河南省浅层地下水重金属污染特征研究

为了解并掌握河南省浅层地下水重金属污染特征,以浅层地下水中常见的铁、锰等10种重金属元素为研究对象,采集421组浅层地下水样品,对河南省浅层地下水重金属污染的空间分布特征进行研究分析。结果表明,河南省浅层地下水中铁、锰、铝、砷4项重金属污染情况较为严重,超标率分别为20.90%、56.53%、12.59%和11.88%,最大超标倍数分别为19.67、31、14.70和2.50;全省浅层地下水重金属污染空间分布上存在较大差异,豫北的安阳、濮阳、新乡等区域以及商丘、三门峡等部分区域是重金属污染的重点区域,南阳、信阳、周口等区域则存在部分重金属超标情形。区域内地下水重金属本底含量高、部分涉重企业周边重金属入渗进入地下水系统、地下水水位上升与受污染的土壤发生溶滤作用、大气污染与沉降等是河南省浅层地下水重金属污染的主要原因,也是未来浅层地下水污染防治与修复的关键所在。

济源市盘古寺—五龙口断裂带地热区地热水化学特征分析及地热资源量估算

为分析济源市盘古寺-五龙口断裂带地热区地热水化学特征和估算地热资源量,在分析地热区地质背景的基础上,根据地热井地热水水质分析结果,采用Gibbs图对地热水的水化学类型和地热水化学组分成因进行分析,采用热储法对地热区的地热资源量进行估算。结果表明,第四系松散岩热储层地热水化学类型为HCO_(3)-Ca·Mg型,寒武系—奥陶系碳酸盐岩热储层地热水化学类型为SO_(4)·HCO_(3)-Na·Ca型,太古界片麻岩热储层地热水化学类型为Cl·SO_(4)-Na型,化学组分的形成主要受水岩作用与蒸发作用控制;地热区热储中储存的热量为3.62×10^(16)J,可开采热量为4.79×10^(15)J,为该地热区地热资源的开发利用提供参考。

河南某大型裂隙岩溶水源地地下水位动态分析

青多水源地岩溶地下水是济源市的主要供水水源,研究其地下水位动态变化特征及影响因素对地下水资源合理开发及生态环境保护意义重大,探明蟒河口水库是否补给水源地对城市安全供水具有重要意义。依托河南某大型裂隙岩溶水源地多年逐月(1994年6月—2019年12月)地下水位动态监测资料,对不同阶段、不同时段的地下水位动态进行分析,采用逐步回归分析方法定量确定水源地地下水位动态的影响因素,建立水位动态预测的逐步回归方程。结果表明:①第一阶段(蟒河口水库蓄水前),水源地地下水位主要受降水和开采影响。其中,第1时段(1994年6月—2005年12月),水源地开采量约2×10^(4) m^(3)/d,地下水位主要受降水量影响,开采量影响较小;第2时段(2006年1月—2014年8月),水源地开采量由2.2×10^(4) m^(3)/d逐渐增大到约6.5×10^(4) m^(3)/d,地下水位受开采和降水双重因素影响,总体呈现下降趋势。②第二阶段(蟒河口水库蓄水后),水源地开采量由2014年8月的6.5×10^(4) m^(3)/d增大到2019年6月的8.8×10^(4) m^(3)/d,岩溶地下水位不降反升,其水位主要受蟒河口水库蓄水和降水影响,开采量影响甚微。在不考虑蟒河口水库蓄水影响的情况下,应用建立的逐步回归方程对水源地地下水位进行预测,蟒河口水库蓄水后实测的水源地地下水位高于预测水位,并从水源地水文地质条件、蟒河口水库蓄水水位、水质特征等方面论证了蟒河口水库的补给效果。本研究可为水源地地下水资源评价、水资源可持续利用和管理提供科学依据,也可为类似地区地下水动态研究提供参考。

基于河南百泉泉域降水量的小波分析

文章利用1951—2016年百泉泉域降水量进行小波分析,揭示了百泉泉域不同时间尺度的降水特征,对百泉泉水流量的动态分析和百泉泉域裂隙岩溶地下水资源评价具有重要意义,也可为类似地区降水分析和资源评价提供参考。小波分析结果显示:(1)百泉泉域年降水量Z值为-2.49,总体呈下降的趋势,且趋势显著。春季降水量Z值为-0.01,降水量几乎无明显变化;夏季降水量Z值为-2.67,降水量明显减少,且趋势显著;秋、冬两季降水量Z值分别为-0.98和-0.95,降水量呈减少趋势,下降不显著。(2)年降水量和四季降水量存在多个主要周期变换。在大时间尺度内,年降水量和四季降水量震荡较强;而在小时间尺度内,秋、冬两季降水量震荡较强,突变点增多。(3)2016年百泉泉域为丰水期,但未来将步入枯水期。

对流型地热区二氧化硅地热温标的应用研究

热储温度是评价地热资源不可或缺的参数,对于地热资源合理开发利用具有非常重要的意义。地热温标是确定深部热储温度的一种简单实用的方法。二氧化硅地热温标是应用最早也是最常用的地热温标,其应用的前提是地热流体在上行冷却过程中不发生混合(稀释)和沉淀,但对流型地热区深部高温地热流体在上涌过程中不同程度的与浅部冷水进行混合或稀释,所采水样是不同程度稀释的热冷混合水,采用二氧化硅地热温标公式计算出来的结果通常偏低,不能真正代表深部热储的温度,必须进行修正。常用的修正方法计算繁琐,可操作性和代表性差。根据五龙口地热区69组水样的SiO_(2)含量和水温的统计分析,修正计算得出较可靠且具有代表性的深部热储温度和SiO_(2)含量及热冷水混合比。该方法快捷实用,可供类似地热区热储温度预测时参考。

济源市降水特征分析

根据济源市多年降水资料,分析出该地区降水空间特征,并采用适线法对全市及各个水资源分区进行降水频率分析,计算出济源市在20%、50%、75%、95%保证率下的降水量分别为743.28、606.72、516.74、414.99 mm,研究成果可为济源市今后的水资源开发利用提供理论依据。

应用三维图像和数学模型对土壤团聚体内外溶质的交换速率的研究

受土壤有机质和微生物的影响,大部分农业土壤都有团聚体结构。团聚体内部的孔隙一般很小,与团聚体之间的水流相比,团聚体内部的水可以视为不动的。但受质量浓度梯度和分子扩散的影响,2个水体内的溶质可以相互交换。模拟溶质在具有团聚体结构土壤中运移时,溶质在以上2个水体间的交换过程常用可动-不可动水体模型来描述。土壤溶质运移涉及的参数较多,很多参数不能直接测定,要靠观测值拟合才能获得。由于不同的参数组合可以得出相同溶质质量浓度分布,因此,即使模拟结果和实验结果吻合也不能确保该模型正确描述了2个水体之间的溶质交换过程。为了深入研究这一问题,利用三维图像技术和数学模型,计算了团聚体内外溶质交换速率。结果表明,Coats-Smith模型误差很大,2个水体之间的溶质交换速率并非与其质量浓度差成正比。作为改进,提出并证明广义γ分布函数可以准确地描述团聚体内外溶质交换过程。