基于MODFLOW的挠力河流域地下水承载力综合评价

地下水资源承载力强弱程度是区域内地下水资源系统与社会、环境综合作用的结果,直观地表现在地下水开采潜力上,区域地下水承载力强则表现为地下水开采潜力大,反之则表现为开采潜力小。以黑龙江挠力河流域为研究区域,综合已有地下水位动态监测数据资料,选取流域16个农灌区,采用目前应用较为广泛的地下水数值模拟软件MODFLOW,进行流域灌区地下水水量均衡与开采潜力计算,揭示地下水资源综合利用情况,基于数值模拟结果评价挠力河流域灌区地下水承载力综合评价结果的合理性。结果表明:挠力河流域灌区现状年总可开采量为1.44×10^(9)m^(3)/a,总的开采量为1.63×10^(9)m^(3)/a,地下水开采率为113.1%,灌区总体呈超采状态,但各灌区地下水资源各承载力不同。综合分析评价结果分析可知本次地下水资源承载力评价所采用的指标体系尚存在一定的不合理性,指标选取需要仔细甄别,指标分级标准需要细化。评价结果为构建合理的地下水资源承载力评价指标体系提供一定的科学指导。

济南市区泉水与东、西郊岩溶水水力联系研究

为查明济南市区泉水与西郊、东郊岩溶水的水力联系,从地层结构、水动力场角度,结合抽水试验、示踪试验和水化学分析等方法研究泉水与岩溶水之间的关系。结果表明,济南市区和西郊之间的刘长山—郎茂山—万灵山一带存在地下水径流通道。刘长山北侧槐苑广场—九中—十四中一带,在埋深350 m处揭露连续的岩溶含水地层,并存在垂向径流通道,市区泉水和西郊岩溶水通过刘长山北侧侵入岩体接触带以下的三山子组含水层连通。市区与东郊之间的燕翅山—七里河一带受舌状侵入岩体的影响,两侧地下水流场存在差异,但山东大学洪楼校区以北埋深485 m处揭露连续的岩溶含水地层,市区泉水和东郊岩溶水可通过侵入岩体接触带以下的三山子组含水层连通。水化学分析结果表明市区泉水与西郊、东郊岩溶水水化学类型一致,具有相同的演化环境。

基于小波变换方法的济南市区泉水影响因素研究

济南市区泉水的喷涌主要受大气降水和地下水开采等因素的影响,为查明降水量和地下水开采对济南市区泉水的影响,选取济南市区、济南西郊和济南东郊的水源地十年开采量数据,以及同期市区泉水位动态观测数据和降水量数据,采用交叉小波变换、小波相干谱和多元小波相干谱的方法进行分析。结果表明:①市区泉水位与降水量、地下水开采量均存在约1 a的频域周期,市区泉水位滞后于降水量133.22 d,市区泉水位与济南西郊开采量和济南东郊开采量的响应时滞分别为125.43 d和83.85 d,济南市区泉水与济南西郊地下水、济南东郊地下水存在水力联系;②济南市区泉水位与降水量的平均小波相干值(AWC)为0.58,市区泉水位与济南西郊开采、市区开采和济南东郊开采的AWC分别为0.47、0.40和0.32,PASC分别为13.90%、16.81%和10.09%,在研究期开采条件下,降水量和岩溶地下水开采量对市区泉水位的影响明显,市区开采对市区泉水位的影响最大,济南东郊开采对市区泉水位的影响最小;③在两种影响因素的作用下,降水量和济南西郊开采量、降水量和市区开采量两种组合可以作为市区泉水位变化的最大影响因素;在三种影响因素的作用下,降水量和济南西郊开采量、市区开采量组合可以成为市区泉水位变化的最大影响因素。

济南岩溶水微量元素分布特征及其水文地质意义

济南以泉名扬天下,故称泉城。20世纪后半期,由于地下水的开采,济南泉水流量逐年递减,并于1976年始出现断流,20世纪末限制岩溶水开采量后,泉水复涌。自1980年开始,保泉地质调查工作陆续开展,但迄今对泉水补给方向及影响泉水因素尚无定论。采用微量元素水文地球化学方法,对济南可能的泉域范围内的枯丰水期岩溶水化学特征及其变化进行了研究。结果表明,丰水期较枯水期离子浓度总体偏低,由南部山区向北至泉群地带,元素浓度由低到高,显著地反映出由补给区通过径流区至排泄区的整个水化学过程。利用PHREEQC软件MIX模块,选择趵突泉及其周围的不同采样点岩溶水进行配比混合模拟。结果显示,泉水补给方向多样,趵突泉不仅有近源补给来源,还有远距离深循环补给。作者结合调查区地质构造及相关水文地质条件,认为济南泉水的形成是多源混合补给、深浅循环结合而成,千佛山断裂北部透水段,对济南泉群的形成具有极其重要的作用。

山东省济南市区泉水与西郊岩溶水水力联系的研究

为进一步查明济南市区泉水与西郊岩溶地下水的水力联系,从地层结构、水动力场角度,通过抽水试验、示踪试验、制作Piper三线图等方法,进行了系统分析。研究表明,西郊刘长山—郎茂山—万灵山一带地下水流场不存在异常,两侧等水位线连续平缓,水位大致相同;刘长山北侧槐苑广场—九中—十四中一带在埋深350m左右揭露连续的岩溶含水地层,市区和西郊通过隐伏于岩浆岩体的三山子组地层岩溶发育段存在水力联系。市区泉水与西郊岩溶地下水水化学类型一致,二者具有相同的演化环境,水力联系密切。

济南市地下水监测体系构建与应用

为解决济南市原有地下水监测点网布局不合理、自动化监测水平不高、监测点未有机融合等问题,建设形成布局全面、分布合理、及时有效监测地下水的地下水监测体系。该系统通过整合现有地下水监测点、新建和改建监测点,整理监测数据信息,强化数据分析,提升数据自动化处理能力,实现了地下水水位实时监测,自动比对分析不同时间、不同区域地下水水位数据,为济南泉水保护、生态补源、地下水科学合理开发利用提供了数据支撑和决策依据。

济南东部岩溶水有机污染健康风险评价

近年来,济南岩溶水有机污染越来越突出,为了探究济南岩溶水有机污染对居民健康造成的影响,保障饮用水安全,该文在系统分析研究区水文地质条件的基础上,采用USEPA推荐的健康风险评价模型,根据实际采样测试数据,分析评价了济南东部3处岩溶水井点的有机污染对其范围内暴露人群造成的健康风险。结果表明:检出的主要有机污染物为三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯。3个水井的有机污染非致癌风险未超过限值1,在可接受的范围内,四氯化碳的非致癌风险所占比例最大,为89.85%; 3个采样点有机污染致癌风险,超出了其可接受水平的最小限制10-6,但均未超出可接受的致癌风险的最大限制10-4,风险指数均在10-6~5.0×10-5之间,应该引起关注,产生致癌风险的主要污染物为三氯乙烯。有机污染非致癌风险和致癌风险的主要暴露途径为呼吸吸入,其次是饮水吸收,皮肤接触暴露途径风险值最小。

运用水文时间序列分析识别济南泉域岩溶发育特征

岩溶含水层具有高度的非均质性和各向异性,为定量识别济南泉域岩溶含水层发育状况,通过选取泉域岩溶水补给区和排泄区的地下水位动态数据,采用相关分析和频谱分析,研究其对降雨补给的响应特征.地下水位-降雨量的自相关和互相关分析表明,系统对降雨输入信号的敏感程度自补给区至排泄区逐渐降低,但记忆作用逐渐增强.相位分析结果表明泉域地下水位对降雨信号的响应存在滞后现象,自补给区至排泄区滞后时间逐渐延长,补给区地下水位与降雨具有更好的线性相关性.交叉振幅分析结果表明补给区地下水流中快速流约占20%~30%,而在排泄区快速流占比减少至2.5%~10.0%.岩溶含水系统地下水动力条件主要受岩溶发育程度等介质内部结构影响,济南泉域岩溶含水层岩溶发育程度较低,含水介质和水流通道以岩溶裂隙为主,地下水运动以基质流为主.