塔克拉玛干沙漠地下水十大问题与展望:基于60年来的水文地质调查研究成果

【研究目的】系统总结近60年来塔克拉玛干沙漠地下水的调查研究成果,从地下水补给排泄、地下水水质与地下水循环等三方面总结主要的成果与认识,指出目前调查研究的不足之处和需要解决的十大问题,展望下一步的工作方向与重点任务。【研究方法】通过系统收集塔克拉玛干沙漠地下水相关的调查报告、学术论文,结合国内外其他沙漠区的最新研究成果,从地下水水量、水质及地下水循环等方面梳理调查研究进展。【研究结果】沙漠地下水的主要来源是绿洲区地下水侧向补给、降水入渗与河水入渗补给;地下水的主要排泄方式是蒸散发,还有少量的人工开采;地下水贮存量巨大,约有80多万亿m^(3);但目前补给量与排泄量的估算均有较大的不确定性。沙漠地下水的水质较差,除个别地区小于5 g/L外,大部分地区在5~10 g/L;在垂向上地下水水质具有上咸下淡的特点。地下水的区域运动规律是先从南向北流动,至塔里木河冲积平原后折向东流,地下水平均流速为55.94 m/a。【结论】下一步建议针对本文提出的十大问题,采用定量化的手段,从更长的时间尺度对地下水的补给量、排泄量进行估算;通过分层试验以及监测等技术获取更多的地下水循环信息,系统研究地下水的循环规律,提出沙漠区地下水循环的模式,定量总结各个循环系统的特点;进一步加大对沙漠区淡水寻找和高矿化地下水开发利用技术研发。

长江中游城市群矿泉水资源勘查与发现——以咸宁市汀泗桥幅1:50000水文地质调查数据集为例

长江中游城市群承东启西、连接南北,在我国经济均衡发展、和谐发展中占有重要地位,咸宁地区矿泉水资源的发现,将助力绿色经济发展。咸宁汀泗桥幅数据依托中国地质调查局"武汉都市圈京广高铁沿线汀泗桥幅地质环境综合调查"项目,在充分收集地质、遥感、物探及水文地质等资料基础上,开展汀泗桥幅1:50000水文地质调查。本数据集包含钻孔基本信息(12个钻孔)、钻孔地层描述信息(12个钻孔)、机民井点调查结果(77个机民井)、泉点调查结果(46个泉点)、地下水动态监测信息(2处)、无机水样测试结果(61件)和有机水样测试结果(9件),数据量约为4.77 MB。数据集充分反映了1:50000水文地质调查中典型水文地质现象、灰岩地层的岩溶发育特点及岩溶地下水的水化学特征。通过水化学分析,在咸宁市汀泗桥镇白羊畈-赤壁官塘驿镇大贵畈-中伙铺镇一线发现富锶型饮用天然矿泉水,赤壁中伙铺琅桥一带为富锶、富锌复合型饮用天然矿泉水,对该区的矿泉水资源勘查具有重要参考意义。实施探采结合井,服务地方用水需求。

海南岛地下水资源状况及其环境地质问题

【研究目的】海南既是中国最大的经济特区,又是“一带一路”倡议中的重要支点,揭示海南岛地下水资源禀赋,探究地下水资源分布特征及存在的环境地质问题,可以为海南生态保护和高质量发展提供重要支撑。【研究方法】本文以海南岛为研究区,划分评价单元,分析地下水流场特征,评价地下水资源量及水质情况,探究地下水开发利用状况,查明主要环境地质问题。【研究结果】海南岛多年平均地下水资源量约为132.05×10^(8)m^(3)/a,在行政区中,海口市的地下水资源量最大,多年均值为11.33×10^(8)m^(3)/a,昌江县的最小,多年均值为0.07×10^(8)m^(3)/a。海南岛地下水水质整体较差,水质较差区分布在滨海平原区和山前地带,超标因子主要为pH、Al、Mn。岛内存在一系列的环境地质问题,包括琼北盆地的区域性水位下降问题、三亚市海棠湾和榆林湾、东方市板桥镇等地区的海水入侵和土壤盐渍化问题、东方市、昌江县和乐东县等地区的土地沙漠化问题、矿山开采产生的地质环境问题。【结论】海南岛地下水资源量较为丰富,分布差异大,地下水水质较差,环境地质问题突出,应进一步加强水文地质与水资源调查监测工作,加快构建水资源节约集约利用新格局,推进地下水生态环境保护。

海南省龙门市幅1:50000环境地质调查数据集

本数据集为2017年在海南省龙门市幅开展的1:50000环境地质调查的调查信息、水文地质钻孔、地下水采样及化学成分测试结果,包含机民井点221个,泉点21个,地表水点7个,水文地质钻孔10个,进尺808.77 m,地下水全分析采样点56个。调查点符合规范要求,钻探施工质量可靠,采样过程规范,测试均由符合资质要求的实验室完成,数据质量可靠。数据集可以真实反映该时段龙门市幅水文地质环境地质条件,并依托调查成果,为地方圈定1处地下水后备水源地,可有效缓解季节性缺水问题,为科学合理利用地下水资源提供依据。

长江下游干流沉积物重金属特征及生态风险评价

【研究目的】长江下游干流沿岸分布众多取水口,为保障用水安全和生态环境健康,亟需了解近岸沉积物中重金属相关现状。【研究方法】调查过程中自上而下分左右岸共采集沉积物样品85组,利用描述统计分析重金属含量特征,综合相关性分析和主成分分析探讨重金属来源,采用地累积指数法、污染负荷法分析重金属污染程度,并评估其潜在生态风险。【研究结果】平均含量由高至低为Zn>Cr>Cu>Ni>Pb>As>Cd;上游至下游,Cu、Zn、Cr、Ni呈小幅波动增加趋势,As、Pb呈小幅波动下降趋势,Cd呈较大波动下降趋势;Cd的污染程度最重,主要来源于农业生产等人类活动,1~4级污染分别占比1.18%、1.18%、18.82%和34.12%,Cr和Ni为无污染,主要是工业生产源和地球化学自然源;中等污染程度(1≤PLI_(point)<2)的样点占比34.18%,潜在生态风险指数(RI)为19.48~388.62,轻微潜在生态风险、中等潜在生态风险、强潜在生态风险和极强潜在生态风险占比分别为38.82%、42.35%、17.65%和1.18%。【结论】长江下游干流沉积物中重金属含量较低,流域整体处于轻微—中等风险的无污染状态(PLI_(area)<1),右岸重金属平均含量、污染程度和潜在生态风险均普遍高于左岸。

瓯江流域下游温州平原地下水化学演化特征、控制因素及对人体健康的影响

【研究目的】滨海地带地下水化学演化特征及其控制因素研究对沿海城市地下水资源可持续利用具有重要意义。【研究方法】在野外调查取样和历史资料综合分析的基础上,运用水化学图解、离子比例关系、多元统计分析及环境同位素方法,系统分析了温州平原地下水化学演化特征,探讨了影响地下水化学演化的主要控制因素。【研究结果】(1)温州平原潜水以淡水为主,HCO_(3)^(-)、Na^(+)、Ca^(2+)占主导地位,承压水以微咸水和咸水为主,Cl^(-)、Na^(+)占绝对优势;(2)从山前到海积平原,研究区潜水由低矿化度的HCO3型水向较高矿化度的Cl型水转变,主要受天然水化学作用控制,人类活动使局部地区地下水化学出现异常;(3)十年尺度上,潜水主要组分含量存在一定程度下降,水化学类型向Cl^(-)比重减少、HCO_(3)^(-)比重增加的方向演化;(4)水岩相互作用、海水作用、氧化还原环境等自然因素和工农业生产、生活排污等人为因素是温州平原地下水化学演化的主要控制因素。【结论】地下水健康风险评价结果显示,区内地下水存在一定的潜在非致癌风险,潜水的非致癌风险小于承压水,饮水途径摄入是危害人体的主要途径,相同环境下儿童的非致癌风险高于成人。因此,有必要对存在健康风险的地下水进行长期监测,加强这类地区的地下水资源管理和污染防治。

黄河流域煤炭开发区地下水污染成因分析及防治建议

[研究目的]黄河流域内由于煤炭资源开发导致地下水污染严重,从整体角度对流域内重点煤炭开发区地下水进行归纳总结,为其可持续健康发展和地下水资源改善提供防治建议。[研究方法]从黄河流域战略地位出发,对地下水污染成因和污染模式进行归纳总结。采用改进后的综合水质指数法对流域内九大煤炭基地的地下水进行水质评价。选用主成分分析法赋权指标,并引入改进的内梅罗污染指数法,按照WPI分级法进行评价。[研究结果]通过对黄河流域各重点断面水质评价,得到目前流域内煤炭基地水质结果中Ⅲ、Ⅳ类占比较多,水质较差。分析成因当前流域内存在高矿化度矿井水、酸性矿井水和含特殊组分矿井水污染,同时阐述污染地下水形成的浅层和深层两种污染模式。[结论]对3种矿井水采用相应防治方法,并提出膏体充填技术和微生物修复技术2种防治技术建议,通过应用实际矿山为例,印证污染防治技术能够改善由煤炭开采引发的流域内地下水污染严重的问题,以期研究结果能够对成功推动中国绿色矿山的快速发展具有参考意义。

广西会仙岩溶湿地水体主要离子和溶解无机碳来源及控制因素

【研究目的】为查明会仙岩溶湿地水体主要离子和溶解无机碳(DIC)的来源及控制因素。【研究方法】于会仙岩溶湿地采集地下水和地表水样品,分析了水化学和溶解无机碳同位素(δ^(13)CDIC)参数特征。【研究结果】会仙岩溶湿地大部分的地下水和地表水水化学类型为Ca−HCO_(3)。湿地水体Ca^(2+)、Mg^(2+)与HCO_(3)^(−)主要来源于碳酸盐岩溶蚀;NO_(3)^(−)主要来源为农业化肥和土壤有机氮的硝化;K^(+)、Na^(+)和Cl^(−)主要来源为化肥、粪肥和污水等;SO_(4)^(2−)主要来源为酸雨和硫铁矿的氧化。湿地地下水中DIC主要来源于土壤CO_(2)和碳酸盐岩矿物的溶解,据同位素质量平衡,计算结果显示约46%来自于土壤CO_(2),约54%来源于矿物本身的贡献。会仙岩溶湿地不完全是CO_(2)参与下碳酸盐岩风化的结果,含硫矿物、酸雨和人类活动来源的H_(2)SO_(4)作为侵蚀介质也参与碳酸盐岩的风化,此外,农业输入还原态氮肥的硝化作用不容忽视。湿地地表水中DIC主要来源于地下水,湿地地表水中δ^(13)CDIC值受水生植物的光合作用和CO_(2)脱气的影响,组成较地下水相对富集偏正。【结论】水化学和δ^(13)CDIC可以帮助理解岩溶湿地的风化和生物地球化学过程,同时还应结合湿地水文地质和人为活动等条件才能提供更准确的信息。

京津冀平原非常规水资源利用前景分析及其生态环境效应

[研究目的]京津冀平原水资源严重短缺,供需矛盾十分突出,加大非常规水资源利用力度,形成多元供水格局,可有效缓解水资源供需矛盾,对支撑京津冀协同发展区社会经济协调发展和推动生态文明建设具有重要意义。[研究方法]文章系统开展非常规水资源供水方向、开发利用模式和供水规模分类数据统计,依据各省(直辖市)非常规水资源供水规划及配置目标,分析其开发利用前景及其生态环境效应。[研究结果]该区非常规水资源主要包括微咸水、再生水、淡化海水、雨洪水,其中微咸水主要分布于中东部平原的天津、沧州、衡水等地,供水前景为5.43×10^(8)m^(3);再生水利用以北京、天津等大中型及工业城市为主,供水前景为34.22×10^(8)m^(3);淡化海水利用以天津等滨海城市为主,供水前景为4.19×10^(8)m^(3);雨洪水利用较分散。[结论](1)微咸水用于农业灌溉存在土壤盐渍化风险,需加强水盐调控。(2)再生水用于河流生态补水,沿线地表水富营养化,地下水体未受到明显污染;地下水浅埋区开展再生水灌溉,会增加硝酸盐污染风险;建议将高风险的新兴污染物纳入再生水利用监控体系。(3)海水淡化尾液浓盐水、冷却热水可能改变天然海洋生态系统的分布、构成与多样性,应予以关注。(4)雨洪水利用可降低污水入河的水质风险,但过度利用可能影响区域生态系统的稳定性,建议城市区适度扩大利用。

塔里木河流域土地利用及人类活动强度的时空演化特征研究

[研究目的]人类活动引起的土地利用/覆被变化是全球环境变化的重要组成部分,旱区土地利用对区域水文和生态的影响尤为显著,探究土地利用变化及其对人类活动的响应对西北干旱内陆生态与资源环境可持续发展具有重要意义。[研究方法]基于1980-2018年间共5期遥感影像,结合土地利用动态度、土地利用转移矩阵和人类活动强度指数分析塔里木河流域各水资源分区土地利用变化特征。[研究结果]近40年中,塔里木河流域耕地、建设用地和林地面积分别增加1.58×10^(4)km^(2)、1.2×10^(3) km^(2)和347 km^(2),而草地、未利用地和水域面积分别减少1.33×10^(4)km^(2)、0.32×10^(4)km^(2)和815 km^(2)。各水资源分区中塔里木河干流土地利用类型变化最大,其次为渭干河、阿克苏河和喀什噶尔河流域。自2000年以来,塔里木河流域建设用地当量面积和人类活动强度增加相对较快,特别是2000-2010年间呈显著增长趋势。[结论]塔里木河流域各水资源分区的人类活动强度呈显著的空间差异性。社会经济发展和政策的导向性作用是塔里木河流域土地利用变化和人类活动强度的主要影响因素。

陕西北洛河流域地下水水化学和同位素特征及其水质评价

【研究目的】北洛河是黄河的重要二级支流,研究该流域典型支流地下水的水质状况对于黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。【研究方法】本文以北洛河流域为主要对象,系统查明流域地下水水质现状,圈定劣质地下水分布区,为饮水安全提供保障。此外,对该区地下水水化学和D-18O同位素组成进行分析,研究地下水水化学特征及演化机制,揭示水文地质条件及人为因素对区域地下水水文地球化学特征的控制和影响作用。【研究结果】区内地下水水化学成分除受岩石风化和蒸发浓缩作用的共同控制之外,部分还受到人类活动的影响。D-18O同位素组成指示了地下水整体上受蒸发浓缩作用影响。【结论】上游碎屑岩中的石膏、盐岩等易溶矿物经溶滤进入地下水,下游松散孔隙水在蒸发浓缩的作用下积聚盐分导致上、下游地下水TDS较高;奥陶系岩溶含水岩组和新生界断陷盆地含水岩组地下水水化学组成主要受蒸发盐岩影响,此外还受到人类活动的影响。白垩系和石炭系—侏罗系含水岩组地下水主要分布于岩石风化区,说明该地下水水化学组分主要受岩石风化作用控制,且主要受硅酸盐岩和蒸发盐岩风化影响,人类活动影响的扰动相对较小。上、下游地区地下水受工矿活动影响较严重,中游地下水受工矿活动、农业活动、生活污水影响均较小,水质整体较好。

高原河谷城市浅层地下水铁锰分布特征、影响因素及其对生态环境的影响——以西宁市为例

【研究目的】高原河谷城市因受地形条件限制,生态环境脆弱,强烈的人为活动已对地下水产生剧烈影响。铁锰离子已成为典型高原河谷城市西宁市浅层地下水中超Ⅲ类地下水的主要贡献指标,威胁着当地生态环境安全及居民身体健康。深入探究高原河谷城市浅层地下水中铁、锰的分布特征和影响因素,以期为该区提出地下水污染防治措施及缓解供水水质安全问题提供技术支持。【研究方法】本文以西宁市144组浅层地下水样品水化学组分测试结果为依据,结合研究区地质、地貌、土地利用类型、水文地质调查资料与人类活动影响,研究了西宁市浅层地下水中铁锰分布特征及影响因素。【研究结果】研究区浅层地下水中铁、锰超标率分别为20.98%和9.79%,对超Ⅲ类地下水的贡献率排名较2012年分别上升2名和3名。建设用地中浅层地下水铁锰超标率比其他土地利用类型用地分别高出1.4倍和3.47倍;研究区浅层地下水水化学类型有36种,建设用地中地下水化学类型多达21种,高铁锰地下水主要富集于HCO_(3)–Ca·Mg型水、HCO_(3)·SO_(4)–Ca型水中。地下水中铁锰离子的迁移和富集,除了与上覆盖层性质、地面污染、地下水径流条件有关外,主要受控于氧化还原环境,与酸碱条件无明显相关。【结论】研究区地下水中铁锰含量升高主要是受原生沉积环境所致,而局部建设用地中浅层地下水铁锰含量升高则是受原生沉积环境和人类活动共同影响所致,因此有必要对建设用地中的地下水铁锰含量进行长期监测,制定相应的管理措施,防止未来研究区浅层地下水中铁锰含量进一步升高。

含氟地下水的危害、治理技术现状与进展

【研究目的】地下水氟污染在世界范围内都被认为是一项重大公共卫生危害。据统计,全球有约2亿多人正面临氟中毒风险,至少有28个国家出现过饮用高氟水造成的氟中毒事件。高氟地下水主要分布于干旱缺水的欠发达地区,普遍缺乏可替代的饮用水源,使地方性氟中毒问题长期得不到有效解决。因此,研发经济可行的氟化物去除技术成为解决高氟地下水问题的关键。【研究方法】基于文献调研结果,以现阶段全球含氟地下水的污染现状为基础,综合考虑研究深度、理论和应用可行性、去除效率、可再生性等多种因素,对国内外含氟地下水研究和应用案例进行总结分析。【研究结果】介绍了世界范围内含氟地下水的成因和分布,系统总结了现有主流含氟地下水处理技术的优劣、除氟机理和应用进展,并对存在问题和未来发展趋势进行了分析和展望。【结论】每种技术都有各自的处理优势和一定的局限性,在选择和应用时需要综合考虑含氟地下水的水质情况和目标需求。同时,当前的地下水除氟技术在研发过程中也存在服务目标针对性不强、综合处理效率不佳以及吸附容量应用与理论值偏差较大等问题。多种处理工艺的耦合应用可以更好地发挥不同处理技术的优势,取得取长补短的效果,正受到人们日益关注。此外,多污染物的联合去除以及结构可人工调控的新型吸附材料的设计研发也是未来重要发展方向。

北京市岩溶地下水质量评价及其生态环境效应

【研究目的】岩溶地下水是北京市重要的供水水源,在城市供水安全保障中发挥着难以替代的作用,同时又具有重要的生态功能。【研究方法】本文以2021年6月在北京市系统采集的278件岩溶地下水样化验数据为基础,以岩溶水系统为单元,开展了岩溶水单因子质量评价和综合质量评价,并首次对有机指标进行了统计和分析。【研究结果】(1)北京市岩溶水的pH、TDS和TH平均值分别为7.69、334.77 mg/L和262.01 mg/L,具有弱碱性、低盐度和低硬度的特点,地下水质量总体良好。(2)非常规指标的检出率从大到小为:苯并[a]芘(4.32%)、三溴甲烷(3.60%)和二甲苯(总量)(2.52%),应当引起足够重视。(3)北京市岩溶水水质Ⅰ~Ⅲ类总占比为82.01%,Ⅳ和Ⅴ类总占比为17.99%,超标点主要集中在山区与平原分界线处,超标指标主要有Fe、TH、NH_(3)-N、Mn、SO_(4)^(2-)、F^(-)、NO_(3)-N等。【结论】北京市生态涵养区是重要的水源补给区和生态保护区,区内岩溶水对于保障首都供水安全和保护生态环境具有重要意义,今后应通过提高植被覆盖率加强水源涵养以增加补给量,应严格控制点源和面源污染减少污染物输入,持续优化监测网络进行预警,广泛宣传增强公众生态环保意识,共同保护岩溶水的生态环境。

湖南省新田县富锶岩溶水矿物饱和指数特征,Sr^(2+)、SO_(4)^(2-)来源及开发潜力

【研究目的】湖南新田县发现大型富锶矿泉水田,然而锶元素来源及锶矿泉开发利用潜力研究相对薄弱,此外探究富锶岩溶水水化学特征及锶元素来源可为岩溶区寻找富锶地下水提供一定的理论支撑。【研究方法】通过开展水文地质调查,富锶地下水水化学指标检测分析,利用PHREEQC软件、水化学计量法、端元法、水文地质参数等揭示富锶岩溶水矿物饱和指数特征,Sr^(2+)、SO_(4)^(2-)来源及富锶地下水开发潜力。【研究结果】方解石在下降泉和机井中均主要处于饱和状态,白云石由下降泉中未饱和状态转为机井中的饱和状态,菱锶矿在机井中出现饱和状态,石膏在下降泉和机井中均为未饱和状态。下降泉中矿物饱和指数随泉水溶解性总固体增加而升高,两者呈较好的正相关关系,但在机井中两者相关性较差。下降泉SO_(4)^(2-)和大气降水SO_(4)^(2-)具有较好的拟合关系,根据Ca^(2+)、Mg^(2+)、Sr^(2+)、HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)化学计量关系,机井中SO_(4)^(2-)可能来源于石膏溶解。下降泉中Sr^(2+)主要来源于石灰岩中以类质同像置换钙的锶,机井中Sr^(2+)较大可能来源于含水层中菱锶矿。研究区85.2%水点的地下水符合国家生活饮用水卫生标准,超标水点多为单指标超标。经计算,枯水年富锶地下水天然补给资源量、可开采资源量和地下水资源潜力分别为3.83×10^(7)m^(3)/a、1.05×10^(7)m^(3)/a、7.28×10^(6)m^(3)/a。【结论】新田县富锶地下水中锶主要来源于泥盆系佘田桥组地层含锶矿物(类质同像置换钙的锶和菱锶矿)的溶解,富锶地下水资源量及资源潜力可观,具有较大的开发利用潜力与价值。

沉积物中砷的赋存特征及对地下水砷富集的控制:以内蒙古河套盆地为例

【研究目的】河套盆地西侧存在原生高砷地下水,查明含水层沉积物中砷的空间分布和赋存特征,分析地下水砷的富集机理,有利于保障当地居民用水安全。【研究方法】本研究在河套盆地山前冲洪积扇区的钻孔K02和河套盆地平原区的钻孔K01中分别采集25和26个沉积物样品,用于分析岩性特征与地球化学组分,并开展砷的分步提取与解吸附实验。【研究结果】山前冲洪积扇区含水层处于相对氧化的环境中,而平原区含水层处于封闭的还原环境中。后者沉积物电导率普遍高于前者,两者沉积物电导率随深度均有递减趋势。山前冲洪积扇区和平原区沉积物总固相砷含量相差不大,但固相砷的赋存形态差别较大,前者沉积物固相砷以无定形态的铁氧化物或氢氧化物共存的砷为主,后者则以强吸附态砷为主。【结论】沉积物中砷赋存特征的差异是造成平原区地下水砷浓度高于山前冲洪积扇区的主要原因。解吸附实验表明弱碱性环境或高Na/Ca^(0.5)摩尔比值均能促进砷的解吸附,导致地下水中砷的富集。

基于健康与恢复力的生态系统退化风险研究——以坝上高原察汗淖尔流域为例

【研究目的】基于生态系统的健康状况与恢复力,构建湖泊流域生态系统退化风险评估体系,从流域尺度为生态环境保护及可持续发展提供科学依据。【研究方法】以坝上高原察汗淖尔流域为例,创建生态系统健康与恢复力交互风险评估矩阵,建立生态退化风险评估体系,开展察汗淖尔流域生态系统退化风险评估。【研究结果】察汗淖尔流域内91.10%的区域生态健康状态处于良好,6.66%为优秀;流域22.76%的区域生态恢复力等级为1~2级,75.00%处于3~4级。交互评估结果表明流域27.51%的区域为低生态退化风险较状态,70.25%的区域处于中等状态。【结论】察汗淖尔流域生态系统总体较好,但局部地区由于恢复力较差,导致生态退化风险处于中等。本次研究所提出的评估方法可精准划分流域尺度生态退化风险等级,为科学制定精准生态保护与退化控制措施提供决策依据。

西藏沃卡地堑地下热水水文地球化学特征及其形成机制

通过沃卡地堑盆地地下热水水文地球化学特征研究,进行热储温度、补给高程计算,建立沃卡地堑地下热水系统中-高温地热概念模型。结果表明,沃卡温泉为中偏碱性水,溶解性总固体较低,水化学类型主要为SO4-Na型、SO4·Cl-Na型、HCO3·SO4-Na型。热水水文地球化学特征表明,沃卡盆地地下热水系统具有大气降水补给、浅循环地下水的特征,热水以深部熔融体为热源,受控于沃卡半隐伏控热断裂构造,但受裂隙潜水或地表冷水的混合作用,其Na-K-Mg平衡图表现为部分平衡或混合水。利用混合模型对热储真实温度进行估算,得到热储的温度范围为120~200℃,冷水混入比例为70%~83%。

南疆地区水资源问题与对策建议

【研究目的】南疆地区是中国重要的能源矿产基地和诸多国家战略的核心区。该区地处干旱区,水资源短缺是制约社会经济发展和生态环境保护修复的主要因素,查明水资源开发利用中的问题,提出针对性的对策建议是实现水资源可持续利用与环境保护的重要保障。【研究方法】通过系统收集分析前人已有成果,从南疆地区的水资源开发利用现状、存在的问题与对策建议3个方面进行论述。【研究结果】南疆地区的水资源主要形成于山区,山区的降水和冰雪融水是河流的主要补给源。河流出山后,地表水与地下水频繁转化,最终以蒸散发的形式消亡于流域下游。南疆地区多年平均水资源451亿m^(3),其中地表水资源量432亿m^(3),地下水资源量268亿m^(3),重复量249亿m^(3)。近年的开发利用量已达327亿m^(3),开发利用程度超过70%,远超过水资源开发利用的警戒线,总体上已处于过度开发状态。南疆地区的地表水水质总体较好,优于Ⅲ类水的地表水占94%。地下水的水质从山前倾斜平原向盆地腹部,浅层地下水水质逐渐变差,由Ⅰ-Ⅲ类转变成Ⅳ-Ⅴ类地下水(高矿化度水),部分地区常规水化学、有机物含量等超标。水资源开发利用中的主要问题有水资源利用效率和效益偏低、水资源不合理开发利用造成土壤盐渍化和沙漠化等环境问题、生态需水量的估算存在较大不确定性以及气候变化对水资源的影响研究不足等。【结论】针对以上问题,应大力发展节水农业及提高咸水的资源化利用程度,统筹上、中、下游的水资源调度,优化水资源在生活、生态、生产之间的配置,加强南疆地区气候变化对水资源的影响研究以及生态需水量研究。

黄淮海平原地下水化学演化特征、形成机制及其开发利用建议

【研究目的】地下水是保障黄淮海平原生产、生活所需的主要水资源之一。在人类活动的影响下,地下水环境恶化已成为制约社会经济发展和生态平衡的重要因素。深入探究地下水化学演化特征及其形成机制,可为地下水资源的合理开发利用提供重要参考依据。【研究方法】本文将黄淮海平原分为山前平原、中部平原、滨海平原三个水文地质单元,综合运用Piper三线图、Gibbs图、主成分分析等方法,研究了中国黄淮海平原的地下水化学特征及其形成机制。【研究结果】结果显示,从山前平原到中部平原再到滨海平原地下水中TDS含量逐渐升高,由淡水逐渐演化为微咸水、咸水、盐水、卤水;研究区地下水化学类型从山前平原的44种增至中部平原的74种,而后下降至滨海平原的22种;其中,山前平原地下水化学类型以HCO_(3)-Ca·Mg、HCO_(3)-Ca为主,主要受控于一个4因素模式,相比之下,中部平原和滨海平原地下水化学则分别受控于3因素模式。【结论】黄淮海平原地下水化学特征呈明显分带性,从山前平原到中部平原到滨海平原地下水化学类型由HCO_(3)型逐渐演化为HCO_(3)·SO_(4)型、HCO_(3)·Cl型、SO_(4)型、SO_(4)·Cl型,最终演化为Cl型水。研究区地下水化学在空间尺度上主要受控于多种自然因素(岩石风化、蒸发浓缩和阳离子交替吸附、海水入侵),其在时间尺度上明显受多种人类活动(地下水超采、土地利用变化、生活污水、化肥、动物粪便)的影响。针对山前平原至滨海平原各区不同的地下水化学特征及其人类活动影响,有针对性地提出了黄淮海平原地下水资源开发利用方面的管控建议。