济南泉域长孝岩溶水单元水化学特征及硝酸盐污染分布

济南市保泉与供水之间的矛盾一直突出,而实现泉水保护和水资源的可持续利用之间的平衡是亟须解决的问题。长孝水文地质单元是济南市重要的地下水水源地,了解该单元地下水的水化学演化特征及水质现状是科学合理利用地下水的前提。本文利用Piper三线图、Gibbs图、饱和指数及离子比等方法研究了长孝岩溶水单元的地下水水化学演化特征并对地下水水质进行了评价,结果显示,研究区地下水主要受到岩石风化作用的控制,地下水类型较为丰富,最主要的为HCO_(3)-Ca型水。此外,区内岩溶地下水受到了不同程度的污染,部分区域硝酸根离子超过生活饮用水标准,超标区域主要分布在人口分布密集区和第四系地层较薄区域。本研究为济南市进一步科学开发利用岩溶水资源提供了科学依据。

温度耦合驱动下土壤–地下水有机污染物迁移规律与模拟研究进展

场地土壤–地下水有机污染空间分布受温度场、水动力场、化学场和生物场等多场控制。明晰有机污染物在土壤–地下水系统中的空间分布规律和驱动机制,定量模拟污染迁移过程,是有效开展污染控制与修复的前提。在众多的影响因素中,温度通过改变有机污染物的理化性质及多相流、化学/生物作用驱动参数,进而影响其在土水介质中的迁移及空间分布。本文综述了有机污染物理化性质(密度、黏度、溶解度)和有机污染化学/生物驱动(挥发、吸附和生物降解)关键参数与温度之间的解析关系,及考虑温度影响的土壤–地下水中有机污染传质过程模拟的研究进展,并针对目前模拟研究的不足提出了耦合温度场的土壤–地下水有机污染物迁移数学模型,为定量探究温度耦合驱动下的有机污染物迁移转化过程和规律提供参考。

滨海含水层海水入侵影响因素研究综述

滨海含水层海水入侵的研究对于海水入侵的灾害防治及地下水资源的可持续管理具有重要的意义。基于国内外海水入侵影响因素研究现状,归纳了地质条件(包括海岸边界坡度、含水层介质分层、水力传导系数和弥散度)和水动力条件(包括海平面和地下水位的变化)这两类基础的影响因素,分析、总结了滨海含水层海水入侵机理,同时指出将相互作用、互有联系的影响因素作为一个系统开展研究,会更有利于理解海水入侵整个过程。

大沽河流域地下水水化学及同位素特征

大沽河是青岛市重要的供水源之一,了解大沽河流域水循环的过程和机理有助于合理地利用大沽河流域水资源。为了研究大沽河流域地下水循环的规律,在大沽河李哥庄镇至胶东镇段研究区内采集了26个地下水样本和4个地表水样本,测定其氢、氧同位素及水化学成分,通过分析其变化特征初步判定地下水补给来源以及影响因素。对降水和地下水中的稳定同位素组成(δD,δ^18O)进行分析,结果表明大气降水是该区域地下水的主要来源。地下水及地表水的水化学结果表明研究区地下水类型多样,主要为HCO3-Cl-SO4-Ca-Na,Cl-SO4-Na,Cl-HCO3-SO4-Na,HCO3-Cl-SO4-Na-Ca-Mg,Cl-Na五类;地表水受到强烈的蒸发浓缩作用,并在一定程度上补给了地下水。同时,地下水中的氢、氧同位素含量与Cl-和TDS区域分布特征相互佐证,证明地下水化学成分主要受到海水入侵的影响,其次为围岩矿物的溶解。

有机污染土壤-地下水系统中的微生物场及多场耦合研究

了解污染场地中微生物群落对有机污染物迁移转化的影响是高效修复治理有机污染场地的基础。自然界中的微生物以“场”的形式通过与水动力场、温度场、化学场等耦合作用,发挥其在维护生态稳定性及物质循环过程中的功能。微生物与有机物关联研究的文献计量分析结果显示,近年来关于微生物和有机物的研究主要集中在微生物群落结构、有机物的生物降解及有机物的迁移转化3个方面及一系列的关联研究中,而关于将微生物以“场”的形式定量刻画微生物在物质循环转化和维持生态稳定性方面作用的研究几乎没有。为此,本文通过研究给出了微生物场的定义,提出了有机污染场地中的微生物场概念模型和数学模型,分析了微生物场的主要影响因素及影响机制,构建了微生物场与水动力场、温度场、化学场之间耦合的本构模型。最后,对微生物场下一步的研究提出了展望。

海水入侵-土壤盐渍化灾害链研究初探

灾害链是在时间上有先后、空间上彼此相依、成因上相互关联,破坏性极强的呈链式结构的多种灾害。由于灾害链的形成与演化具有叠加、放大和链式效应,已经成为灾害研究的热点和难点。受全球气候变化和人为因素的双重影响,海岸带地区成为地球上最活跃、最脆弱的区域。海水入侵和土壤盐渍化成为海岸带地区面临的主要地质灾害,威胁生态安全和人类生存环境,这2种灾害相继发生、相互关联,构成海水入侵-土壤盐渍化灾害链。归纳总结了灾害链研究进展,阐述了海水入侵-土壤盐渍化灾害链的演化特征和研究中的关键科学问题,展望了海水入侵-土壤盐渍化灾害链研究趋势。

入渗补给范围对包气带水气两相流运移过程影响的数值模拟研究

【目的】基于数值模拟方法揭示入渗补给范围对包气带中水气两相流运移过程的影响。【方法】基于多相流数值模拟软件TOUGH2/EOS3构建水气两相流数值模型,模拟分析不同入渗补给范围对包气带中水分入渗补给过程的影响。【结果】研究表明存在临界入渗范围L0,大于和小于此临界入渗补给范围时,包气带中水分运移规律差异明显。在此基础上,进一步探讨了影响临界入渗范围的因素。数值模拟结果表明,毛管压力的变化对临界入渗范围的影响较大,不考虑毛管压力作用会使包气带中水分渗流在垂直方向更加集中,此时入渗范围对水分入渗的影响较小。【结论】在一定范围内,包气带厚度与临界入渗范围呈正相关,补给速率与临界入渗范围呈负相关。

湘江流域水质综合评价及其时空演变分析

选取湘江流域29个水质监测断面2008-2015年的水质监测数据,包括DO、CODMn、NH3-N、TP、Pb、As、Cd,利用单因子评价法及季节性Mann-Kendall检验,对湘江流域的水质及其时空演化特征进行综合评价分析。结果表明:1)湘江流域水环境质量整体优良,且污染物浓度呈现持续下降趋势;部分地区受其自身条件及其发展的影响,污染类型及趋势差异明显。2)对于重金属Pb、As、Cd的整体治理效果要好于NH3-N、TP。3)湘江流域内NH3-N和TP的污染浓度表现为丰水期高于枯水期。而重金属污染差异明显,主要受河流流量变化以及历史排放的影响。4)2008年以后,政府干预逐渐替代城市发展等经济因素成为影响湘江流域水环境变化的主要因素。