电阻率测深法在咸淡水界面探测中的应用

通过电阻率测深法探测沧州献县的地下咸淡水界面,首先结合水文地质条件的综合研究,通过小四极测试法对工作区内不同岩性地层做了物性测试;根据地下咸淡水界面两侧存在着明显的电阻率差异这一地球物理前提条件,布置了7条测线,并进行反演和解释,查明了研究区地下0~250 m深度咸淡水分布情况。结果表明,区域内咸淡水分界线近NE走向,其西北区面积约1/3范围为淡水区,分界线东南大片面积略超2/3范围为咸水区;咸水区内有3个面积较小的淡水区,咸水与淡水分界面深度总体呈现西浅、逐渐向东变深的趋势,并存在4个下凹幅度不等、影响面积及特征不同的漏斗区。研究证明电测深方法在地下水勘查、咸淡水界面勘查中具有良好的有效性。

直流电法识别东南沿海咸淡水界面的技术研究

东南沿海地区海岸带沿线近年来受海水入侵导致地下咸水的形成已逐渐危害到人民生活和经济建设。如何划分泉州湾地区咸淡水界面分布情况,圈定咸水区影响范围,成为区域经济发展的一个主要研究课题。本文结合研究区周边环境条件,从地球物理勘查角度分析了泉州湾地区地下咸淡水之间的地球物理特性差异和地下含水结构特点。利用地下含水结构的电阻率、极化率数据与地下水体矿化度指标建立联系,并以此为物探工作前提,选择了激电测深法和超高密度电法等对人文活动产生的游离电场有着很强的抗干扰能力的直流电法,在原有水文地质调查地下水检测矿化度的基础上增加物探辅助工作,弥补了该地区可取样井位较少的缺点,使得测网密度更大,连贯性更好,工作效率、勘查结果有效提升了钻探取样准确率,降低了调查成本。通过电阻率等电性参数间接地划分了咸淡水区域,精准地选取了1号和2号监测孔位置,完成了对该研究区域的咸淡水演化监测体系建立工作,避免了监测孔选取不当带来的损失。

咸淡水交替灌溉对南疆设施番茄酶活性及产量品质的影响

为了探究不同咸淡水交替灌溉对设施番茄土壤盐分胁迫响应及产量品质的影响,以“秦岭蔬越”番茄品种为研究对象,共设置W1(淡咸咸)、W2(淡咸淡)和W3(咸淡淡)3种咸淡水交替灌溉方式,并以淡水灌溉(CK)对照。结果表明:在咸淡水交替灌溉方式下,番茄生育期土壤盐分出现逐渐累积趋势,整体表现为W1>W2>W3处理,且W1、W2处理土壤盐分表聚现象较为严重,而W3处理土壤盐分有向下淋洗趋势,土壤表层积盐较轻。不同咸淡水交替灌溉后,由于土壤盐分累积程度不同,使番茄受到盐分胁迫的差异较大,其中番茄叶片内丙二醛(MDA)、脯氨酸(PRO)、可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)含量均有不同程度增加。由相关性分析可知,土壤盐分与番茄叶片CAT、PRO呈极显著性正相关(P<0.01),与叶片SS呈显著性正相关(P<0.05),说明番茄通过改变各种保护酶活性及渗透物质含量提高自身抗逆性,以应对盐分胁迫危害。通过对比分析,W3处理番茄可溶性固形物、硝酸盐、Vc和总酚含量及产量均高于对照,说明适宜的咸淡水交替灌溉方式能够提高番茄品质和产量。

咸淡水交替灌溉对冬小麦生理生化特征及产量的影响

为了合理利用微咸水资源,制定适宜的微咸水灌溉制度,选择典型灌区开展田间试验研究,设置矿化度、灌溉定额2个因素,以及淡水-淡水(T_(1))、淡水-淡水-淡水(T_(2))、淡水-微咸水(T_(3))、淡水-微咸水-微咸水(T_(4))4个灌溉方案,研究咸淡水交替灌溉对冬小麦生理生化特征及产量的影响。结果表明:微咸水灌溉的各土层含盐量较淡水灌溉的显著提高;拔节期灌溉后3 d,方案T_(4)的最大荧光产量增加17.73%,叶片脯氨酸、可溶性还原糖分别增加12.89%、57.63%;灌浆期灌溉前,方案T_(3)、T_(4)的土壤含盐量显著提高,叶片净光合速率减小22.52%~25.35%;灌浆期灌溉后6 d,方案T_(4)的最大荧光产量、最大光化学量子产量分别增加6.44%、1.38%,脯氨酸、可溶性还原糖含量分别减小19.09%、5.87%,说明微咸水灌溉可以缓解干旱胁迫;与方案T_(1)、T_(3)相比,方案T_(4)的千粒重显著增大,产量分别提高12.24%~12.81%。

多深度地下水水质监测体系在滨海咸淡水界面探测中的应用

滨海滩涂作为种盐碱地,是我国重要的后备土地资源,但其因为含盐量高、大部分作物难以生长,亟待改良。在盐碱地的改良过程中,需要时刻关注地下水的水盐运移过程,其中表层水体是土壤包气带的下边界,受气象条件(降雨、蒸发)以及农业灌溉等人工活动的影响,是重要的水质参数监测区,盐分含量相对较低,而盐度极高的古海水埋藏于地下较深处。

咸淡水交替滴灌对滨海盐渍土水盐动态和作物生长的影响

【目的】研究黄河三角洲地区不同咸淡水交替滴灌频率对土壤水盐分布状况和作物生长的影响。【方法】以毛叶苕子-玉米轮作为研究对象,开展两季作物咸、淡水交替滴灌田间试验。试验设置3个咸淡水交替滴灌频率,对应的咸(咸水矿化度4 g/L左右)、淡(淡水矿化度1 g/L左右)水灌溉频率比分别为1:3(T2处理)、1:1(T3处理)、3:1(T4处理),此外,设置仅灌淡水(T1处理)和仅灌咸水(T5处理)作为对照。通过测定作物生育期内的土壤EC值、作物生物量和产量,探究咸淡水交替滴灌频率对黄河三角洲地区土壤水盐运移和玉米产量影响。【结果】(1)在非雨季土壤水分动态主要受灌溉控制,随着咸水灌溉频率的增加,土壤盐分显著增加;雨季土壤水分动态主要受降水影响,各处理土壤盐分逐渐降低。整体来看,0~20cm土层周年盐分维持平衡;从毛叶苕子返青期到玉米成熟期,T1—T4处理20~60cm土层盐分均呈下降趋势,分别下降26.14%、11.61%、13.17%、6.43%,而T5处理则增加21.26%。(2)毛叶苕子鲜草产量和干物质产量随咸水灌溉频率的增加而降低,T2—T4处理与T1处理之间无显著差异,而T5处理的鲜草产量和干物质产量较T1处理分别显著降低15.54%和19.69%。(3)玉米产量随微咸水灌溉频率的增加呈先增加后降低的趋势,T2处理的籽粒产量显著高于T5处理,但与T1、T3、T4处理差异不显著。T3、T4、T5处理籽粒产量较T1处理分别降低了4.33%、4.58%、7.87%。【结论】咸、淡水交替滴灌频率比为3:1(T4处理)可减少淡水灌溉量,维持土壤周年盐分平衡,稳定苕子生物量和玉米产量,可作为黄河三角洲盐渍农田最佳咸淡水交替灌溉方案。

频率域航空电磁法在雄安新区浅层(微)咸淡水调查中的应用

探明含(微)咸水地区的浅层咸淡水分界现状,对于当地浅层水资源的开发利用具有指导意义。笔者通过对雄安新区频率域航空电磁数据反演,得到地下浅层电性结构特征,进而推断新区浅层(微)咸淡水分界线。通过对比1998年、1999年两次水文地质调查咸淡水分界线,结合地面水文地质资料,笔者发现浅层地下水降落漏斗会影响咸水侵入的趋势:雄县东北处的昝岗—米家务—双堂一带(微)咸水侵入是由于昝岗水漏斗的存在而趋于稳定,但水漏斗也同时加剧了昝岗镇地区南部(微)咸水入侵;安新县城西侧由于容城水漏斗水位上升,相较1999年(微)咸水范围有所减少;高阳水漏斗地区水位持续下降,导致芦庄—高阳方向(微)咸水范围将继续扩大。通过预测的(微)咸水侵入趋势为新区建设中水资源的合理开发利用提供了数据依据。

珠江口咸淡水池塘浮游动物群落结构特征及其影响因素

[目的]研究河口浮游生物生态较少涉及的咸淡水池塘这一小型特殊生境。[方法]选取珠江口淇澳岛红树林保护区内一人工池塘作为研究对象,通过4年的月季调查,分析其物种组成、生物多样性、群落结构特征及其主要影响因素,为河口湿地生境的保护、恢复提供数据支撑。[结果]共发现浮游动物100种(不含浮游幼体),其中轮虫为绝对优势类群,具70种,平均丰度为467.3个/L(17.0~1924.0个/L);群落结构分析可聚类为4个类群,且各类群之间都差异极显著(P<0.01),其差异主要由各类群的优势物种在月份间的丰度差异造成;各生物多样性指数[Margalef物种丰富度指数(D)、Pielou均匀度指数(J′)和Shannon-Wiener多样性指数(H′)]在类群间的总体差异均极显著(P<0.01);BEST/BIOENV和典范对应分析(CCA)都得出沉水植物(清塘导致沉水植物消失)、盐度、经济鱼类养殖活动等因素对浮游动物的群落结构影响显著,其中沉水植物消失影响最大。[结论]人为因素对淇澳岛咸淡水池塘生境的过度干扰,导致调查后期浮游动物物种多样性锐减,优势物种趋于单一化,群落结构已严重退化。

广安市主城区咸淡水界面埋深探讨

前人在红层丘陵区开展了较多的地下水咸淡水形成机理和分布规律的研究,咸淡水界面的确定,有利于地下水的开采利用。通过对研究区地质、水文地质条件的研究,基于四川广安资源环境综合地质调查项目,采用矿化度测试(TDS)、井液电阻率测井、分层取样测试等多手段联合确定了研究区咸水埋深在地面100 m以下。前人在研究区开展的研究结果显示,研究区大部分区域咸水埋深150 m大于,局部咸水埋深在50~100 m, 30 m以浅存在点状微咸水。经探讨认为,研究区咸水埋深在地面100 m以下,但存在“鸡窝状”微咸水分布,研究结果可为红层丘陵区开展咸淡水界面研究提供借鉴。

地下水水源地集中开采对咸淡水界面变化的影响研究

地下水水源地集中开采过程中可能会引起水源地周边水文-生态环境变化,导致例如地下水泄出带下移,湿地退缩,天然植破坏、地表沙化、地面沉降等环境问题,因此,在地下水集中水源地建设前应对其影响进行分析。本文通过应用地下水解析法中的地下水井流数学模型对集中水源地在不同开采强度下引起的地下水咸水倒灌问题进行分析,确定不同开采强度下咸淡水分界面的变化情况,最终测算出在高强度的集中开采过程中咸水倒灌问题影响较小,对后期水源地建设可能引起的环境问题提供设计依据,也为今后地下水集中水源地引起的水文-生态环境等问题的分析提供参考及实用方法。

凡纳滨对虾咸淡水养殖系统内细菌群落组成的PCR-DGGE分析

采用PCR(polym erase chain reaction)-DGGE(denaturing grad ient gel electrophoresis)及传统的微生物培养方法对凡纳滨对虾Litopenaeus vannam ei咸淡水养殖系统内各种环境的细菌群落组成进行了比较研究。传统的微生物培养计数表明,从海湾水、养殖池水到对虾粪样,细菌和弧菌的数量表现出依次增加的趋势,粪样及肠壁中弧菌的数量高出外界水环境1—4个数量级。相对于外界水环境,粪样中有很高的芽孢杆菌孢子含量,但是肠壁定植细菌中不存在芽孢杆菌(孢子)。PCR-DGGE及聚类分析结果表明,从海湾沿岸、养殖池、对虾粪便到对虾肠壁,细菌群落的多样性由高到低,无论是在哪种环境,群落的优势种都十分明显,且只有2—4种。来自同一环境各样品间的细菌群落组成非常相似,来自不同环境的样品,其细菌群落组成差别较大。聚类图上各簇的排列顺序反映了样品在取样空间分布上的毗邻次序和它们的相似程度。

内蒙河套灌区咸淡水交替灌溉模拟及预测

为探索一种适合内蒙河套灌区特点、对区域土壤及地下水环境影响最小的咸淡水轮灌模式,预测长期微咸水灌溉条件下区域环境的变化,在田间试验及土壤水盐信息空间结构性分区的基础上,构建了描述非饱和—饱和水盐运动的耦合模型及其算法。通过对耦合模型的率定检验表明,模型计算值与实测值拟合较好,耦合模型能进行较好的循环计算,误差在允许范围以内,表明耦合模型具有较高的可靠性。基于耦合模型的咸淡水灌溉模式的数值模拟研究发现,"淡水-咸水-咸水"的咸淡水交替灌溉模式对区域土壤及地下水环境的影响在所有方案中最小;采用"淡咸咸"灌溉模式进行长期微咸水灌溉,整个研究区在非生育期的脱盐量大于生育期的积盐量,并且盐分主要通过排水沟系统排出区域外,土壤总体呈脱盐趋势;在模拟期内地下水位只有微小幅度的下降,地下水矿化度及含水层中的盐分呈下降趋势。在黄河水量逐年减少的形势下,"淡咸咸"灌溉模式为河套灌区提供了一条使区域环境可持续发展的开源途径,耦合模型的构建将为内蒙古河套灌区节水改造工程实施后及开发利用微咸水后的区域水土环境的预测预报提供参考及简便实用的途径。

电法探查海岸带含水层咸淡水界面的调查研究

本文在理论上对电法探查多层土层组成的海岸带含水层的咸淡水界面的可能性进行探讨的基础上,对太平洋沿岸某地区进行了实地调查研究。在测量设置在海岸附近及分布于海岸纵深方向的调查井垂直方向电导率的同时,在调查井附近进行了电法探查。结果表明,电法探查的咸淡水界面的深度与依据井水电导率区分的混合区域上端几乎一致,即对于不同类别土质构成的岩土层,电法不但能探查确定咸淡水界面的深度,而且与以往的手法比较也是一种简单、快速、可靠、成本低廉的确定咸淡水界面深度的方法。

咸淡水交替淋溶下土壤盐分运移试验

为确定咸淡水交替灌溉后土壤盐分的运移规律,采用2 g/L,4 g/L两种矿化度的咸水分别与淡水连续、交替淋溶室内土柱,初步研究了咸淡水交替淋溶下土壤盐分的变化规律。研究结果表明:咸淡水交替淋溶下土壤表层盐分逐渐下移,两个试验处理的土柱都出现积盐情况,且4g/L时的积盐量大于2 g/L时的积盐量,土壤溶液中Na+,Ca2+的分布与EC值的变化规律基本一致,在此条件下盐分的增加没有引起土壤的碱化,灌水结束后,两个试验处理的土壤溶液EC值都小于4 dS/m,在作物耐盐的范围内,可推广应用到大田咸淡水交替灌溉中。

开采条件下河北平原中部咸淡水界面下移

河北平原中部上层咸水入侵下层淡水已造成局部地下水污染,本文调查统计了地下水质监测资料和2700多眼深井孔的测井物探资料。以水化学方法和数理统计方法,从水文地质条件和地下水开采利用状况入手,对研究区咸淡水界面下移的机理进行了分析。结果认为,咸淡水界面从20世纪70年代以来年均下移约0.4m,开采地下水造成上下层水头压力变化,加大上部浅层水向下越流是其主要原因之一。

滨海地区咸淡水界面上含水介质水敏感性的实验

根据野外水文地质调查和研制的实验装置,在大沽河下游采集砂土样品,采用有机玻璃土柱进行咸水和淡水驱替试验,并通过盐浓度的突变和渐变来研究咸水-淡水界面的水敏感性。研究结果表明,当淡水驱替咸水时,含水介质的渗透性降低64%;但是,随着含盐量逐渐降低,渗透性降低缓慢,其降低幅度为50%;盐度降低越快,其渗透性降低的的速率越大。此外,观测到渗透性随着时间明显降低,而且这种降低是不可逆的。由于流入液含盐量的迅速降低,从含水介质释放的黏土颗粒(伊利石、高岭土和绿泥石)产生运移和截获,最后导致渗透性的变化。

咸淡水界面上含水介质的水敏感性研究

在野外水文地质调查的基础上，采集大沽河下游咸水入侵区砂样，通过室内渗流柱咸淡水驱替试验，分别研究了盐度突变和渐变条件下咸淡水界面上含水介质的水敏感性。研究结果表明，在盐度突变条件下含水多孔介质的渗透系数下降了50．0％，而在盐度渐变条件下渗透系数只下降了25．1％，溶液盐浓度递减速率越快则渗透性降低程度越大；随着渗透时间的延长，渗透系数可降低1～3个数量级，且渗透性的降低具有不可逆性。另外，本区渗透性发生变化主要是由伊利石、高岭石和绿泥石这些非膨胀性粘粒在渗流柱内迁移和沉积引起的。

咸淡水驱替过程中含水介质渗透性变化的试验研究

在野外水文地质调查的基础上,采集青岛市大沽河下游咸水入侵区砂样,首先对含水介质的粒度和矿物组成进行了分析,然后通过室内砂槽模拟试验,对咸淡水驱替过程中含水介质的渗透性变化规律进行了研究。结果表明,当咸淡水相互驱替时,含水介质的渗透性会发生显著变化,这种变化主要是由于驱替液盐浓度的变化,使得伊利石、高岭石和绿泥石等非膨胀性粘土矿物经释放、迁移、絮凝和沉积,从而重新分布所引起的。含水介质渗透性的变化具有明显的非均质性,即位于距入水处不同水平距离以及不同高度处的含水介质,其渗透性变化规律有所不同。

影响咸淡水界面水敏性的几个因素

文章通过砂柱的水击试验,对水流速度、盐浓度、pH值对咸淡水界面水敏性的影响进行了研究。试验结果表明,咸淡水界面上存在临界盐浓度值和临界流速值,当入流溶液浓度达到临界盐浓度和流速达到临界流速时,都会产生颗粒释放现象,导致砂柱的渗透率下降,水敏性发生。在相同的盐浓度和进水流速条件下,进水的pH值越低,颗粒释放的速度越慢,释放总量越少;进水的pH值越高,颗粒释放的速度越快,释放总量越多。

咸淡水分配比例对盐碱土壤水分入渗特征与脱盐效果的影响

以黄河三角洲重度盐碱化土壤为研究土样,在室内对其进行垂直一维积水入渗试验,研究5种咸淡水分配比例下累积入渗量、湿润锋深度和入渗率随时间的变化规律及灌溉后土壤脱盐深度、脱盐率。结果表明:(1)首轮微咸水入渗结束后,第二轮淡水灌溉的过程中,在同一时间,与全部微咸水灌溉相比,累积入渗量、湿润峰深度和入渗率均产生了明显的下降,并且淡水灌水量越多,下降的幅度越大,但其仍显著大于全部淡水灌溉;(2)累积入渗量与湿润锋深度呈良好的线性关系,回归方程的决定系数R2均大于0.99;与Green-Ampt模型和Philip模型相比,Kostiakov公式更适于描述入渗率与时间的关系;(3)咸淡水分配比例对土壤脱盐深度影响较小,但对脱盐深度内的脱盐率影响显著,在一定深度范围内,咸、淡水先后灌溉下土壤脱盐率远远大于全部微咸水灌溉,与全部淡水灌溉差异较小,但随着土层深度的继续增加,其土壤脱盐率明显小于全部淡水灌溉,与全部微咸水灌溉基本一致。