南水北调冗余水量对华北地区深层地下水漏斗区回补的分析

随着20世纪80年代以来社会经济的快速发展,严重的地下水超采使华北地区成为世界最大的地下水超采区,形成了多个大型深层漏斗区,对社会、经济、生态危害巨大。依据廊坊市水利统计数据成果以及相关资料和经验,多方位分析在目前南水北调中线干线及主要配套设施供水能力高于使用量的窗口期,使用南水北调中线冗余水量,利用现有农村供水管网和深井,对深层地下水漏斗区开展地下水回补。

保定市一亩泉漏斗区地下水水化学特征演变及驱动机制解析

笔者等在对比分析一亩泉漏斗区地下水开采前—开采中—压采全过程地下水水化学特征基础上,综合利用数理统计分析、离子比例分析、水文地球化学模拟技术,揭示了漏斗区地下水水化学特征演化规律,解析了水化学特征演变驱动机制。结果表明,研究区地下水水化学特征演化表现出阶段性,在开采初期至压采初期,水化学类型、TDS、总硬度保持稳定,水化学类型以HCO_(3)^(-)—Ca^(2+)·Mg^(2+)型为主;在漏斗恢复期地下水水化学类型种类增多,TDS和总硬度显著增大,表现出向盐化和硬化方向演化趋势;1960~2010年研究区地下水水化学成分主要受脱白云石化作用、阳离子交换作用控制,呈自然演化规律;2010年以后,在漏斗恢复背景下,包气带中水岩相互作用过程加剧,地下水水化学演变受溶滤作用和离子交换作用控制,人类活动对地下水水化学特征的影响逐渐显现。研究结果可为漏斗区地下水保护与修复提供科学依据。

基于时序Sentinel-2的河北地下水漏斗区作物单双季种植遥感监测

精准获取河北地下水漏斗区作物单双季种植信息,对农业部门科学安排作物耕作制度、合理调整和减少地下水资源消耗具有重要意义。采用10 m空间分辨率的哨兵2号(Sentinel-2)数据作为遥感数据源,分析不同耕作制度农作物周年光谱曲线的差异和关键时间节点,结合实测数据和植被光谱特征,构建时序特征的分类场景,采用随机森林分类方法进行大区域田块尺度作物单双季种植遥感分类,确定区分河北平原地下水漏斗区田块尺度作物种植制度的最佳时序组合,并与传统的最大似然法和HSV-NDVI组合的阈值法比较分类效果。结果表明,区分1年1熟作物和1年2熟作物的最佳时序组合为11—12月以及3—8月的作物关键生长节点的8个关键时相的影像组合,比1—12月的全年12时相以及其他时序组合的分类精度略高,随机森林算法比传统的阈值法和最大似然法分类精度高;利用11—12月和3—8月的时序影像组合的随机森林法提取1年1熟作物F1分数达到95.97%,提取1年2熟作物F1分数达到98.70%;结合10 m分辨率的河北平原地下水漏斗区作物单双季种植遥感监测专题图和河北地下水主要漏斗区分布发现,衡水和沧州部分县市1年2熟作物的种植比例较多,建议减少1年2熟作物的种植面积以降低地下水资源损耗。本研究可为干旱半干旱区田块尺度的作物种植制度遥感监测以及种植结构调整提供参考。

典型地下水漏斗区超采综合治理与关键技术优化设计

针对山东省德州市陵城区典型地下水漏斗区,提出地下水超采综合治理方法,构建地下水管理体系,对水库坝坡进行优化设计。结合数字孪生技术,利用封停的水井设计搭建了智能化地下水资源监控管理系统。Flac 3D有限差分计算结果表明,优化设计较原设计在抑制边坡表面滑动和变形方面更加突出,优化设计节约13%工程造价的同时增加了14%的水库库容。综合治理前后的监测井水位变化分析表明,陵城区地下水位平均上升1 m。综合治理与关键技术优化改善了陵城区地下水资源短缺的问题。

我国地下水漏斗区耕地轮作休耕制度试点成效及对策建议

地下水严重超采已成为制约河北省经济社会可持续发展的重要因素,开展地下水漏斗区耕地轮作休耕制度试点工作对地下水超采综合治理和农业可持续发展具有重要意义。本文在实地调研考察和专题研讨的基础上,全面系统总结了河北省地下水漏斗区耕地轮作休耕制度试点工作进展和成效,分析了存在的问题,并提出相应的对策建议,为开展我国地下水漏斗区耕地轮作休耕制度试点工作提供借鉴。

北京典型地下水漏斗区载荷密度与地面沉降相关性

地面沉降是由于地表高程降低所诱发的区域环境地质灾害.城市快速发展带来的载荷的增加影响地面沉降的发展.选取覆盖北京平原区的TM遥感影像,以北京典型地下水漏斗区为研究区,在NDBI、MNDWI、SAVI指数基础上,计算遥感建筑用地指数(IBI),获取建筑用地(载荷)时空密度差异信息;结合永久散射体干涉测量(Persistent Scatterers for SAR Interferometry,PS-InSAR)监测结果,基于GIS空间分析技术和统计分析方法,从3种不同的空间采样角度,分析载荷密度差异与地面沉降的相关性.结论显示,(1)地面沉降的不均匀性与载荷密度的正相关性表现为:沉降速率值越大,Spearman秩相关系数越大;(2)动静载荷的共同作用相对于单纯的静载荷对地面沉降的影响更明显;(3)在较短时间周期内,相对于地下水开采,载荷对地面沉降的影响较小,但仍旧是不容忽视的问题,需要长期系统性的研究.

运城盆地漏斗区水文地球化学演化规律研究

该文通过对运城盆地漏斗区浅层水文地球化学系统的分析,利用反向地球化学反应路径模型NETPATH模拟盆地漏斗区浅层水文地球化学演化规律。从模拟结果可以看出,在整个模拟的水流路径上,石膏和石盐的溶解在多数情况下占据主导地位,萤石和云母接近平衡状态。这种水文地球化学演化规律说明,从漏斗区边缘到漏斗中心,地下水沿途溶蚀含水层中的石膏、石盐等含盐矿物,地下水中氯化物、硫酸根和钠离子含量沿水流路径逐渐升高,地下水水质逐步恶化。受人类活动的影响,在较短的时间尺度内盆地漏斗区的水文地球化学演化规律有明显的变化,地下水对方解石有从溶解状态向沉淀方向演化的趋势,整个水流路径上,方解石总交换量由1990年的+14 565变为2000年的-10 145。

华北漏斗区雨养栽培条件下马铃薯品种的筛选

为了探讨在漏斗区雨养种植马铃薯的可行性,2014年在河北省衡水市桃城区试验基地进行了雨养种植技术背景下的马铃薯品种筛选研究。选取‘克新1号’、‘中薯5号’、‘费乌瑞它’、‘红美’、‘青薯9号’、‘大西洋’、‘陇薯3号’和‘陇薯6号’8个不同熟性的马铃薯品种为试验材料,初步筛选结果显示:‘大西洋’、‘费乌瑞它’和‘中薯5号’具有生长势强、丰产性好、适应性强、商品薯率高、品质好等优点,其中以‘大西洋’的表现最好,产量可达38 950 kg/hm2。‘陇薯6号’、‘陇薯3号’和‘青薯9号’综合表现相对较差,‘陇薯6号’田间表现基本不结薯。

平原区增加有效地下水资源的途径——以河南省焦作市郇封地下水漏斗区为例

在对大量实地调查资料进行分析的基础上,对如何增加河南省焦作市郇封乡地下水漏斗区有效地下水资源的各种途径进行了分析论证,提出利用灌溉回渗、河渠、沟塘等进行地下水人工补给,以及通过植树造林及节水灌溉等措施来增加地下水资源的实施方案,对解决我国北方平原区水资源短缺以及由于缺水所引起的环境问题具有重要的参考价值.

简析浅层地下水降落漏斗区热岛效应及有关概念

采用数据挖掘技术分析出影响地表土层地温的因素依次为日照、地下水埋深、潜水蒸发量、降水入渗补给量等,因而得出了在一定深度范围内地下水位变化对近地表地温影响较大,从而提出了地下水热岛效应的概念。基于突变理论给出了漏斗区地下水热岛效应临界埋深的判据,提出了热岛效应临界埋深及临界面的概念,据此确定了热岛效应临界埋深值,最后给出了地下水热岛效应图。

地下水漏斗区休耕等节水政策实施中存在的问题及建议——以河北省衡水市辖区为例

耕地是最宝贵的农业资源之一,也是农民粮食生产的命根子。我国农业生产方式较为粗放,过度开发农业资源、过量施用化肥农药、过度使用地下水等带来了一系列问题,资源环境已经亮起"红灯",严重制约了农业的可持续发展,必须加快修复土壤生态环境。文章以河北省衡水市辖区为例,阐述了该辖区地下水漏斗区休耕试点节水政策的实施情况,分析了节水政策实施过程中存在的问题,如对休耕政策的执行存在偏差、休耕实行"一刀切"等,并提出了落实"一季休耕、一季雨养"政策、因地制宜落实休耕政策、大力发展喷灌和滴灌、退耕还林应控制规模等促进地下水漏斗区节水农业发展的建议。

第三脑室漏斗区表面结构与动情周期的关系——扫描电镜研究

用扫描电镜研究了成年雌性大鼠动情周期不同时期第三脑室漏斗区室管膜的表面结构。结果表明成年雌性大鼠第三脑室漏斗医室管膜表面形态、微绒毛及球状结构,呈现与动情周期相关的变化。动情前期直径2—5微米的球状结构数量多于动情间期。本文并对这种表面结构变化的机能意义进行了讨论。

邯郸市浅层漏斗区地下水水质现状、存在问题及防治措施

通过对邯郸市浅层漏斗区概况及其地下水水质现状进行阐述和分析,列举由此引起的种种危害,并根据实际提出了切实可行对策和措施,为控制浅层漏斗的扩展,逐步遏制地下水环境恶化,乃至将来邯郸地下水环境治理和修复提供了参考和借鉴。

漏斗区地下水运移规律浅析

下水是整个水资源系统中极其重要的组成部分,随着地下水开采强度的不断加大,出现了大片的地下水水位降落漏斗区。漏斗区地下水管理与保护问题正越来越受到人们的关注。从建立模型入手,对地下水在漏斗区的运移规律分析。提出,漏斗区地下管理保护旧一项新事业,是一个不断发现问题、解决问题过程,要努力做好漏斗区地下水管理保护工作。

潍坊市北部漏斗区的含水层调蓄库容研究

近年来,由于过量开采地下水,潍坊市北部地区形成了大范围的地下水降落漏斗,而漏斗区产生了连续的储水空间。本研究收集了潍坊市北部水文地质条件资料,分析了研究区地质构造,并划分了水文地质单元。同时,选取研究区有代表性的钻孔,绘制了水文地质剖面图,刻画地下含水层的空间分布状态。然后根据土壤粒级将地下空间划分为透水层、弱透水层和不透水层。其中,透水层再细分为潜水含水层、微承压水含水层和承压水含水层。最后,利用松散岩型地下水调蓄公式计算研究区调蓄库容。本研究还利用GMS空间建模,绘制了地下水库三维实体模型。研究结果表明,潍坊调蓄区段内地下水补给源条件及调蓄条件良好,具有很好的储蓄水能力。研究区的调蓄库容为11.81亿m3,可开采量为9.44亿m3。这些研究结果为潍坊市利用地下空间储存水资源提供了数据支持。

平原漏斗区高效生态含水层补给技术研究

针对中国黄泛平原井灌地区地下水超采引起的大面积地下水漏斗问题,选择山东省临清市项目区,利用土壤水动力学、水力学和地下水动力学等相关理论,实施了地下水回灌工程对技术方案和参数进行设计,计算其回灌效果。通过计算结果可知,该回灌工程在7 d的引水过程中,增加了52 310.82 m^3的地下水补给量,占地下水补给总量的60.7%。野外回灌系统流速监测和示踪试验表明,该工程设计方案可行。在原沟渠渗入补给的基础上,该种明沟—暗管—竖井回灌补源工程增加了地下水补给量,对地下水漏斗恢复和旱涝碱综合治理具有重要作用。

漏斗区回灌入渗数值仿真技术研究

根据研究区辽阳市首山漏斗区内的水文地质气象条件,建立漏斗区回灌入渗数学模型,对回灌水在相同水头、不同渗透系数和孔隙度情况下的入渗情况进行了数值模拟,从模拟仿真结果分析人工回灌工程入渗效果,以有效恢复地下水位,减小降落漏斗,为科学地实施人工回灌工程提供基础依据。

地下水漏斗区平原水库防渗方案分析

本文以张官屯水库为例,利用基于非饱和土力学原理的有限元计算方法对水库渗流进行了模拟计算,经对比分析,采用全库底铺设复合土工膜的方法进行防渗,通过蓄水观测表明,防渗达到了预期效果,应用良好,可为同类地区水利工程防渗设计提供借鉴。

临清市地下水漏斗区含水层补给的数值模拟研究

黄泛平原区引黄灌区末端采用井渠结合灌溉方式,引黄时间和量均受到上游限制,且该区浅层地下水超采严重。本文在工程技术上探讨如何在有限的引黄时间内,加大地下水的补给量,缓解地下水位长期下降的趋势。基于Hydrus-2D模型对临清市地下水漏斗区实施的明沟–地下滤水管–竖井含水层补给系统分别进行了明沟补给和地下滤水管补给两种情景下的数值模拟,实际工程和数值模拟中引水时间均为7天。模拟结果表明：整个模拟期内,情景一中明沟底部的地下水位上升了约13 m;情景二中滤水管底部水位抬升了8.5 m,两根滤水管之间的地下水位抬升了2.3 m;地下滤水管的布置有效的增加了地下水的补给量,至模拟期末,明沟的7天的入渗量为18,026 m3,滤水管7天的入渗量为56,224 m3,3根滤水管的入渗量占总入渗量的75.7%,与实际工程中监测的入渗量基本相符。因此该系统对漏斗区的地下水补给能起到良好的作用。

德州市浅层地下水漏斗区现状分析及保护对策

根据山东省德州市年降水量和当地水资源量年内、空间分配不均,年际变化幅度大的特点,分析该市浅层地下水漏斗区的逐年发展动态和现状,揭示出近年来工农业的发展、气候持续干旱、降雨量偏少,地下水采补失衡、粗放的农业灌溉方式等是造成浅层地下水超量开采,浅层地下水漏斗区逐年增大的主要原因,指出只有提高水危机意识,广泛宣传有关水资源保护的知识,遵循"多年调节、采补平衡"的科学原则,加强水资源的统一管理和调度才能保护和合理利用浅层地下水。