华北平原深层地下水超采程度计算与分析

华北平原深层地下水的超采已引起了一系列的环境地质问题。为了从区域上认识深层地下水的超采情况以及由此引发的环境地质问题,分别以地下水开采潜力系数(深层地下水可利用量/现状开采量)、地面沉降量、多年平均水位下降速率为指标对地下水超采情况进行了计算和分析。结果表明,不同方法的计算结果具有一定的一致性。从区域上来看,深层地下水总体上处于超采状态,已无开采潜力。地下水开采程度指标采用以2003年为现状年的开采量,因此更多反映的是开采程度现状。利用地面沉降和多年平均水位下降速率计算的超采结果更多地反映了深层地下水开采历史所产生的环境地质问题。

华北平原地下水演变机制与调控

自20世纪70年代以来,华北平原长期的地下水过量开采形成了复杂的地下水降落漏斗,并引发了一系列环境地质问题。为建立区域社会经济发展与地下水资源与环境之间的协调机制,国家973项目"华北平原地下水演变机制与调控"在大量前人研究基础上,进一步分析了近50年来地下水动力场演变特征及其对人类活动的响应,揭示了包气带结构变化影响下包气带水力参数的变化,研究了深层地下水开采引起的地面沉降、咸水移动和资源量转换机理;利用改进的地下水数值模拟技术,建立了2001—2010年华北平原地下水流数值模型,计算了最新的地下水资源量。分析了地下水资源承载力的主要影响因素,进行了华北平原地下水资源承载力定量评价,给出了华北平原地下水的优化调控途径,目前正在以高精度地下水流数值模型为核心,模拟各区的地下水优化调控方案。

京津冀德平原区深层水开采与地面沉降关系空间分析

京津冀德地区是我国重要城市集中区和农业生产基地，由于深层地下水的过量开发利用，产生了严重地面沉降问题。部分学者认为，深层地下水累计开采量基本上相当于地面沉降累计量，认为京津冀德平原区深层水属于储存资源，基本得不到补给和更新。本文利用GIS空间分析方法，对开发利用深层地下水的京津冀德平原区大约八万平方千米范围，进行了累计地面沉降体积分布、深层水水位变差分布的空间分析，结合对深层地下水开采量的研究，初步探讨了深层水开采利用与地面沉降宏观关系的定量特征，结论是多年平均深层水开采量为25×10^8～27×10^8m^3，多年平均地面沉降体积量为11．2×10^8m^3，年均地面沉降体积大约相当于41％～44％的年均深层水开采量体积，还有56％～59％的深层水开采未导致直接的地面沉降响应，说明在高强度开采激励条件下深层水的动力场可能已经发生巨大变化，对深层水开采引起地面沉降的关系、深层水的组成与循环更新机制应进一步研究。

华北平原地下水有机污染特征初步分析

各种污染造成地下水中有害物质逐年增加,地下水水质逐渐下降,严重危及了饮用水安全。针对此情况,按照相关的要求,采集了245组水样。样品由有资质的测试单位测定。依据对地下水质调查的初步分析,华北平原地下水中已有机物检出。对所有水样测试结果的统计显示:检出的有机污染物共有32种。检出率大于4.5%的有氯仿、甲苯、四氯乙烯、苯并[a]芘、氯苯、苯和1,2-二氯苯,其中个别水样中的四氯化碳、苯并[a]芘和挥发性酚类三项超过了饮用水标准(据地下水质量标准报批稿,中国地质调查局,2007),超标率分别为1.22%、2.45%和1.90%。个别在深层地下水样品中也检出了微量有机污染物,这可能与取样井的混合开采、止水不佳有关。从区域上来看,在人类活动相对强烈的城镇地区地下水中,有机物检出率相对较高,特别是在渗透性好的山前地带,污染物较易进入到地下水中。通过分析发现,地下水有机物的高检出率与地下水硬度的升高有一定相关性。由于地下水有机污染在时间和空间上差异一般较大,建议对已发现的异常点进行重复取样测试,积累水质数据,以利于将来的综合分析。

水岩作用对内蒙古南部砒砂岩风化侵蚀的影响分析

砒砂岩是指在内蒙古东胜至准格尔旗一带,发育于三叠纪、侏罗纪、白垩纪时期的一套河流相碎屑岩沉积,是黄河中游集中的基岩产沙区和粗泥沙的主要来源地之一。通过野外调查、样品采集和测试、水岩作用模拟等方法,分析雨水对岩石风化侵蚀的影响。对水样品测试结果的逆向模拟显示雨水对砒砂岩主要有3个方面的作用:(1)减小岩体内部粘结力,增加岩体孔隙度,促使方解石、长石、白云石、石膏和岩盐等溶解,使得岩体内孔隙度增大;(2)发生化学溶蚀,长石等矿物易于风化成高岭石、钙蒙脱石,扩大岩体中的裂隙;(3)钙蒙脱石的沉淀量较大,其遇水即膨胀的特性会给岩体内部增大压力而破坏岩石结构。水岩作用影响了砒砂岩的物理力学性质,加剧了砒砂岩风化与侵蚀。

黄河流域地下水资源、主要环境地质问题及对策建议

本文在重新汇总黄河流域地下水资源量的基础上 ,提供黄河流域天然补给资源总量为453 .54亿m3 /a,其中淡水为 40 3 .51亿m3 /a,微咸水补给约 50 .0 3亿m3 /a。可开采资源总量为2 1 2 .2 4亿m3 /a,其中淡水为 1 82 .42亿m3 /a,微咸水约 2 9.82亿m3 /a。总结分析了黄河流域主要环境地质问题的发展趋势 ,提出了水资源利用方面的一系列宏观对策建议。

中国北方荒漠化地质环境特征及其空间表达

通过开展面向决策者的荒漠化地质环境特征研究和空间表达 (编图与信息系统建设 ) ,反映影响荒漠化的主要地质环境要素及其空间分布 ,为研究荒漠化发生机制、发展趋势、治理对策提供地质依据。空间信息系统建设和编图突出地反映地质环境背景条件的演变对荒漠化发展的内在制约作用 ,以及地下水开发利用对荒漠化的影响。空间信息系统包括 8个逻辑图层集 ,16个图层类型 ,百余个图元属性类型 ,在此基础上编制了 5张成果图件。对荒漠化分布现状进行了信息化统计 ,中国北方地区荒漠化总面积为 197.2 4× 10 4km2 ,占区域面积的 4 3 .6% ,其中潜在荒漠化面积为 5 3 .5 7× 10 4km2 ,其主要分布区应成为研究和治理的重点。经过分析初步确定了影响荒漠化的主要动态敏感因子。

黄土堆积序列"高温烧失量"指标对古气候演化的指示意义

黄土堆积序列是纪录全球古气候变化的最佳地质信息标志。笔者在对一个典型黄土堆积剖面古气候变化的多参数研究中,尝试了一种新的简易测试参数—"高温烧失量"变化曲线对古气候波动的响应,认为该参数对气候变化的纪录比较敏感,具有较强的研究价值。

区域地球多圈层交互带调查探索研究

地球系统科学已成为国际地学研究的热点之一,也是目前解决复杂生态环境问题的主要途径。本文以冀东地区为例,将区域地质调查与地球多圈层交互带研究相结合,以1:5万水文地质调查为依托,构建出一套地球多圈层交互带生态地质调查与填图体系,为冀东地区农作物重金属离子超标、土地利用类型变化、矿山开采等一系列环境问题的解决提供地学建议。通过上述探索研究,提出区域地区地球多圈层交互带调查思路:以地球系统科学理论为指导,以区域生态环境问题为导向,通过开展地球多圈层交互带调查,完成地球多圈层交互带生态地质图,为生态环境问题的解决提供地学建议,为山水林田湖草海统一规划和管理提供科学依据。

黄土高原典型地段现代岩土侵蚀对古侵蚀面的继承性

该文阐述黄土高原地区侏罗系、第三系地层古剥蚀面对现代岩土侵蚀的影响,对预测岩土侵蚀的发展趋势,采取有效措施防治岩土侵蚀的发展具有积极意义。在陕西一小流域利用GPS测量了新第三系、侏罗系地层界线点的三维空间数据,根据测量数据建立了古剥蚀面数字高程模型,目的是与现代侵蚀地形进行对比,分析现代岩土侵蚀与古侵蚀面之间是否有继承性。结果显示现代主要的侵蚀沟形成是在古剥蚀面的低洼处,发育的方向沿剥蚀面坡面倾斜方向,基本上是在古地形的基础上发展的。因此,研究和预测现代岩土侵蚀趋势时,应把岩土侵蚀对古剥蚀面的继承性作为一个重要因素来考虑。

地质灾害图形图象分析系统在天津地面沉降分析中的应用

地质灾害的分布和发生发展过程具有空间特性，其影响因素具有自身的特点和复杂性。作者开发的地质灾害图象分析系统（ＧＨＭＩＡＳ）是以典型地质灾害为主要对象、以空间信息管理和分析为主要功能的应用性地理信息系统，该系统有独特的空间分析模型扩充，融矢量、栅格和Ｗｉｎｄｏｗｓ图形用户对象为一体，支持多种数据格式相互转换，具有丰富的制图功能和高质量的制图输出，可以快速生成灾害专题图件。利用ＧＨＭＩＡＳ对京津唐区域地质灾害的分布规律、发生机理、影响因素、发展趋势等进行了大量的应用分析，对天津市区地面沉降过程及未来发展趋势等取得了有益的成果，体现出ＧＨＭＩＡＳ在解决地质灾害空间分布特征、发生发展规律。

从第34届国际水文地质大会看水文地质学发展趋势(代序)

第34届国际水文地质大会于2006年10月9-13日在北京召开,来自56个国家和地区的567名代表参加了会议。这次会议的大会学术报告和九个分专题会场交流集中反映出当前国际水文地质学科发展的若干热点领域和重要发展方向,与会各国专家对地下水水质安全与污染修复、地下水补给机制和生态功能、地下水勘察评价的技术发展等领域给与了更多关注,反映这些领域是当前地下水研究的热点,说明水文地质学科的发展明显转向解决社会广泛关注的现实的应用性问题,包括维持生态系统、维护水质安全、防止地质灾害等方面,特别是这些问题与城市发展、农村脱贫、矿业基地、重大工程建设的结合。同位素、数值模拟和其他地下水勘察、评价、开发技术的快速发展,为更好地认识、利用和管理含水层系统,服务于上述应用性目标提供了保障。IAH将今后工作的重点放在亚洲地区,对跨边界含水层管理等问题十分关注。媒体的集中报道反映出水文地质工作与社会的结合已经相当紧密。

唐山市活动性断裂与岩溶塌陷关系的空间分析

唐山市活动性断裂与岩溶塌陷关系的空间分析石建省［中国地质大学环科系（北京）］唐山地区的岩溶塌陷是一种危害极大的灾害地质现象，由于岩溶塌陷的形成机制比较复杂，对其进行准确的预测预报还很困难。利用ＧＩＳ的空间分析技术，对影响岩溶塌陷的各种因素进行分析，理...

砒砂岩岩性特征对抗侵蚀性影响分析

砒砂岩区是黄河中游集中的基岩产沙区,强烈的岩土侵蚀与砒砂岩的岩性密切相关。通过对砒砂岩原状样品的矿物组成、微结构的测试和定量分析表明:砒砂岩中岩石矿物的组成特征是以不稳定、易风化、亲水性强的粘土矿物为主;岩石微结构特征表现为颗粒大小悬殊、排列无序、孔隙发育、胶结物为粘土矿物,影响岩石的物理力学性质,降低了砒砂岩的抗风化、抗侵蚀性能。

砒砂岩化学成分特征对重力侵蚀的影响

本文以内蒙南部砒砂岩的重力侵蚀为例,研究岩石化学成分与重力侵蚀发育的主要控制因素抗剪强度的之间关系。通过对砒砂岩样品的化学成分、矿物组成、力学性质等参数的测试和试验结果,利用化学蚀变指数(CIA)阐明了岩石的风化程度,分析了岩石中不稳定的化学成分在水的作用下,对岩石的化学风化作用和岩石强度的影响。并对砒砂岩的化学成分含量与其内聚力进行两两相关分析和多元相关分析。这些对砒砂岩区基岩的重力侵蚀机理研究具有一定的参考价值。

关于饮用地下水水质评价标准的探讨——以华北平原地下水水质调查结果为例

地下水水质评价方法应以人体健康为依据,同时满足原理简单、计算简便、物理意义明确三个特点。基于地下水水质标准GB/T14848-93,修订了其分级限值,使得评价结果的物理意义更为明确。本文根据华北平原地下水水质测试结果评价了水质状况,对水中主要有机和无机组分在区域上的分布特征及可能来源进行了分析。为了使地下水水质评价的结果更加适合我国的国情,提出了地下水饮用适宜性评价意见,并对评价结果进行了讨论。

砒砂岩的微结构定量化特征研究

应用光学显微照相和图像分析处理技术,对8份砒砂岩样进行了微结构定量化特征分析;运用多元线性回归对砒砂岩物理力学性质与其各微结构定量化参数进行了关联分析。研究表明,砒砂岩的抗压和抗拉强度与其颗粒的大小、形态、分布及排列及孔隙分布密切相关。一般而言,颗粒的粒径、平面分布分维和定向分维越小,砒砂岩的物理力学强度就越高,抗压和抗拉强度就越好。

‘劈’砂岩重力侵蚀定量计算的GPS、GIS方法初探

通过对‘劈’砂岩的岩性及其特征的简单描述和分析 ,指出该类岩石的岩土侵蚀方式主要是以重力侵蚀方式为主 ,分析和介绍了国内外定量评价岩土侵蚀量的计算方法。在此基础上介绍了一种定量计算‘劈’砂岩重力侵蚀量的新方法 ,即基于GPS精确测量的GIS方法 ,并对该新方法的可行性进行了探讨和实际验证。

华北平原地下水中有机物淋溶迁移性及其污染风险评价

根据有机污染物的物理化学性质,估算了91种有机物在土壤中的半衰期和有机碳吸附系数,并分析了这些有机物在土壤中的淋溶迁移性。结果表明:对于所研究的污染物,它们的地下水污染指数与其有机碳吸附系数有着很好的负相关性,这为评价地下水中主要有机污染物的污染指数(淋溶迁移性)提供了简易方法。所评价的91种有机物中,38种具有高淋溶和迁移性,易对含水层造成较大范围的污染。通过分析发现,华北平原区域地下水中主要有机物的检出率与其淋溶迁移性有着一定的相关性。因此,地下水污染指数法的应用将有助于预测有机物对地下水的污染风险。

我国“水中优先控制有机物”对地下水污染的预警性研究

为防止地下水有机污染,在缺乏数据或测定难度大的情况下,采用理论方法对有机物的淋溶迁移性进行研究,对地下水污染的预警性研究具有一定的指导意义。针对我国"水中优先控制污染物黑名单"中的58种有机毒物,从有机物本身的性质入手,利用美国环境保护局的有机物结构-活性估算软件(EPI SuiteV3.20),计算了它们在土壤中的半衰期(DT50)和有机碳吸附系数(Koc),并计算了各有机物的地下水污染指数(G)。分析表明,Koc对淋溶迁移性的贡献比DT50要大,G与Koc有着较好的相关性,而与化合物的其他性质(如辛醇-水分配系数Kow、溶解度S等)的相关性不明显。