北京市房山区岩溶地下水水文地球化学特征

本文对研究区内岩溶地下水中的Ca2+、Mg2+、SO2-4、F-、Sr2+等化学成分与其所在含水层的地层岩性进行了相关分析,认为区内岩溶地下水的化学特征主要取决于含水层岩石的化学成份,由此形成3个相对独立的地下水运动系统。

北京潮白河冲洪积扇地下水水化学的分层分带特征

为探讨北京潮白河冲洪积扇第四系地下水系统水化学分布特征,依据地层结构及水文地质条件,于2008年枯水期采集浅、中、深层水样293组,用于水化学分析。利用数理统计法计算了总硬度、溶解性总固体、氨氮、铁、氟、硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、重碳酸根、硫酸根等10种组分上、中、下游不同含水层的算术均值和均方差。结果表明,浅层地下水除了NO3–外,其余9种组分的算术均值均呈现由上游到中下游增大的趋势,均方差则中游较上游和下游大;整个冲洪积扇地下水均属偏碱性水,水化学类型多样,由上游的HCO3-Ca·Mg型逐渐过渡到中下游的HCO3-Ca·Na·Mg型和HCO3·SO4-Na·Ca·Mg型;随着往下游径流,地下水的化学类型趋于复杂多样,Cl–、矿化度和硬度等组分浓度升高。TDS、硬度、Cl–、NO3–和电导率均与取样深度呈反相关关系,pH值则与深度成正相关。水化学结果显示冲洪积扇地下水具有良好的分层分带特征,上游地区水质均一性高,是单一含水层结构,上下贯通,水动力条件好的反映,而中下游水动力条件较差,含水层分层明显。从测试组分的浓度分布范围和数值来看,均表现出浅层水样>中层水样>深层水样。地下水质量表现为上游好于中游,中游好于下游,分带特征明显。组分含量较高的样点和超标点绝大多数为浅层水样,这一点反映了中下游地区较强的人为输入和多源补给的特征。

我国地下水污染研究进展

地下水污染研究是目前国内外水文地质学界的重点研究课题,该文简要介绍了地下水污染的概念,详细介绍了我国地下水污染研究的现状,主要包括地下水水质评价方法及水质指标水质标准的修订研究、地下水污染源的调查研究、地下水的有机污染调查研究、地下水污染物的来源及污染途径研究、地下水污染监测研究以及在这些研究中的新技术、新方法的应用及取得的成果,并阐述了我国地下水污染研究中存在的问题及今后需重点加强研究的方面。

我国地下水环境背景值研究综述

地下水环境背景值是地下水污染判别和污染程度评价的重要标尺。本文系统回顾了我国地下水环境背景值的研究历史,论述了常用的确定方法,探讨了其影响因素,尤其对应用最广泛的数理统计法的应用原则、数据检验、背景值取值等问题进行了讨论。最后,指出了我国地下水环境背景值研究中存在的若干问题,并提出了相应的意见和建议。

北京市平原区地下水有机污染时空分布特征

2007～2008年进行的北京市平原区地下水污染调查,发现该地区地下水有机污染具有检出种类多、检出率高、浓度低的特点.主要的有机污染物为三氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯丙烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、甲苯和苯并[a]芘.对这8种主要有机污染物的时间和空间分布特征进行了研究.研究显示,平面上,有机污染物分布广泛,主要为点状分布,局部地区集中检出.垂向上,随深度增加地下水有机污染减轻（1,2-二氯乙烷除外）.与枯水期相比,丰水期有机物检出率和浓度更高（三氯甲烷除外）,四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯受枯、丰水期变化影响最小,检出重现性好,污染较严重.与2001年相比,2008年四氯化碳检出率降低,对地下水的污染有所减轻,而三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯的检出率变化较小.最后,从污染源、有机物理化特性、水文地质条件等方面对有机污染时空分布特征的成因进行了阐述.

基于小波变换的北京地区1724～2009年降水量多尺度分析

基于小波分析方法。对1724～2009年北京气象站年降水量序列的变化特征进行了分析。结果表明，北京地区年降水量在其计算时域内各时间尺度分布不均匀，具有明显的局部化特征；其中，19～23a的时间尺度，震荡中心分别在1889年和1979年；35～37a左右的时间尺度主要发生在1920—1928年、1950～1960年和1983～1991年：83。87a的时间尺度在整个计算时域上均有发生。1769～1859年间表现明显。分析结果显示北京地区年降水量具有21a、35a和86a左右的主周期，其中86a左右的周期振荡最强，为第一主周期。计算的趋势表明，未来10余年北京仍属于降水偏少的时期。

北京岩溶水勘查开发的现状与思考

回顾了北京地区岩溶水开发的历史,简述了各岩溶水分布区的特征与当前的开发规模。在南水北调中线工程通水推迟到2014年的形势下,相比较2.5亿m3/a的开采量,北京的岩溶水仍具有一定开采潜力,是进一步保障北京城市供水安全的有力补充。探讨了在当前应急条件下,应当加强多种技术的联合运用,以查清岩溶系统的边界,阐明岩溶水的运动规律,评价可采资源量,提出23处岩溶水水源地靶区。此外,指出在开发过程中应当特别注意预防伴生灾害,加强岩溶水的保护以可持续利用。

利用电测深法探测泃河与错河古河道

沿垂直于泃河、错河冲洪积扇主轴的方向,布置电测深剖面,统计了不同岩性的电性特征。通过绘制不同深度的ρs等值线图、ρs断面图以及各测线的对称四级剖面线图,初步确定了泃河与错河主要古河道的位置。剖面对比的结果表明,泃河、错河在早更新世摆动较小,在中晚更新世和全新世摆动幅度较大,形成规模不同的多期古河道。实践证明,扫面电测深法是确定山前冲洪积平原古河道的位置、期次和规模的有效手段。

三种地下水水质评价方法的对比分析

介绍了单因子评价法、F值评分法和模糊综合评判法等地下水水质评价方法的基本原理,随机抽取北京市2009年丰水期水样14例,运用三种方法进行水质评价,并对评价结果进行了对比分析。分析结果表明:单因子评价法能直观反映单项组分的超标情况,清晰判断出主要污染指标,但不能全面的反映水质的整体状况;F值评分法根据相应的分级标准确定水质类型,在指标水质分级明显、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,但是它极突出最大污染因素,某种情况下一定程度上高估水质污染程度。模糊综合评判法充分考虑了水质分级界线的过渡性,评价结果更精确,但是计算比较复杂。

北京房山岩溶水应急水源地地下水流数值模拟及预测

为分析北京房山岩溶水应急水源地的持续开采能力,在概化区域水文地质条件的基础上,建立了区域地下水流数值模型,模拟水位与实测水位拟合较好。利用验证后的模型,进行了枯水年条件下三种开采方案的预测评价。结果表明,以现状开采量持续开采至2014年末(2 332×104 m3/a),岩溶水系统处于动态平衡状态,地下水位没有明显变化;若增加一倍开采量,则地下水位下降速率为3.17m/a,泉水流量减小;开采量为7 300×104 m3/a时,地下水位下降速率增大到8.96m/a,且泉水出现断流。维持现状开采量是合理的持续开采方案。研究结果为应急水源地持续开采提供了依据。

典型区域地下水硝酸盐污染及来源分析

地下水的硝酸盐污染日趋严重。本文通过对典型区域地下水取样调查以及水化学和氮同位素分析,确定了研究区域地下水硝酸盐污染程度并对污染源进行了分析,结果表明:研究区地下水中的无机氮化合物主要以NO3-形式存在,浅层地下水中NO3--N含量变化范围在2.94～28mg/L之间,有4个水样的NO3--N含量超过了我国《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)规定的饮水标准20mg/L,约占总样品数的10%,中层地下水中的NO3-N含量相对较低,在0.02～4.85mg/L之间,浅层地下水和中层地下水都表现为农业井的NO3-N含量稍高于饮水井的NO3-N含量;研究区地下水水化学类型较复杂,显示地下水受工业、农业及人类活动的影响较明显;研究区地下水同位素样品的NO3--15 N值域为5.9‰～10.2‰,指示地下水中的NO3-主要来自动物粪便、污水和土壤有机氮,西部的污灌区主要受污水的影响,且表现为浅层地下水受影响的程度明显大于中层地下水,东南部地区主要是受土壤有机氮的影响,农业井存在局部的化肥和动物粪便的点状污染。

空间插值法在区域地下水质量评价中的应用改进研究

由于地下水的储存与运移特性及实际条件的限制,人们在对其进行观测时只能得到有限的监测结果。在进行区域地下水质量评价时,需要借助已知点信息进行空间插值来对未知点水质空间分布特性进行估计,然后评价整个区域地下水质量类别。本文首先指出传统的方法在空间插值中的不足,后提出应根据离子组分的分布特征来选择不同插值模型,同时在进行插值时应根据地下水流场来修正插值各向异性参数来提高插值精度。最后选择北京怀柔应急水源地地区进行验证,结果表明改进后的插值方法较传统插值方法提高了精度,同时改善了区域地下水质量评价结果的合理性和可解释性。

电测深在北京—张坊应急岩溶水源地勘查中的应用

利用对称四级电测深法,确定了北京—张坊应急水源地地区的地质构造(断裂、向斜)的位置和走向,对第四系进行了分带研究。在综合分析物探解释结果基础上,结合区域地质情况布设开采井,取得了良好效果。

北京房山地下水功能区划分

针对北京市房山地下水资源的分布特点,以《全国地下水功能区划分技术大纲》为基础,对地下水的资源供给功能、生态环境维持功能和地质环境稳定功能三个方面进行了深入分析,将房山地下水功能区划一级功能区分为开发利用区、地下水资源保护区、灾害防治区三种,并进一步细分为二级功能区。为满足北京房山区经济社会可持续发展的需要,合理开发利用和保护水资源提供了基础性研究。

北京市房山平原区地下水超采评价

北京市房山平原区地下水超采已引起一系列环境地质问题。为进行地下水资源合理开发、配置与有效管理,依据地下水超采区评价导则,以超采系数、地下水位、地面沉降、地下水质量和地下水污染指标为评价指标,运用GIS对北京市房山平原区地下水超采情况进行了计算与叠加分析。结果表明,房山平原区一般超采区面积215.7km2,严重超采区面积231.5km2,禁采区面积139.9km2。该评价结果为管理部门更加科学、合理、有效的水资源管理提供依据。

北京大兴迭隆起隐伏岩溶水化学特征及水质变化原因

在2012年北京岩溶水资源勘查成果和以往资料的基础上,对北京市大兴-通州隐伏区岩溶水水化学特征、水质演化规律以及水质恶化原因进行了研究,结果表明,大兴、通州两个储水构造之间的水力联系较弱,岩溶水水化学特征不同。通州地区岩溶水为HCO3·SO4-Na·Ca型,总硬度、溶解性总固体较低,整体水质良好,且与1998年相比没有发生明显变化。大兴地区岩溶水为HCO3-Ca·Mg型,总硬度、溶解性总固体均较高,其中大兴黄村-东高地一带水质较差,其它地区水质良好。与2001年相比,大兴地区岩溶水水质发生恶化,总硬度和溶解性总固体浓度明显升高,且污染范围逐渐扩大。经分析,引起大兴地区岩溶水水质恶化的原因主要有两个:(1)上游垃圾填埋渗滤液和地表污水渗入岩溶水;(2)大量开采岩溶水,改变地下水动力场和岩溶水的赋存条件,促使岩溶水水质恶化。

近300年来北京地区降水的变化特征

利用数理统计学方法计算了北京地区1724年至2009年间降水的年际、年内统计特征,多年降水平均值为601.8 mm、均方差为196.7 mm、最大值为1 406 mm(1959年)、最小值为242 mm(1869年)。涝、偏涝、正常、偏旱和旱年分别为23 a、28 a、172 a、58 a和5 a。年降水与4个季度降水量的相关系数依次为:0.055、0.456、0.942和0.177。降水主要集中在6-8月份,多年的统计表明其所占比例呈下降趋势。线性拟合的结果表明:近100多年以来,北京地区的降水呈总体下降趋势,下降速率为0.89 mm/a。自相关分析表明:年降水系列的是相对独立的系列,相依性弱。Q-Q图分析和K-S检验表明:在90%的置信水平内降水系列符合正态分布,但是在95%的置信水平内,其则不符合正态分布。

北京地区地下水源热泵利用现状及存在问题

本文综合国内外地下水源热泵研究现状,通过对北京地区地下水源热泵利用现状调查分析,重点分析了地下水水源热泵利用过程中存在的不能完全回灌、回灌水温差过大、水井布设不合理等问题。结合北京平原区第四系水文地质条件,分析了不同含水层结构下如何合理布设地下水源热泵系统的用水井,尽量避免水源热泵系统的使用对地下水的影响。

郊区岩溶泉保泉供水研究——以北京市房山区为例

北京水资源供需矛盾日益突出,地下水供水量占全市供水量的2/3,而地下水的严重超采影响了泉水的排泄。通过研究分析房山区高庄泉群和河北泉群泉流量动态变化,发现高庄泉泉流量衰减较严重,河北泉次之,泉流量的衰减主要受降水量的减少以及人类开采量的增加影响,据此提出了相应的保泉措施。

三种地下水水质评价方法的应用对比分析

本文给出了目前地下水水质评价中,常用的单项组分评价方法、F值法和模糊综合评判法基本原理。并运用这三种方法分析了北京市大兴区地下水水质,阐述各种方法的优缺点及适用条件,为地下水水质评价评价方法选用提供依据。