鲁西南黄河下游地下水氟富集规律及其影响因素

鲁西南平原位于黄河下游,现阶段对该区地下水水化学成因及其对地下水中F元素富集影响机理的研究较少。该研究以鲁西南平原沿黄河地带地下水为主要研究对象,采集浅层地下水样品36件,深层地下水样品16件,黄河水样品2件进行全分析测试;通过统计、相关性分析、水化学模拟等方法手段,计算氯碱指数(CAI),绘制Durov图、Gibbs图、Ca^(2+)/Na^(+)–Mg^(2+)/Na^(+)图、log_(10)(Ca^(2+))_(activity)–log_(10)(F^(-))_(activity)图等图件,分析了研究区地下水水化学成因及其富氟机理。结果显示,鲁西南沿黄区浅层及深层地下水化学类型均以HCO_(3)-Na为主,整体偏碱性,地下水氟含量分别为1.59 mg/L、2.35 mg/L,深层水氟含量水平变化程度低于浅层;区内浅层地下水氟与Ca^(2+)含量呈显著负相关,与pH值呈显著正相关,深层地下水中氟与Na^(+)、TDS值呈显著正相关。鲁西南沿黄区地下水氟含量主要来源于萤石(Ca F_(2))的溶解,受水岩作用和阳离子交换作用共同控制下的Ca^(2+)含量制约。此研究揭示了黄河下游主要地下水含水层中氟富集规律和影响因素。

鲁西南黄泛区耕地格局变化特征及其影响因素

[目的]探讨鲁西南黄泛区耕地的空间格局、变化特点及其影响因素,为区域耕地保护提供科学依据。[方法]基于2m高分遥感影像,结合野外调查和《菏泽市统计年鉴》,采用遥感解译、重心模型、冷热点分析、地理探测器等方法,分析2019—2022年鲁西南黄泛区耕地空间分布、重心迁移、年际变化特征及影响因素。[结果](1)2019—2022年鲁西南黄泛区耕地面积占区域60%以上,每年均存在耕地流失现象,流失面积呈现逐年递减趋势,郓城县耕地面积减少最多,达18.28 km^(2),鄄城耕地动态度变化最大,达-2.26%;耕地重心整体向东北方向迁移。(2)耕地流出面积高于流入面积,主要流出方向和流入方向均为建设用地和林地,耕地变动最集中的区域主要分布在曹县南部。(3)对耕地变化影响最强的单因子是农村从业人员(X_(5)),最强的双因子交互组合是农村劳动力资源数(X_(4))和城镇居民人均收入(X_(6))。[结论]鲁西南黄泛区2019—2022年耕地流失是经济社会因子为主的多因子综合作用的结果。

黄河下游冲积平原土壤水带土体质地空间变异特征研究

选择河南省开封市兰考县中部闫楼乡作为研究区,运用经典统计学、地统计学与Voxler相结合的方法,研究土壤水带土体质地的空间变异性和分布规律。结果表明:研究区土壤水带不同土体颗粒的空间变异性具有显著差异,变异性强度为砂粒>黏粒>粉粒,且土体质地的空间变异性强度随土壤水带深度增加而增大。土壤水带砂、粉、黏粒的空间相关程度不同,空间相关性强度黏粒>砂粒>粉粒。土壤水带中,砂粒在浅层的空间分布最优模型为高斯模型,在中层和深层为球状模型;粉粒在浅层和中层的空间分布最优模型均为高斯模型;黏粒的空间分布最优模型在浅层和深层的为球状模型,中层为高斯模型。

黄河下游冲积平原试验区土壤水分特征曲线的传递函数研究

黄河下游冲积平原区是我国重要的粮食生产基地和工业集聚地,该地区土壤水力学参数的获取,对于保障用水安全和指导农业生产具有重要意义。为建立黄河下游冲积平原区的土壤水分特征曲线传递函数(PTFs),以河南省兰考县闫楼乡作为黄河下游冲积平原试验区,基于多元非线性逐步回归和单因素扰动方法,建立了包气带土壤水分特征曲线的PTFs,并分析了影响因素敏感性。研究结果显示,实测土壤水分特征曲线以及土壤理化性质参数呈现较强变异性,所建立的PTFs精度良好,具备应用推广价值。多元回归结果表明,土壤颗粒组成是本文PTFs的主要影响因素,其中黏粒含量对PTFs最为敏感,砂粒含量次之,粉粒含量最弱。在其余5个土壤理化特性中,对PTFs的相对敏感的因素是pH值和分形维数。研究表明,土壤物理化学性质与土壤水分特征曲线模型参数的关系复杂,并非一般线性或单调关系。尽管土壤物理化学性质参数可以提高PTFs精度,但土壤颗粒组成是影响土壤水分运动的根本原因,其作为构建PTFs的关键因素不可忽略。在实际应用中,PTFs使用者可根据所掌握数据的实际情况,结合影响因素敏感性,决定影响因素的取舍。

山东地区黄河冲积平原粉土的分布规律及工程特性调研

为进一步揭示黄河冲积平原地区粉土工程的特性及其分布规律,对山东省几个较为典型的地区进行土样采集分析,结合工程分类方法,对黄河流域上、中、下游土体进行室内CBR、竖向膨胀率、颗粒分析、XRD。试验结果表明,山东地区黄河冲积平原地区土质以含砂低液限粉土为主,微观组成较为相似,但受水文影响,各地土体砂石料含量不同,体现出黄河水沙变化的复杂性。

县域尺度风力侵蚀栅格计算结果落地研究

[目的]探讨基于栅格侵蚀数据确定风力侵蚀地块的状况,为县域尺度侵蚀计算和水土流失栅格计算结果落地等工作提供参考。[方法]以黄泛平原风沙区河南省兰考县为例,基于耕地风力侵蚀模型,采用栅格计算和软件判断方法,结合野外验证,探讨县域尺度风力侵蚀栅格计算结果落实到地块的状况。[结果](1)栅格计算的兰考县耕地风力侵蚀面积为125.91 km^(2),涉及1259128个栅格,侵蚀模数集中分布在200~400 t/(km^(2)·a)。(2)软件判断法统计的耕地风力侵蚀面积为125.08 km^(2),涉及2284个地块,侵蚀模数集中在200~400 t/(km^(2)·a);超过50%流失比例的地块占风力侵蚀地块总数的96%,100%流失比例的地块面积分布在0.00004~0.6 km^(2)。(3)在面积相对误差上,软件判断法与栅格计算法相对误差为0.66%,城关镇最大,达136.50%,张君墓镇最小,为0.56%;在空间分布上,软件判断法比栅格计算法聚集度指数高、离散程度低,空间分布集中、连续性强。(4)野外验证中,34个风力侵蚀地块强度与软件判断法相符,一致率为68%。[结论]在控制耕地地块面积的前提下,软件判断法将栅格计算风力侵蚀结果落实到地块方法可行,结果基本合理。

黄河冲积粉土地区深基坑变形三维有限元分析

依托黄河流域冲积粉土地区深基坑工程,采用大型岩土工程有限元软件PLAXIS 3D建立了深基坑三维有限元模型,土体采用硬化土本构模型,分析了基坑开挖对围护结构及周边环境变形的影响,研究了围护桩嵌固深度及地下水位对基坑围护结构变形的影响。结果表明:采用硬化土本构模型能较好地预测黄河流域冲积粉土围护结构的变形和周边沉降;随围护桩嵌固深度增大,基坑围护结构水平位移减小,但减小的幅度也越来越小;考虑降水的基坑围护结构水平位移远小于不考虑降水情况,应做好降水措施,防止围护结构变形过大。

黄河下游鲁北平原地下水砷浓度空间变异特征与成因

依据2006—2009年间采集的区内1092件浅层地下水无机分析和现场测试数据,采用地统计学分析方法,分析了黄河下游冲积平原地下水中砷的空间变异特征及在人类活动影响下的污染现状。全区26.65%的样品砷含量超过饮用水标准,超标区域面积占全区总面积的17.3%。浅层地下水中砷的统计特征表明砷的离散程度和变异系数均较高;空间变异特征显示砷在空间上的分布各向异性,砷含量分布差异与地下水流向关系不密切,不同浓度的分布主要受原生条件和污染源的影响;区内约7%的浅层地下水样品砷的浓度由人类活动影响形成,其中12%的砷污染样品源于养殖场砷污染,养殖场内浅层地下水砷检出率、超标率均为全区的2倍;砷污染源包括农村分散养殖场牲畜废弃物排放、含砷农药的施用、工业污水的不达标排放等。

黄泛平原区不同土地利用方式下的土壤养分状况分析

选取黄泛平原区菜地、水浇地、果园和有林地4种不同的土地利用方式,通过野外调查与室内分析,研究不同土地利用方式对土壤养分的影响。结果表明:土壤pH值有林地与果园相对较高,水浇地和菜地较低,均呈弱碱性;土壤有机质、速效钾、有效磷和全氮含量均受土地利用方式影响较大,并且均为菜地含量最高,水浇地次之,林地含量最小,土壤缓效钾受土地利用方式影响不显著;土壤有效硫含量由大到小为菜地>水浇地>果园>有林地,与有机质相同;有效锌、有效铜和有效铁在水浇地中含量较高,有效猛、有效钼和有效硼在有林地中含量较高,菜地的微量元素含量普遍较低。

海河冲积平原区农用地综合生产能力空间差异

以海河冲积平原区为例,通过典型样点调查建立样点标准粮和相应的农用地自然质量等级指数的函数方程,求算理论生产能力;结合近3a(2003—2005年)的粮食实际产量,分析农用地的粮食增产潜力、农用地利用强度及其整理优势。结果表明:全区耕地粮食理论总生产能力为3.03×107t,远高于近3a1.49×107t的粮食平均实际产量,目前该区粮食安全的耕地资源保障程度较高。通过整理优势分析,划定了区域的不同整理优势级别,整理优势大的区域主要集中在冀中南冲积平原区,受灌溉条件、农田基础设施、管理水平的限制,粮食生产能力的开发程度低,粮食生产有较大的增产空间。

德州市深层地下水水质演化研究

德州市属于典型的黄河下游冲积平原孔隙水水文地质区,这一地区地下淡水的天然水环境条件非常敏感和脆弱。由于持续开采地下水,使该区域地下水的水动力场和水化学场发生了较大变化。根据德州市地下水水质监测数据,本文论述了深层地下水的水质特征,分析研究了深层地下水的水质演化。结果表明:在开采条件和自然条件的共同作用下,HCO3-和Na+浓度呈现出持续升高趋势,矿化度、总硬度及其它主要水质指标的浓度变化较小。深层地下水水质演化的特点表现为水化学动态并不随季节变化,而是在开采条件下,随着深层地下水系统压力、氧化?还原环境条件的改变有所变化。地下水水质指标浓度的历年变化主要受到水文地球化学环境的影响。针对研究区地下水水质的演化趋势,提出了应进行深层地下水人工回灌和降氟改水的水质改善措施。

德州市浅层地下水水质演化

德州市属于典型的黄河下游冲积平原孔隙水水文地质区。该地区具有咸、淡两种水体共存的独特水环境特征,淡水天然的水环境条件非常敏感和脆弱。由于持续开采地下水,使该区域地下水的水动力场和水化学场发生了较大变化。根据德州市1996—2007年的地下水水质监测数据,论述了浅层地下水的水质特征,分析研究了浅层地下水的水质演化。结果表明:在开采条件和自然条件的共同作用下,浅层地下水水质不断演化,其中变化比较明显的水质指标是总硬度、矿化度和Cl-等。在区内齐河县、夏津县的苏留庄等一带,水动力场的变化导致地下水的矿化作用减弱,浅层地下水的矿化度、总硬度有所降低,水质趋向淡化。在宁津县、禹城市的张庄乡等一带,水动力场的变化导致地下水的矿化作用增强,浅层地下水的矿化度、总硬度明显升高,水质持续咸化。针对研究区地下水水质的演化趋势,提出了使微咸水逐渐向淡水方向演化的水质调控措施。

管桩对黄河冲积平原液化土层的挤土效应研究

PHC管桩施工效应对地基土性质有很大的影响。通过实例分析,详细阐述了预应力管桩施工的挤土效应对场地地震液化的影响。结果表明,管桩施工后液化土的物理力学性质得到改善,液化危害性降低。预制管桩的打桩对桩间地基土中的粉土和粉沙有较好的挤密作用,增大了密实度,标贯击数有所提高;对于黏性土,挤密作用不明显,标贯击数变化不大;预制管桩打桩后,桩间土中粉土的物理力学指标有明显的变化,孔隙比减小,内摩擦角和压缩模量均增大;挤密作用可以使地基土中液化土层的液化现象明显减少或消除;打桩对打桩区外侧一定范围内的地基土也会产生一定的挤密作用。

MIS3阶段以来黄骅北部地区潮坪地层中的微体生物群(英文)

依据渤海湾湾顶南侧、古黄河三角洲河北省黄骅市北部地区13个钻孔岩芯材料微体古生物学研究,以及地球化学背景、沉积构造分析,本文确定了自相当海洋氧同位素MIS3阶段以来中潮坪、高潮坪、淡水注入的潮坪、潮汐通道、分支河道及边滩、牛轭湖、贫营养湖、滨海湿地与富营养湖、泛滥平原-泛滥盆地等不同沉积地层中的微体生物(有孔虫、海相与非海相介形类)分布特征。在MIS3阶段高潮坪-低地沉积之后,河口与相邻低地依然持续或断续出现海相微体生物,个别钻孔中其分布甚至延续到末次盛冰期低海面地层中,但是基本都是广盐种和低盐种。这一现象与沿海构造沉降背景下河口位置长期向陆迁移,微体生物随短暂的强潮及突发的风暴潮搬运、甚至与风、水和鸟的搬运作用有关;远离古河道地点则无此现象。这些海侵事件与全球海面变化和古海面高度无关。与渤海湾顶北侧天津沿海相比,黄骅北部未见天津沿海确定的全新世早期潮下带砂质沉积单元,以及相应的微体生物群,应与当时天津沿海构造沉降速率较高有关。在三角洲与潮坪研究中,微体古生物学发挥了重要作用,而不仅是记述内容之一。

平原水库利用排渗减压技术预防库外农田浸没

由于黄泛区平原水库坝基一般为软弱透水地基,坝基经过防渗处理后,坝基渗透稳定,渗漏量得到有效控制,但坝基不可避免的还有一定数量的渗漏量,下游坝址外尚保留一定的剩余水头,渗水如果不及时排走,会导致区域地下水位升高,造成库外农田浸没。笔者以山东聊城发电厂新厂引黄调蓄水库为依托,阐述平原水库如何用排渗沟和减压井联合排渗减压技术防止库外浸没和土地盐碱化。减压井和排渗沟联合排渗减压是降低地下水位、防止库外浸没的有效措施。

山东黄河冲积平原区土壤地球化学特征

山东黄河冲积平原区土壤地球化学调查是按每1 km2采集1件表层土壤样品,4 km2组合成1件分析样品,每4 km2采集1件深层土壤样品,16 km2组合成1件分析样品,测试Ag,As,Au,B,Ba,Be,Bi,Br,C,Cd,Ce,Cl,Co,Cr,Cu,F等54项指标。在统计这些指标的表层、深层土壤地球化学特征参数的基础上,对其与全国同类参数的差异进行了分析,对比区内表层、深层土壤元素地球化学含量值的变化,认为大部分指标在表层土壤中的含量继承了土壤母质的成分特征,后期人类活动对其影响较小,但Corg,N,Se,S,P,Br,Hg等指标在表层土壤中已明显富集,表明表生作用和人类活动等因素已对这些指标的分布分配产生明显影响。

黄河冲积扇对中原城市群的地质控制作用

黄河冲积扇是中国中东部山前地区最大的冲积扇,其主体位于河南省。黄河冲积扇的形成发育的地质环境条件,冲积扇的地层岩性结构、水文地质特征,以及与其相邻地貌单元的地质和资源条件共同决定了中原城市群各城市的分布、发展规模、发展方向、产业结构等要素。通过黄河冲积扇的形成演化和本身地质、水文地质条件研究,从地质角度分析和探讨了中原城市群城市可持续发展的有利条件和影响因素,旨在为中原城市群的规划、建设提供地质科学依据。

山东黄河冲积平原区地氟病与地球化学环境相关性研究

山东黄河冲积平原区是山东省地氟病的重病区,危害严重。选择其中的郓城、嘉祥、博兴3县进行土壤氟含量、饮水氟含量、儿童尿氟、儿童氟斑牙检出率、氟斑牙指数、成人尿氟、成人氟骨症检出率等指标进行调查,结果表明区内土壤、饮水氟含量和群体的尿氟含量普遍较高,高氟的危害和地方性氟中毒病情十分严重。在分析氟元素在土壤、饮水中的分布及变化规律的基础上,开展地方性氟中毒病与生态地球化学环境相关性研究,认为地方性氟中毒病与土壤中氟含量、饮水氟含量呈正相关关系。

引黄灌区灌淤土氮素淋失特征土柱模拟研究

采取土柱模拟实验的方法研究了不同施氮强度对宁夏引黄灌区灌淤土中氮素淋洗损失特征,以期为氮素淋失控制和合理施用提供科学依据。试验设5个氮水平,分别为对照处理（N0）、常规氮水平300 kg·hm^-2（N300）、优化氮水平（N240）、2倍常规氮水平（N600）、2倍优化氮水平（N480）。试验结果表明：不同施氮水平淋洗液中NO3--N的浓度表现出先升高后降低的趋势,浓度峰值出现的时间随施氮水平增加逐渐后移,NO3--N是氮素淋洗损失的主要形态,而NH4＋-N的淋失损失主要出现在淋洗前期,增加施氮量可以推迟各形态氮素峰值出现时间,增加淋失风险。N240,N300,N480和N600处理总氮累积淋失量分别为94.53、128.02、222.06 kg·hm^-2和268.6 kg·hm^-2,淋洗损失比例分别为39.38%、42.67%、46.26%和44.77%,当季施入稻田土壤的氮肥极易淋洗到100 cm深度以下,成为浅层地下水的潜在威胁。施入到灌淤土的氮素有39.38%-46.26%通过淋洗途径损失,各处理总氮累积量淋失规律服从对数方程Yt=a＋blnt（R2=0.927-0.975）。

引黄灌区包气带土壤水分运移及对地下水的补给

为了揭示干旱区灌区包气带水分运移规律及其对地下水的补给机制,以银川平原永宁灌区试验区为例,原位监测降雨、土壤水和地下水,采用零通量面法计算包气带的水量平衡,定量评估了土壤水与地下水的补给量。结果表明:(1)活跃层、次活跃层受降雨/灌溉水入渗、蒸发的影响最为明显。地下水受渠系渗漏影响7月初埋深最小,4月末和11月初埋深最大。(2)活跃层和次活跃层含水量增幅、初始入渗速率、持续时间和总渗漏量在灌溉模式均大于降雨模式,土壤蒸发量在两种模式下则表现相反。在灌溉量减少的情况下,由于地下水位抬升,深层渗漏量基本不变,但持续渗漏的时间增长。(3)研究时段土壤储水量增加了0.3 mm,入渗量为633.3 mm,蒸发量为285.6 mm,深层渗漏补给地下水量为434.4 mm,地下水补给土壤水为87.0 mm。包气带土壤水受持续降雨模式、灌溉模式和地下水位波动的影响,灌溉补给地下水占入渗量的68%,需要优化灌溉模式,提高灌溉水的利用效率。