的地下水水位降深及各项水资源量变化情况。预测结果表明在流域上中下游分别设置开采量为5万m^(3)/d、10万m^(3)/d、15万m^(3)/d的三处集中式水源地,连续30年平均径流条件下拟建水源地的最大降深为17.99 m,之后再经过5年枯水期水源地最大降深为20.26 m,地下水资源开采量主要来自于泉水及河流的隐伏排泄量的减少。最后结合流域规划提出布哈河地下水可开采资源量为30万m^(3)/d。

黄河流域化隆段天然矿泉水成因机理研究

以黄河流域化隆段为研究区,通过资料搜集、地质调查、水文地质钻探及样品测试等工作,对天然矿泉水的类型、分布规律及成因机理进行了研究分析。研究表明:区内天然矿泉水Sr含量为0.62~1.18 mg/L,属富锶型天然矿泉水,呈带状分布于拉脊山南缘断裂沿线,其形成与拉脊山南缘深大断裂及围岩密切相关,并呈现出"基岩裂隙承压水—山前倾斜平原潜水—河谷带状平原潜水"的矿泉水赋存模式。

基于SPSS在新疆罗布泊罗北凹地的地下水水化学特征分析

为了解新疆罗布泊罗北凹地区高矿化度潜水卤水的水化学特征及其形成的原因,在研究区采集了地表水及地下水的样品。在分析了解当地水文地质条件的基础上采用SPSS软件对测试结果进行了水化学统计分析。相关性分析结果表明研究区浅层卤水的形成主要由于当地强烈的蒸发浓缩及溶滤作用引起潜水中K^+、Na^+、Cl^-、Mg^(2+)、SO_4^(2-)浓度增加而引起;聚类分析及因子分析结果表明研究区内卤水可以分为以径流溶滤为主的K·Mg-SO4型以及以蒸发浓缩为主的Na-Cl型两种。

青海省大小柴旦盆地塔塔棱河拟建水源地模拟分析

大小柴旦盆地地下水资源丰富,境内的塔塔棱河补给了该盆地地下水,针对大小柴旦盆地平原区水文地质条件,建立地下水流数学模型,选用Processing Modflow集成系统对大小柴旦平原区极富水地段进行地下水数值模拟研究,并按设计开采量5.0×104m3/d对地下水水位进行预报,大小柴旦盆地分水比例得到明确,经模型验证预报结果可靠,水源地设计开采量是有保证的,下游水环境和生态环境在可接受范围内。

黑城河地下水资源评价及开采潜力分析

黄河流域青海段内重点城镇密集,人口分布集中,社会经济发展迅速,近年工程建设日益强烈,地下水资源需求迫切。本文以黄河一级支流黑城河为研究区,通过水文地质调查、水文地质钻探、抽水试验及室内分析等,计算分析了黑城河地下水天然资源量及可开采潜力,为地下水开采提供基础数据。经排泄量总和法计算,黑城河地下水天然资源量为18 650. 96 m^3/d,矿化度0. 385~0. 402 g/L,水质良好;可开采资源量6 168. 60 m^3/d,占断面径流量的40. 6%,水量有保证;其评价思路对黄河流域其他支流地下水资源评价有一定参考价值,其结论对解决黑城河河谷区村镇及下游重点城镇后备水源问题有重要意义。