石羊河流域绿洲农业发展对地表水与地下水转化关系的影响

基于绿洲农业发展对水资源的依赖性,分析了天然河道渠网化、灌溉面积扩大、渠道引水量增加、渠系高标准衬砌及地下水大量开采对流域平原区地表水与地下水转化关系的影响。结果表明:绿洲农业对水资源的开发利用,在造就了高效和集约化绿洲农业生态系统的同时,也使地表水与地下水之间的转化条件、转化数量及水体质量发生了明显变化,其负面效应已引发了严重的生态环境问题,并直接威胁着绿洲的稳定和发展。

石羊河流域的水化学特征及其地表水与地下水的相互转化

通过分析石羊河流域地表水与地下水的水化学特征,可以了解石羊河流域地表水与地下水的相互转化关系。研究结果表明:(1)武威盆地,在山前地带,出山河水入渗转化为地下水;溢出带地下水以泉的形式转化为地表水;进入细土平原后,河水又补给地下水;在农灌区引河水又通过田间入渗反补地下水。(2)民勤盆地,地下水主要通过引水灌溉和河水补给。

太子河流域地表水和地下水硝酸盐污染特征及来源分析

地下水作为一种主要的饮用水和重要农业用水水源, 其环境质量状况关乎人类健康、粮食安全与生态可持续发展。本研究对太子河流域地表水、地下水的O3--N污染状况进行了调查, 并结合水化学与NO3^- -N同位素对其来源进行了分析, 探讨太子河流域地下水的水化学特征和硝酸盐污染状况, 为理解该区域地下水的水化学组成特点和开展水环境质量评价提供理论依据。结果表明, 太子河流域地表水氮主要以NO3^--N的形式存在, 占总氮78.38%, 浓度为0.75-6.40 mg·L^-1, 从上游到下游其含量变化趋势为先上升后下降, 在S6采样点达到最高值6.40 mg·L^-1; 地表水中NO2--N所占比例仅为0.78%, 且沿河流变化较小; 由于施用化肥肥料和有机氮的矿化作用, 下游地表水C1-浓度和NH4＋含量增高。太子河流域地下水NO3^-N浓度普遍高于地表水, NO3^--N浓度为0.57-55.78 mg·L^-1, 平均20.26 mg·L^-1; NO3^--N浓度为0-0.04 mg·L^-1，平均0.017 mg·L^-1。太子河流域地下水的NO2-和NO2-污染状况较重。NO3^--N同位素结果显示, 地表水的δ^15N为-0.74‰-13.27‰; 上游NO3^--N主要来源于土壤有机氮矿化, 中下游受农业化肥和人畜粪便共同影响。地下水δ^15N为5.7‰-17.5‰, 受人类活动影响较大, 人畜粪便堆肥和农业化肥的渗漏是主要影响因素。

玛纳斯河灌区地表水与地下水联合调度模型

通过分析新疆农八师玛纳斯河灌区水资源供需状况,结合灌区的灌溉系统、农作物种类及灌溉制度,建立了以灌区地下水抽水总量最小为主要目标,以灌区农业经济总效益最大为次要目标的地表水与地下水联合调度模型,并采用目标规划法对模型进行了求解,得到了在不同保证率下灌区地表水和地下水联合调度方案及农作物种植面积。结果表明:灌区供需水高峰期不一致和灌溉系统的蓄水、输配水能力不足是产生灌区水资源供需矛盾的主要原因,应适当调整灌区农业种植结构,改造灌区水利工程。

新疆博尔塔拉河干流段地表水地下水转化关系的系统分析法

本文通过对博尔塔拉河干流段地质构造、水文地质条件和地表径流特征分析研究，在揭示了地表水、地下水之间转化关系的基础上，采用系统分析的方法，建立水资源转换模型，计算不同河段的转换星及其水资源的重复利用量，为计算和评价水资源转换的复杂系统提供了一种新的计算方法。

傍河工程中地下水与地表水水力联系研究

地下水与地表水水力联系是傍河工程中十分重要的问题,主要表现在其对地下水控制工程有着重要影响。针对目前行业研究方法存在问题,重点考虑建设工程的特点及需要,以在建的延崇高速公路(北京段)妫水河隧道工程为例,提出了利用傍河抽水试验来分析地下水与地表水水力联系的一种便捷方法。首先,详细分析了隧道沿线的复杂水文地质条件(尤其是凹形与凸形两类河岸对河流沉积作用的重要影响),在此基础上布置了傍河抽水试验;根据傍河抽水试验获得的数据,分别从水位降落漏斗形状和△h^2-lgr曲线规律两个角度定性分析了地表水对地下水的影响,并对水文地质参数计算方法进行了研究;然后考虑傍河工程施工中地下水控制工程实际需要,根据镜像法原理,提出了利用河流补给边界位置来定量评价地下水与地表水联系的一种思路;最后,利用镜像法反演了河流对地下水影响的河流补给边界位置,反演结果得到了隧道沿线地质条件及相关经验的佐证。

石羊河地表水与地下水联合调度模型研究

针对石羊河流域资源性缺水和中下游水资源分配不合理的状况,建立了以供水公平为目标的地表水与地下水联合调度模型。根据2003年实测来水资料及各需水片区各部门需水资料,进行水资源优化配置的结果表明,上游缺水率低、下游缺水率高的状况得到了一定程度的缓解。

利用水资源管理模拟模型研究乌鲁木齐河流域地表水与地下水的转换

位于干旱区的乌鲁木齐河流域，在水资源开发利用中，地表水与地下水发生多次转换。水资源的重复利用率已高达１６７％。对于一个仅有６．３２×１０８ｍ３水资源总量的流域来说，研究地表水的开发调度方式对地下水转换补给的影响是一项非常有意义的工作。本文通过建立地表水与地下水联合利用的模拟模型，经过大量运算，随机地模拟了地表水开发利用过程中地下水资源的补给状况，针对扩大喷滴灌面积，提高渠系有效利用率等具体措施，分析了地表水资源量的增加以及地下水资源量的减少对可利用水资源总量的影响，这对于流域规划及水资源管理等方面有指导意义。

濉河符离集段地表水污染与傍河浅层地下水相互关系的研究

本文通过对濉河符离集段地表水与傍河浅层地下水的水位、水质进行同步观测,采用相关分析的方法,对濉河符离集段地表水与傍河浅层地下水的水位、水质相互关系进行了分析。结果表明,地表水与地下水水位高度相关,傍河地下水水位与离河距离、河水水位关系表达式为:z=-5.9254-0.0003x+1.2110y,地表水与地下水水质的C l-离子、NH3-N相关性良好。可见濉河地表水污染对傍河浅层地下水污染有着积极的影响。

基于地表水地下水耦合模型的白马河傍河水源地开采量评价

目前基于数值模型的傍河水源地开采量评价中,常把河水作为第一类定水头边界,本质上是把河流当成无限水源,在理论上存在一定缺陷。以河流扩散波方程作为模型中的河流边界,取代传统模型中的水位和流量边界。通过模拟河水流量和水位变化模拟地下水与河水之间水量交换,评价地下水开采量。为验证方法合理性,将第一类定水头边界模型和扩散波方程边界耦合模型的评价结果进行对比。结果表明,按耦合模型和第一类定水头边界模型评价本区地下水可开采量分别为2 733万m^3/a、3 942万m^3/a,而本区的年径流总量为3 120万m^3/a;传统的第一类定水头边界模型评价的地下水可开采量超过了流域年径流量,而耦合模型评价的结论更为合理。

新疆开都-孔雀河流域地表水与地下水统一管理的探讨

针对新疆开都-孔雀河流域地表水地下水开发利用存在的问题,从水资源统一管理的角度出发,对现状水资源管理模式存在问题、产生的危害及应对措施进行了阐述,希望能为类似地区的水资源统一管理提供考借鉴。

黄水河流域地表水地下水联合调度模型探讨

结合黄水河流域实际情况探讨并建立基于供水量准则的黄水河流域地表水地下水联合调度模型,并以1997年数据调算地表水地下水联合调度模型,从调算结果表明在黄水河流域进行地表水地下水联合调度充分利用了水资源并且可以防止地下水超采。

GSFLOW在沙颖河流域地表水与地下水联合模拟的应用

近年来,沙颍河流域内大量开采深层地下水,形成了大面积降落漏斗。因此,亟需加强流域地表水与地下水的统一管理。使用GSFLOW构建了沙颍河流域的地表水与地下水联合模型,将流域划分为178个水文响应单元（HRU）并与MODFLOW网格叠加生成10 915个地下水库。利用1961—1965年的观测数据对模型进行拟合验证,取得了较好的模拟精度。并在此基础上分析了流域内地下水与河流的补排关系以及流域内多年的水均衡。结果表明：流域以地下水补给河流为主,补给量随降雨量变化,占地表径流总量的20%~90%。流域水资源主要以蒸散发和地表径流的方式排泄,地表径流量多年平均的40%~50%为基流。本研究可为沙颍河流域地表与地下水资源综合管理提供重要支撑。

傍河水源地地表水地下水转化SFR模型的应用

傍河水源地开采地下水是一个地表水与地下水转化的复杂过程。目前,模拟傍河开采量的数值模型常把河流概化为第一类定水头边界或河流边界。第一类定水头边界处理把河流概化为无限补给水源,对季节性河流来说明显不切实际,而河流边界不具备SFR模型的汇流功能。为弥补第一类定水头边界模型及河流边界模型对地表水与地下水转化量计算精度不够的缺陷,采用SFR模型概化白马河-吉利河,设置河床与地下水之间的河床水力传导系数、河床厚度、水深及断面形状等,将SFR模型与MODFLOW模型进行耦合,计算丰、平、枯水期河流流量与上下游水位,建立SFR地表水与地下水耦合模型。分别使用第一类定水头边界模型和河流边界模型概化河流,将SFR耦合模型、第一类定水头边界模型及河流边界模型的模拟结果进行对比,结果表明SFR耦合模型在表达丰、平、枯水期地表水与地下水转化关系及转化量计算方面更为准确。按SFR耦合模型、第一类定水头边界模型和河流边界模型计算的研究区地下水可开采量分别为2779万、3511万、2576万m^3/a,SFR耦合模型模拟结果与研究区已知的地下水可开采量2870万m^3/a更为接近,所得结论更为合理。

陡河流域地表水与地下水转化关系

通过对陡河流域地表水-地下水水样的氢氧同位素分布特征进行分析,发现研究区河岸带第Ⅰ含水层除了受大气降水、灌溉回归水入渗补给外,还接受河水早期的渗漏补给,第Ⅱ含水层对第Ⅲ含水层有越流补给,第Ⅱ含水层同时也受大气降水和灌溉回归水的影响,而远离河岸带的第Ⅳ含水层与上覆各含水层稳定同位素组成显著不同,河岸带水库附近的第Ⅳ含水层可能受地表水库渗漏影响。河岸带地下水与地表水水力联系的变迁严格受河岸带地下水水位变化控制,如景庄子剖面的地下水埋深为5m,雨季时河水补给地下水,旱季时地下水补给河水,而靠近地下水漏斗中心的越河乡剖面地下水水位埋深达25m,其常年受地表水补给。

新疆博尔塔拉河中游地表水与地下水转化关系及原因

新疆博尔塔拉河流域水资源短缺且时空分配不均,定量计算出中游不同河段、不同时段地表水与地下水的转化量,对地下水开采与回补、地表水与地下水优化配置具有重要意义。基于2021年12月1日—2022年11月30日博尔塔拉河中游5个监测断面的逐日测流资料,运用河道径流分析法,结合P-III(Pearson-Ⅲ)型分布频率曲线、各监测断面来水量对比图和水文地质剖面图等对地表水与地下水转化进行了定量分析,并对渗漏河段入渗率与来水量关系进行了拟合。结果表明:(1)5个监测断面中,博乐水文站年来水量最多,查乡大桥监测断面年来水量最少。(2)博尔塔拉河中游2021年12月1日—2022年11月30日来水处于平水年份。(3)博尔塔拉河中游上段,地下水转化补给地表水;中段昆得仑渠首-查乡大桥段地表水大量入渗补给地下水,入渗系数为0.67,入渗率与来水量呈显著负相关关系;下段,地下水再次溢出地表。博尔塔拉河中游河段共经历了3次地表水与地下水转化,总体表现为地下水溢出补给地表水。

洨河流域地表水质与地下水质污染研究

由于洨河上游天然来水量很少,现有水体主要是接纳生活和工业污水,通过对洨河3个地表水水质站资料的分析发现,沿岸地表水水质属劣Ⅴ类,污染严重,主要超标参数为氨氮、化学需氧量、挥发酚。对沿岸53眼井的水质资料进行分析后发现,地下水水质良莠不齐,水质级别在Ⅱ类-Ⅴ类之间,主要超标参数为总硬度、溶解性总固体等。通过分析部分水质参数发现,地下水水质已受到地表水渗透影响和其他污染。

那仁郭勒河流域地表水与地下水储量变化响应研究

基于2001—2016年的地表水和地下水储量数据,分别从年尺度和季节尺度研究那仁郭勒河流域地表水与地下水资源变化趋势,分析地表水与地下水的响应关系及其影响因素。结果表明,那仁郭勒河流域地表水储量和地下水储量变化趋势分布不均匀,季节差异明显。地表水–地下水储量变化响应在流域北部集中呈现“地表水稳定–地下水减少”的趋势,在库拉克阿拉干河段呈现“地表水减少–地下水增加”的趋势,在尾闾地区东西台吉乃尔湖分别呈现“地表水稳定–地下水增加”和“地表水减少–地下水减少”的趋势。水储量变化的主要影响因素包括温度、土壤断面厚度、灌溉面积及人口密度。流域内不同区域的地表水与地下水储量变化响应特征具有很大的差异,对二者之间的典型非一致性响应关系的深入认识有助于实现流域地表水与地下水联合管理及生态环境保护。

基于耦合模型的沙颍河流域地下水与地表水硝酸盐通量过程模拟

为定量解析沙颍河流域地下水与地表水硝酸盐通量过程,构建了SWAT,MODFLOW和MT3DMS耦合模型,利用2007-2012年水量水质观测数据对模型进行了校验.校验结果表明,地表水流量决定系数R^2大于0.68,地下水水位和地表水水质R^2均大于0.9,地下水水质相对误差Re在15%以内,符合模型精度要求.在此基础上,选择沙颍河流域探究了流域地表水与地下水补排关系和硝酸盐通量过程.结果表明,沙颍河流域地表水与地下水的补排关系主要表现为地下水补给地表水,年均净补给水量约3.18×10~8 m^3.年际表现为丰水年大,达15.2×10~8 m^3,枯水年小,仅为0.26×10~8 m^3;年内表现为汛期地表水补给地下水,枯期地下水补给地表水;空间上表现为流域中上游(沙河、颍河中上游和汾泉河)地区大,年均值可达2.53×10~8 m^3.流域地下水对地表水年均硝酸盐净补给量0.38万吨,表现为,年内秋冬季净贡献量大,占总净贡献量的81.6%;空间上表现为流域上游地区净贡献量大,占总净贡献量的87.4%.流域中下游地区净贡献量小,占总净贡献量的12.6%.

煤矿开采区地表水-地下水耦合模拟

为定量评价煤炭资源大规模开发,下垫面条件改变导致的水平衡要素及地表水与地下水转化关系的改变,急需开展煤矿开采区地表水水文过程和地下水动力过程耦合模拟研究。在考虑地表水入渗补给的滞后性和在RCH程序内部实现垂向上对多层单元格补给表达的基础上,构建基于分布式水文模型(SWAT)和模块化地下水动力模型(MODFLOW)的耦合数值模型(SWATMOD),并将该模型应用于秃尾河流域——锦界煤矿采煤工程实例中。实例应用表明:耦合模型能较准确地模拟地表水水文过程和地下水动力过程及地下水动态变化过程,可用于预测秃尾河流域煤矿开采区地表水和地下水转化规律的改变。