秦岭北麓地下水水文地球化学演化规律及模式

秦岭北麓是黄河重要的水源涵养区,分析其水文地球化学特征及演化模式对于加强秦岭地下水资源的开发与保护、推进关中平原乃至黄河流域生态保护与高质量发展具有重要意义。利用2019—2021年在渭河流域开展水文地质调查所获取的资料,运用数理统计、水文地球化学反向模拟等方法,分析了秦岭至渭河河谷地下水的水文地球化学演化规律及模式。结果表明:由基岩区至细土平原区,地下水水化学类型由HCO3-Ca型向HCO3·SO4-Ca·Na型转变,溶解性固体总量(TDS)浓度由254 mg/L增至889 mg/L,分带性不强;随着地下水流动,水-岩作用主要由碳酸盐岩风化溶滤控制向硅酸盐岩与岩盐风化溶滤控制转变,同时阳离子交换作用增强;14C测年显示研究区地下水年龄多在2 450 a以内,地下水循环更新快,蒸发浓缩作用不显著;山前洪积扇作为地下水重要的涵养区与径流通道,对于关中平原潜水和承压水水质保障有关键作用,由于洪积扇含水层防污性能差,在地下水开发利用和工农业活动中要加强地下水资源的保护。

黄河流域灌溉发展演变及对地下水资源的影响

在黄河流域水资源量短缺和高质量发展日益增长的用水需求量矛盾下,分析灌溉用水效率和灌溉对流域地下水资源和生态保护的影响意义重大。利用多种方法开展了1998—2019年黄河流域地表水与地下水的灌溉取水量与耗水量演变分析及灌溉演变对地下水资源的影响判别研究,结果表明:20世纪末灌溉取水量达到峰值,1998年以来是灌溉取水量、耗水量变化最复杂的阶段;1998—2019年地表水灌溉取水量先下降后逐渐稳定,地下水灌溉取水量则逐年下降,地表水和地下水灌溉水量占各自总取水量的比例分别下降了20%和10%,生态补水和流域外调水成为黄河流域用水的主要增长方向;地下水灌溉耗水率逐年减小,节水农业的发展显著减少了地面蒸散发量;引黄灌溉对稳定灌区地下水位、补给地下水资源起到了重要支撑作用,地下水蓄水量变幅与上年度地表水农田灌溉水量显著相关。渠系衬砌和灌溉方式的演变使得灌溉对地下水资源的补给量呈下降趋势,黄河流域生态保护和高质量发展要求加强水资源节约集约利用,灌溉取水量将进一步压减,必须协调好地表水和地下水的综合调度,促进黄河流域生态保护和高质量发展。

安固里淖内流区基岩地下水赋存特征及蓄水构造模式

安固里淖补给区岩性多为玄武岩或花岗岩。受地貌、岩性、构造、多期喷发旋回层、古风化壳和下伏碎屑岩层等多因素制约,玄武岩或花岗岩含水层富水性差异大,整体为贫乏,制约了张北县贫困区人民群众的生产生活。通过大比例尺地面调查、物探解译、钻探验证等手段,基于基岩山区蓄水构造概念,总结分析了安固里淖流域补给径流-侵蚀型、补给径流-接触型、断裂带集水蓄水型、含水岩组蓄水型4种地下水赋存类型。在玄武岩区采取以瞬变电磁法为主,高密度法等为辅的勘探方法,找水的目标层位为砂砾岩和裂隙孔洞发育的玄武岩,二者在视电阻率上相比泥岩反映为次高阻和高阻。在花岗岩区采用电法勘查构造裂隙较为适合,目标层位为电阻率陡降段的线性构造区。通过地下水勘察实例,确定了玄武岩风化裂隙孔洞水、岩浆岩构造裂隙水、风化壳等层间裂隙水、碎屑岩孔隙裂隙水4个找水方向及适宜的开采方式。可为岩浆岩缺水区应急找水提供找水靶区与勘探方法参考。

内蒙古高原内流区土壤水溶盐空间变异特征及其影响因素

内蒙古高原东部处于中国二三级阶梯和半干旱、半湿润区的过渡区。近20年来,农业的快速发展显著改变了流域的地下水循环和土壤积盐条件。笔者选取安固里淖小流域为对象,基于多元统计学对流域土壤水溶盐空间分布特征、影响因素和生态环境变化进行了分析。结果表明:研究区土壤水溶盐阴阳离子以Cl^(-)和Na^(+)为主,处于土壤积盐的早期阶段;多数土壤水溶盐空间变异较为强烈,特别是溶解度高、迁移性强的Na^(+)、Cl^(-)、SO^(2-)_(4)、CO2-3沿地下水流向有明显的积聚效应,Na^(+)、Cl^(-)、SO^(2-)_(4)贡献了全盐量约60%的含量;土壤积盐易发生于地下水位埋深小于1m、地下水矿化度大于1g/L、地下水水力梯度小于3×10-4的区域;受流域径流区地下水超采与农业灌溉影响,排泄区出现了湖淖干涸和生态环境退化问题,同时径流区有土壤次生盐渍化的风险。