定靖油气田区地下水有机污染特征初步分析

以地下水水质检测数据为基础,从污染源分布及水文地质条件入手,对定靖油气田区地下水有机污染分布特征及其成因进行了研究,本文检测了卤代烃15项、氯代苯5项、单环芳烃5项、有机氯农药11项和多环芳烃1项,结果发现该地区地下水有机污染具有检出种类少,检出率高,浓度低,超标率低的特点.地下水中检出的有机污染物共有10种,分别为甲苯、苯、邻二甲苯、苯乙烯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,2-二氯丙烷、1,2-二氯苯、1,2,4-三氯苯和苯并(a)芘,检出的9项有机污染物含量均低于《地下水质量标准》(GB/T14848—2007)三类水限值.潜水的检出项比承压水的检出项多,检出率普遍比承压水的检出率高.不同地貌类型的有机污染物检出率为黄土区(28.87%)≈平原区(27.76%)>沙漠滩地区(11.11%)>河谷区(3.33%).最后,从工业污染源、有机物理化性质和水文地质条件对有机污染分布特征的成因进行了阐述.

三江平原建三江地下水位下降区地面形变监测、评估与预测

三江平原地下水开采量随着水稻种植规模快速扩张而大幅增加,2021年水位相对1980年下降5~12 m,是否因此引发地面形变甚至地面沉降成为社会关注的问题。采用二等水准测量方法和比拟法,分析研究了三江平原建三江垦区地下水位降落漏斗地面形变现状与发展趋势及危险性。研究表明,研究区50个二等水准测量点2019—2021年连续3期测量数据对比发现,地表垂向形变量整体较小(最大-18.00 mm,平均变化速率-4.6 mm/a)。预测到2040年,地下水位降落漏斗中心水位埋深由2021年的19.88 m降至25 m左右,考虑到研究区“上粘下砂”的二元岩性结构,地下水位下降疏干的地层位于浅上部且厚度有限,地面沉降量仍较小,地质灾害发育程度弱、危险性小。本研究不仅回应了社会关切,也为进一步开展相关研究奠定了基础。

包头市潜水水质变化特征及成因分析

以地下水水质检测数据为基础,结合历史水质资料,总结出包头市潜水的变化特征:潜水组分中变化最大的为F-和NO_3^-,超标率增幅达到445%和146%.2000—2011年水质总体较差,并有恶化的趋势.构建数学模型,预测极端状态下污染物在包头市某地区包气带垂直入渗速率,结果表明,一般情况污水入渗的地层饱和度在60%左右,污水点源渗入到潜水面的时间为0.01—0.11 d,面源渗入到潜水面的时间为0.2—0.41 d,该区域污染物到达潜水面的时间较短,潜水极易受到污染.

三江平原沼泽湿地和农田的演替过程对地下水的影响

三江平原是我国重要的商品粮基地和沼泽湿地集中分布区。60 a来,随着农田面积持续增加和种植结构调整,湿地退减和地下水水位下降备受关注,地下水是否超采争议不断。文章选取1956—2019年7期遥感影像数据,采用单一土地利用动态度进行沼泽湿地和农田的演变进程特征分析;以1980年、2019—2021年4期同期统测数据和国家地下水监测工程数据为基础,探讨了湿地农田化对地下水水位的影响。结果表明:(1)1956—2019年沼泽湿地呈现减少态势,旱田呈现先增加后减少的态势,水田呈现先增加后稳定的态势,在1956—1996年具有“沼泽湿地变旱田”的特征,2.36×104km^(2)的沼泽湿地变成旱田,在1996—2019年具有“旱田改水田”的特征,1.15×10^(4)km^(2)的旱田变成水田;(2)三江平原1980—2021年36 546 km^(2)的区域地下水水位降幅小于5 m,3 669 km^(2)的区域地下水水位降幅大于10 m,建三江垦区存在超采地下水现象;(3)与1980年枯水期地下水水位相比,以降深10 m计算,2021年地下水降落漏斗面积为3 669 km^(2),较2019年面积增大269 km^(2),向北东方向略有扩张;(4)2019年建三江垦区在强降水的条件下地下水仍难以实现“以丰补欠”的自然调节,地下水储量减少5.81×10^(8)m^(3)。此研究成果为区域水平衡研究奠定了基础,对科学认识水土资源合理开发利用具有重要意义。

米脂县榆林沟水源地供水模式研究

基于米脂县城区需水量要求和榆林沟水源地供水条件,提出渗流井工程的供水模式,采用公式法对正常来水条件下渗流井的可供水量进行计算,并论证渗流井取水量的保证程度。研究结果表明米脂县榆林沟水源地采用渗流井的供水模式是适用的,有效解决米脂县城区的用水矛盾。

米脂县张家湾水源地渗渠与水库联合调配供水模式研究

针对需水量要求和供水条件提出渗渠与水库联合调配的供水模式,采用m od flow数值模拟法对正常来水条件下渗渠的可供水量及河水断流(或小流量)条件下渗渠出水量的衰竭过程进行模拟分析;采用不同的供补水方案对卧虎山水库进行调节计算分析。研究结果表明米脂县张家湾水源地渗渠与水库联合调配的供水模式是适用的,有效解决了研究区的用水矛盾。

指数评价法在安塞茶坊水源地的应用

以安塞县茶坊水源地勘察项目的水质检测报告为基础,对单因子指数法和尼梅罗指数法的评价结果进行对比分析。研究表明:两种评价结果差异较大,研究区地下水水质较好。单因子指数法把地下水质量类别按单项组分的最高类别确定,考虑因素过于直观、单一,但利用单因子评价结果能够明确解释单一组分超标程度,并进一步区分影响区域地下水水质的主要因素。尼梅罗指数法突出最大污染因素,即使参评项目中只有一项指标值偏高,而其它指标值较低也会使综合评分值偏高,但在各指标水质分级明显、超标指标较多或者没有超标指标的情况下可以较合理的反映水质状况。

三江平原地下水流场演化趋势及影响因素

近年来,三江平原部分区域地下水位呈持续下降的态势,引起广大学者和相关部门的高度关注,为了查明三江平原地下水流场时空演化规律,揭示其主要影响因素,以三江平原1980年72组及2019、2020年同期1092组地下水位统测数据和44组国家地下水监测数据为基础,应用ArcGIS插值分析、栅格代数运算、对比分析等方法,查明了三江平原地下水流场时空演化特征,阐明了不同影响因素对地下水流场演化的控制作用。结果表明:与1980年相比,三江平原地下水位整体呈下降趋势。西部平原区地下水位累计降幅1~5 m的区域面积2.6×104 km2;东部建三江垦区累计降幅大于5 m的区域面积为1.17×104 km2,其中,累计降幅大于10 m的区域面积为3400 km2,地下水位年均降幅约0.29 m。地下水开采引起地下水流场变化,“西砂、东黏”的水文地质条件促使区域地下水降幅的时空演化差异;水田种植规模的不断扩大引起地下水超采,浅地表黏土层阻挡降水入渗补给,地下水无法实现以丰补欠自平衡,造成了建三江垦区地下水位的持续下降。本研究成果为进一步查清三江平原地下水变化规律和现状特征奠定了基础,为科学指导地下水资源合理开发利用和管理提供了技术支持。

黑河流域中游盆地地表水与地下水转化机制研究

地表水与地下水相互转化是中国西北干旱内流盆地水循环的显著特征,转化机制研究是盆地水循环规律认知和水资源可持续管理的重要基础。以我国西北干旱内流河黑河流域中游的张掖盆地和盐池盆地为研究区,建立了黑河主干河道时变水平衡模型和地表水地下水耦合数值模型,研究了长周期水文变化和人类活动双重影响下地表水与地下水转化机制,得到如下认识:(1)补给条件由以天然条件下河流渗漏为主的线状补给演变为以河流与引水渠道渗漏的线状补给和灌区田间入渗面状补给,排泄条件由以泉水溢出和天然湿地排泄演变为以泉水溢出与地下水开采为主的排泄。(2)张掖盆地黑河干流河道入渗段和溢出段大致以G312大桥为界,亦称为地表水与地下水转化的转折点。莺落峡—G312大桥段为悬河渗漏段,河道入渗补给主要受控于进入河道的实际过水量。其中,莺落峡—草滩庄段河道入渗补给率为28.20%;草滩庄—G312大桥段河道入渗补给量与河道过水量的关系可用分段函数表达,河道过水量大于或等于0.37×10^(8) m^(3)/mon时呈幂函数关系,小于则呈线性函数关系。G312大桥—正义峡段为地下水溢出段,其中G312大桥—平川大桥段地下水溢出量约占全部溢出量的70%,溢出峰值出现在高崖水文站下游约6 km处,其单长溢出量可达0.46 m^(3)/(s·km)。(3)研究区是一个相对完整的河流—含水层系统,近31年来经历了连枯和连丰的水文变化,地下水补给排泄条件及与地表水转化机制均发生了相应的变化。地表水与地下水转化最强烈的地区为张掖盆地中部的黑河—梨园河倾斜平原。1990—2001年连枯期,灌区引水量总体逐年减少,以河道入渗和渠系渗漏为主的补给量平均以0.06×10^(8) m^(3)/a速率减少,农田灌溉面积增加导致灌溉用水增加,地下水开采量显著增加,地下水水位逐年下降,储存量累计减少5.77×10^(8) m^(3),地下水溢出量平均减少0.16×10^(8) m^(3)/a;而2002—2020年连丰期,灌区引水量总体逐年减少,河道入渗量呈增加趋势,地下水总补给量平均增加0.15×10^(8) m^(3)/a,灌溉面积继续扩大,农灌开采量随之增加,以河道入渗量增加为主导,地下水水位持续上升,储存量累计增加5.45×10^(8) m^(3),地下水溢出量平均增加0.08×10^(8) m^(3)/a。总之,补给和排泄条件变化较大,地下水储存量先减后增,地下水溢出总量变化较为平缓,反映了该区巨厚含水层系统的巨大调蓄功能。(4)位于张掖盆地东部的诸河倾斜平原地下水水位长期处于持续下降状态,这是由于地表水开发过度,补给量锐减。黑河侵蚀堆积平原地下水水位基本稳定。30多年来盐池盆地倾斜平原地下水水位长期处于持续下降状态,这是由于移民开垦导致地下水过量开采。(5)内流盆地天然悬河入渗段是珍贵的地下水补给通道,无论连枯期还是连丰期,河道实际过水量是河道渗漏补给量的关键,保护上游天然河道和一定的河道实际过水量是内流盆地水资源可持续管理的关键。

黑河中游不同灌溉方式下地下水入渗补给特征研究

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。

西北内陆盆地浅层地下水温度场及动态类型:以酒泉东盆地为例

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。

封隔注浆分层成井技术在水文地质勘查中的应用研究

封隔注浆分层成井技术为多层水文地质钻孔分层成井提供了一种快速高效的新工艺。传统分层成井方法耗时长、效果差、止水效果不稳定,尤其是在细颗粒或钻孔结构不稳定的地层分层成井困难,易发生钻孔事故等问题。文章通过室内试验和野外施工,探索出封隔注浆分层成井。以HQ56水文地质孔为例,研究了分层成井、分段振荡洗井,并进行了分层抽水试验。研究表明,封隔注浆分层成井技术止水可靠,分层抽水试验数据准确。该技术尤其适用于细颗粒或钻孔结构不稳定地层快速分层成井。

中国干旱内陆河出山径流对流域气象要素与全球气象指数的响应特征研究

干旱内陆河出山径流及其影响因素分析对于流域水资源评价、流域经济生态安全保障具有重要意义。基于1960—2012年塔里木河流域"三源流"与黑河流域的出山径流、降水、气温资料及4个全球气象指数监测数据,采用小波分析方法研究了各水文气象要素的周期特征,以及流域出山径流对气象要素与气象指数的响应特征。结果表明:(1)各水文气象因子多具有1～2个显著周期,周期多在2～7 a尺度范围内。(2)叶尔羌河、黑河出山径流与流域降水分别在6～17 a、2～16 a周期上关系显著。各出山径流与流域降水、气温的多尺度共振周期性差异,反映了各径流来源构成及其与气象要素年际动态方面的差异。(3)各流域出山径流对气象指数的响应特征不同,这在显著时频域以及径流响应时滞等方面均有表现。此研究可为气候变化条件下干旱内陆河流域生态—水文过程响应及水资源管理提供依据。

黑河干流中游水资源可持续利用多目标规划模型研究

研究黑河干流水资源的可持续利用问题,有助于促进中游盆地的科学用水,保障下游区域的生态稳定。黑河干流中游灌区由于过度引水,导致其正义峡下泄量偏离了国家97分水方案的调控目标。以中游盆地张掖、临泽和高台农灌区为主要研究对象,基于多目标多约束方程构建了水资源可持续利用规划模型。模型模拟表明,正义峡下泄量主要受莺落峡径流量、灌区引水量以及黑河大桥-正义峡段地下水溢出量等的影响与控制。模型预测显示,通过灌区节水措施降低灌溉定额,黑河干流水资源可以在支撑中游灌区现状灌溉面积用水量的同时,确保正义峡下泄量达到国家分水方案确定目标。多目标规划模型的研究结论,确立了中游盆地水资源可持续利用的用水方案,该方案将有效解决中游和下游水事矛盾,既可以保障中游人工绿洲经济发展,也可以保护下游生态环境。

榆林地区地下水有机污染特征初步分析

本文在区域水文地质和污染源调查的基础上,对榆林地区地下水有机污染进行初步分析。结果发现,该地区地下水有机污染具有检出种类多、检出率高、浓度低、超标率低的特点。地下水中检出的有机污染物共有18种,检出的16项有机污染物含量均低于《地下水质量标准》(GB/T14848-2007)三类水限值。潜水与承压水的检出率几乎相当,但潜水的检出项数高于承压水。不同区域有机指标的污染程度不同,定靖横油气田区>神府矿区>榆阳区。不同地貌类型的有机污染物检出率为黄土区(17.65%)>河谷区(14.93%)>平原区(11.11%)>沙漠滩地区(8.60%)。

黑河下游鼎新谷地浅层地下水水化学特征及演化规律

依据地下水流系统及化学平衡理论,运用Gibbs图、Gaillardet端元图、离子比值分析、水文地球化学模拟等方法,系统研究了鼎新谷地浅层地下水化学特征及控制机制。结果表明:1)研究区地下水化学类型主要为SO_(4)·HCO3型、SO_(4)·Cl型、SO_(4)型、Cl型。2)地下水化学组分主要受岩石风化、蒸发浓缩作用控制,部分样品位于Gibbs图"回形镖"范围之外,表明发生了阳离子交换作用。3)大墩门-芨芨村-鼎新镇-航天镇一带地下水主要受蒸发岩、硅酸盐岩不协调风化作用控制,苇坑泉一带地下水受蒸发岩风化作用控制。4)在反向模拟的地下水流路径上,白云石、石膏、盐岩、芒硝、钾盐发生溶解,方解石沉淀,在下游区发生了Ca^(2+)、Mg^(2+)阳离子交换作用。