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。

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。

多重因素影响下的怀柔应急水源地及其周边地区地下水流场演化

为探讨怀柔应急水源地及其周边地区地下水流场的演化情况,统计分析了1978年-2010年区域和水源地中心区的地下水水位变化。研究区地下水流场大致经历了4个发展阶段:1980年之前的天然流场阶段、1980年-1985年局部地下水位缓慢下降阶段、1986年-1998年地下水位动态平衡阶段和1999年-2010年地下水位强烈下降阶段。进一步研究发现,降水量锐减、河道弃水量的减少是造成本区地下水补给量锐减的自然因素,而人类活动的影响主要表现在下垫面入渗条件的改变和人工持续开采两个方面。在近30年的时间里,研究区城市和农村聚落的建设增加了约120km2,水浇地和旱地面积减少了近102km2,下垫面条件的改变造成降雨入渗量的大幅减少。而地下水开采造成区域地下水位持续下降41m左右,地下水位降落漏斗经历了从无到有,从局部到区域的发展过程,面积达200km2,已经形成了区域地下水超采状态。目前,水源地单井出水量和总的开采量已经减少,地下水位持续下降,漏斗有进一步扩展的趋势,因此应当尽快停采涵养水源,恢复水源地应急备用功能,以保障供水安全。

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。

北京通州区地下水污染评价及监测网布设

为准确刻画通州区地下水污染的分布特征,基于2008年6月采集的151个浅、中、深层地下水样进行了分层污染评价。采用数理统计学方法,计算了各层不同级别的污染面积。初步探讨了污染机理和原因。结果表明研究区内浅层地下水均已经遭受污染且污染程度较为严重,中层地下水绝大部分显示为轻度污染,而深层地下水只在西部小范围地区遭受轻度污染。提出了"重点突出、区域控制、分层监测、有机无机并重"监测网布设原则,整合并新施工监测井,形成了立体分层的地下水监测网络:其中污染源专项监孔共计71眼,区域浅层监测孔共计48眼,区域中层共计36眼,区域中深层共计26眼,区域深层共计22眼。最后对监测网的运行情况进行了简要介绍。

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。

基于ArcGIS的地下水浓度场绘制及质量评价

简述了我国北方地区近年来开展的地下水环境地质调查与评价工作,阐述了进行区域地下水浓度场绘制时需要考虑的主要因素、评价方法及基于ArcGIS的计算机实现步骤。结果表明:考虑了水文地质单元分区、地下水流向、溶解组分分布类型的评价方法更合理,结果更符合实际。以北京平原区为例,选取总硬度、总Fe含量进行了区域地下水水化学场刻画,并进行了浅层地下水的TDS单因子和综合质量评价。

应用GPR获取多孔介质水力参数研究进展

获取多孔介质水力参数,精细刻画野外含水层水力特征,描述含水层空间变异性,一直是水文地质学、土壤学、园艺学等研究的热点.传统的诸多方法或耗时费力,或数据量少,难以在不同尺度上监测含水介质特征的时空变化.由于探地雷达(GroundPenetratingRadar,简称GPR)电磁波的传播速度主要决定于多孔介质的介电常数,而影响多孔介质介电常数的主要因素是其孔隙度和含水率,这为电磁波方法确定多孔介质含水率、孔隙度、渗透系数等创造了条件.GPR快速、便捷、无损、多尺度、数据量大,能够精细刻画含水介质水力参数的空间变异性.为此,简要介绍了GPR的工作原理、探测方式及其应用条件,探讨了GPR获取水力参数的物理机制,综述了GPR获取水文地质参数的研究进展,指出了尚未解决的问题,并对用GPR获取水文地质参数方法今后的发展进行了展望.

应用GPR获取水文地质参数研究初探

探地雷达(GPR)能够在不同空间尺度上采集水文地质数据来对地下特征进行详细描述,近年来被广泛应用于探测地下结构和埋藏体。本文简要介绍了GPR的工作原理、探测方式及其应用条件;探讨了GPR获取多孔介质水力参数的物理机制;分别利用50MHz和25MHz天线对同一断面进行等采样距测量,经分层标定和时间拾取,获取了沿测线非饱和带含水率及饱和带的孔隙度和渗透系数,并将结果与钻孔取样的岩性进行了对比,结果合理。

北京市平原区地下水分层质量评价

本文提出了一套基于ArcGIS平台的区域地下水水质评价方法,实现了单因子指标质量评价和多因子综合质量评价。方法不仅能够批量处理地下水水样和地下水质量评价结果的网格化成图,并且保留了以往容易被忽略的水质"极差点"。最后应用该方法对来自于北京市平原区1 035眼水井中的丰、枯水期近3 000余个水质数据进行了评价,结果表明平原区单因子超标的主要有总硬度、溶解性总固体、锰、氨氮、铁、氟、硝酸盐、亚硝酸盐。北京平原区地下水由浅层到中层再到深层,水质越来越好,其超III类水的面积分别为3 649 km2、2 258 km2和737 km2。区域评价结果表明,平原区地下水丰水期的水质普遍略差于其枯水期水质。

基于Voxler辅助条件下的平谷电测深数据三维解译

分别用传统电测深数据处理方法(如等视电阻率断面图法、视电阻率平面等值线法、电测深曲线类型法及剖面线法),对平谷盆地的电测深数据进行了垂向和平面解译,探讨了砂卵砾石高阻体的分布形态,并对各种方法进行了对比。针对以往数据处理方法仅限于二维,利用数据较少的不足,简述了能够在构建三维空间场的Voxler软件,利用其对平谷盆地内的数据进行三维插值,构建了砂砾石/粗砂粗颗粒地质体的视电阻率三维等值面。三维等值面形象地刻画了地质体在三维空间上的电性差异,从而为研究平谷盆地古河道形成的深度、摆动其次、摆动规模提供了重要信息,节省了大量的时间,从而大大提高了地质研究的精度。

地下水有机物污染修复标准探讨

综述了我国学者在地下水有机污染研究方面取得的进展。通过对比国内外相关标准,指出我国相关标准中存在有机组分少、限值较高的不足。将我国地下水中检出率高的36种有机物的标准限值与国外部分国家的修复标准值进行对比,指出建立我国地下水有机污染修复标准,应根据国情从污染组分选择、分析检测方法、修复标准实施等方面综合考虑。最后指出,我国应当加快制定适合我国国情的地下水污染修复工作框架,起草修复标准,尽快实施一批修复示范工程以推动这项工作的开展。

北京平原第四纪下限问题研究

本文首先回顾了北京平原区第四纪下限的研究历史,指出迄今为止在这一领域存在的问题。根据我国目前的研究进展和北京地区研究现状,按照全国地层委员会的相关标准和要求,确定了划分第四纪下限的5大原则。北京平原区第四系沉积特征复杂,根据多年资料和研究结果,我们提出了划分该界限的方法。广大的北京平原区,不具备完整的第四系剖面露头,生物地层方法划分存在困难;古地磁、热释光及孢粉地质测试为准确定位这一界限提供了可能。对平原区的钻孔而言,笔者发现以古地磁测试结合孢粉分析、岩性特征、地球物理测井以及地球化学测试(碳酸钙分析)等综合手段确定这一界限的证据更有说服力,新5孔应用效果较好。

北京地区不同介质的土柱淋滤水质试验研究

为探讨冲洪积平原地带地下水水质劣变机理及过程,开展了不同的水土样品组合的16组淋滤试验,以期揭示不同源水在土柱入渗过程阴阳离子、硬度和TDS的变化规律以及地下水类型的演化特征。试验结果表明:淋出液中,阴离子浓度的变幅由大到小依次为HCO_3^-、NO_3^-、SO_4^(2-)、Cl^-和F^-,阳离子的变幅则依次为Na^++K^+、Ca^(2+)和Mg^(2+)。淋出液的硬度、TDS和水化学类型均呈现出有规律的变化,先期主要受控于源水,尔后则主要受土柱介质的影响。除了以垃圾作为淋滤介质的试验外,其他组合的试验都出现了初期TDS和硬度升高的过程,之后与源水趋于一致,揭示了淋滤中浸泡—水岩相互作用—吸附解析—淋洗等复杂过程。

北京平原区第四纪地层分区探讨(Ⅰ)

简要回顾了北京平原区第四纪地层划分的历史,指出了建立和使用中的一些问题。为精细表达和刻画北京平原第四纪地层特征,在全国地层区划的基础上,提出了北京平原区第四纪地层细分的目的、考虑因素和分区原则,最后针对若干问题进行了讨论并提出了处理建议。

浅议地埋管热泵系统设计中应考虑的水文地质要素

地源热泵系统成功的关键,在于根据合适的水文地质条件选择合理的工程系统,并以经济的初投资和安全、稳定、经济的运行为用户服务。在设计中,必须综合考虑气象和水文地质要素,才能够使能量来源有保障、设计施工更合理、生产运行更经济。

北京平原区地面沉降分布特征及影响因素

地面沉降是北京平原区主要地质灾害之一。文中采用永久散射体差分干涉测量（PS-InSAR）技术获取平原区地面沉降空间分布特征，基于GIS空间分析平台，将多种地面沉降影响因素分别与PS-InSAR获取的地面沉降场形变信息进行耦合研究，查明地面沉降与多种影响因素之间的响应关系。研究发现：（1）北京市地面沉降发育较为严重的地区主要出现在平原区东部、北部以及南部等地，存在多个沉降中心，最大沉降速率达到152mm/a，区域不均匀沉降现象明显，并且有连成一片的趋势。（2）地面沉降分布具有明显的构造控制特性，沉降区多位于几大活动断裂交接部位的沉积凹陷地区，与第四纪沉积凹陷十分吻合。地面沉降的发展趋势与活动断裂的走向具有明显的对应关系，在有活动断裂通过的区域，地面沉降剖面线上表现出明显的转折或突变，断裂两侧区域不均匀沉降十分明显。（3）地面沉降分层沉降量与对应层位上黏性土占比呈正比例关系，其空间分布特征及变化趋势与平原区的地层结构及可压缩黏性土层厚度具有很好的一致性，沉降范围整体由北西向的单一结构区向南东方向的多层结构区扩张。沉降速率大于50mm/a的沉降区大多分布在黏性土层厚度大于100m的地区，几大沉降中心与黏性土层厚度较大地区吻合较好。（4）第二承压含水层（顶底板埋深100~180m）地下水开采对地面沉降影响最大，沉降中心与该层位地下水位降落漏斗区高度吻合，是地面沉降的主要贡献层位。