新疆石河子-昌吉地区2016―2020年地下水位动态特征分析

【目的】探明新疆石河子-昌吉地区地下水位变化规律及其驱动因素。【方法】基于2016―2020年研究区44眼监测井的逐月地下水埋深,划分地下水动态类型,绘制了多年地下水埋深累计变幅分区图和高低水位期地下水流场对比图,综合直线趋势分析方法和灰色关联分析方法对地下水位动态特征及其影响因素进行分析。【结果】区内潜水动态类型为灌溉入渗-开采型和水文-开采型,承压水动态类型为开采型。石河子市地下水位呈快速上升趋势(埋深变幅多为-3~-2 m);玛纳斯县南部地下水位快速上升(多为-4~-3 m),北部水位快速下降(多>5 m);呼图壁县地下水位快速下降(多>5 m);昌吉市地下水位动态变化相对缓慢,以缓慢下降为主(多为2~3 m)。石河子市和玛纳斯县南部水位回升主要取决于低水位期,北部地下水漏斗区局部水位回升则相反;呼图壁县水位持续下降受高、低水位期共同影响;昌吉市水位动态稳定,与河流补给作用有一定关联。【结论】耕地面积、地下水开采量和地表水源供水量是潜水水位变化的主控因素,承压水水位变化主要受耕地面积和地下水开采量的影响。

西北内陆盆地降水入渗补给季节性变化——以新疆昌吉地下水均衡试验场为例

西北内陆盆地降水稀少,一年中有较长时间的冻结期,了解其降水入渗补给规律的季节性变化对于准确评估其地下水资源量和解释气候变化对其地下水补给的影响非常重要。采用新疆昌吉地下水均衡试验站27套地中蒸渗仪1992—2015年试验资料,应用拉依达法则筛选出长系列观测资料中的异常值,结合昌吉试验场相关气象要素观测资料划分西北内陆盆地冻结期、冻融期和非冻结期的时间区间,分析不同时期影响降水入渗补给地下水的主要因素;计算不同时期多年平均降水入渗补给量占多年平均年降水入渗补给量的百分比,确定不同季节对年降水入渗补给的重要性;依据多年平均降水入渗补给量随潜水埋深的变化规律,确定冻融期、非冻结期不同土质降水入渗的最佳潜水埋深。结果表明:在试验条件下,砂卵砾石和细砂非冻结期最佳潜水埋深为0.5 m,轻黏土非冻结期最佳潜水埋深0.1 m;细砂冻融期最佳潜水埋深为1.0 m,砂卵砾石冻融期最佳潜水埋深为0.5 m,轻黏土冻融期最佳潜水埋深为0.1 m;冻结期地下水位埋深对土壤入渗能力的影响十分明显,潜水埋深和降水入渗补给量之间没有显著的线性关系;冻融期是西北内陆盆地浅埋型地下水降水入渗补给的重要时期,冻结期是西北内陆盆地深埋型地下水降水入渗补给的重要时期。

玛纳斯河流域典型地区地下水质量现状评价与变化趋势分析

依据2010年地下水水质统测数据,采用单因子评价法对玛纳斯河流域石河子市—新疆生产建设兵团150团地区地下水现状质量进行了评价;依据2001—2010年地下水水质监测数据对石河子市—石河子总场地区地下水水质变化趋势进行了分析。地下水质量现状评价结果显示:石河子市—新疆生产建设兵团150团地区2010年Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类水所占比例分别为0,12.5%,12.5%,62.5%,12.5%;影响地下水质量的关键项目是总硬度(以CaCO3计)、矿化度(TDS)、pH值、氯化物(Cl-)、硫酸盐(SO2-4)以及"三氮"(NO-3、NO-2、NH+4)。地下水水质变化趋势分析结果显示:石河子市—石河子总场地区总硬度(以CaCO3计)、总矿化度(TDS)、氟化物(F-)、氯化物(Cl-)、硫酸盐(SO2-4)以及"三氮"(NO-3、NO-2、NH+4)等呈上升趋势,说明玛纳斯河流域冲洪积平原区中下部及溢出带地下水水质呈逐年恶化趋势,应及时采取有效措施遏制地下水水质不断恶化态势。

基于1990—2019年多时相影像的干旱区绿洲景观格局分析

利用1990—2019年间阿拉尔垦区共226景的Landsat影像数据,对比不同分类方法,从中选出精度最高的分类方法,分别从斑块类型水平、景观水平、突变情况、空间分布方面分析阿拉尔垦区连续30 a间的景观格局变化特征。结果表明:多时相面向对象的分类结果最佳,总体精度为96.57%,Kappa系数为0.95。在斑块类型水平上,30 a间耕地趋于破碎化,未利用地的优势度降低,园地和林草地的景观形状趋于复杂化,水体和建设用地的景观趋于均衡化。在景观水平上,景观形状趋于复杂化和破碎化,景观连通性降低,景观丰富度和异质性增加。阿拉尔垦区在2005年发生景观格局突变。在空间分布上,呈现出以中部塔里木河区域向四周扩散的趋势。

基于长系列观测资料的干旱区降水入渗补给规律研究

利用新疆昌吉地下水均衡试验站地中蒸渗仪长系列(1992-2015年)降水入渗实测资料,探讨降水入渗补给过程中的滞后现象,分析影响降水入渗补给的主要因素;依据降水入渗补给系数研究降水入渗补给量随潜水埋深的变化规律,确定不同地层的最佳潜水埋深和稳定埋深。结果表明:在试验条件下,砂卵砾石地层和细砂地层最佳潜水埋深点为0.5 m,轻黏土地层最佳潜水埋深点为0.0 m;降水入渗补给量随潜水埋深的增大而减小并趋于稳定,稳定潜水埋深为6.0 m。依据最佳潜水埋深点和稳定点建立了年降水入渗补给系数与潜水埋深间的指数型经验公式。

日尺度和小时尺度下干旱区潜水蒸发变化特征及成因

【目的】潜水蒸发是造成干旱区地下水水量损失和土壤盐渍化的重要因素,准确计算潜水蒸发量对水资源评价和生态耗水量至关重要。【方法】综合采用相关性分析、灰色关联度分析、主成分分析和逐步回归分析法,确定日尺度和小时尺度下潜水蒸发量与气象因子间的相关性,查明影响潜水蒸发量的最显著气象因子,建立预测潜水蒸发量的多元线性回归模型。【结果】0.5 m埋深下,潜水日蒸发量与0 cm处地温、露点温度和10 cm处土壤湿度的相关关系最显著;潜水逐时蒸发量与气温、风速和日照时间的相关关系最显著。【结论】潜水日蒸发量受大气蒸发能力和土壤供水能力的共同影响,潜水逐时蒸发量主要受大气蒸发能力的影响。

蒸渗仪生命周期分析

潜水蒸发观测数据的准确性和连续性是衡量蒸渗仪性能的主要指标,是保证潜水蒸发研究成果准确性的基础。以新疆昌吉地下水均衡试验场1992~2015年潜水蒸发观测数据的月缺测率和月异常率为指标,对蒸渗仪生命周期进行划分。结果表明,蒸渗仪的生命周期可划分为形成期(1992~1998年)、成长-成熟期(1999~2010年)、衰退期(2011~2015年)。蒸渗仪测筒内土体由自然释水、密实阶段逐渐呈现稳定状态,观测资料连续性和完整性逐渐变好,后期仪器出现明显老化现象,观测资料连续性较差。设备因素、人为影响和外部环境均是导致蒸渗仪缺测和异常情况的原因。

石河子-昌吉地区地下水水质时空变化及污染源解析

为了探明新疆石河子-昌吉地区地下水水质时空变化并解析污染源,综合运用基于香农熵的贝叶斯水质评价模型、Spearman秩相关系数、主成分分析和绝对主成分得分-多元线性回归受体模型(APCS-MLR)等方法,对23眼原位井2016~2021年逐年地下水水质数据进行分析.结果表明:(1)研究区多年地下水水质状况总体较好,潜水水质类别以Ⅰ类和Ⅱ类为主,承压水主要为Ⅰ类.(2)从时间看,2016年和2017年分别为潜水和承压水水质变化的关键时间节点,Ⅳ类和Ⅴ类水仅出现在节点之前,之后在Ⅰ~Ⅲ类水范围内波动.(3)从空间看,潜水水质优劣排序为:石河子市≈呼图壁县>玛纳斯县>昌吉市;承压水为:石河子市≈昌吉市>呼图壁县>玛纳斯县.(4)研究区多年地下水水质类别和主要水质指标在时空变化上基本对应,且异质性较强.(5)潜水水质主要受到溶滤作用(67.30%)、溶滤-迁移作用(10.89%)和农业-生活污染(9.44%)的影响,溶滤-富集作用(52.08%)、农业-生活污染(16.06%)和碱性环境的离子交换作用(12.64%)对承压水水质影响较大.尽管研究区多年水质状况整体呈改善趋势,但未来玛纳斯县北部149团的地下水盐化问题需重点关注.

水文地质勘察中地下水的问题及对策

在针对水文地质进行勘察的过程中,需要重点探究地下水,注重地下水所具有的相关问题,并针对地下水中存在的问题积极的采取相应的对策进行分析,这样才能够使得水文地质勘察的结果更加的准确。本文就主要针对水文地质勘察中地下水的问题及对策进行了简要的分析,仅供同行参考和交流。

干旱区高盐度潜水蒸发条件下土壤积盐规律分析

为分析干旱区高盐度潜水蒸发条件下土壤中盐分积累规律,利用室外土柱模拟试验开展了不同TDS(Total Dissolved Solids)(30和100 g/L)、不同包气带质地(细砂和粉质黏土)和不同潜水埋深(0.5、1.0和3.0 m)的高盐度潜水蒸发条件下分层土壤盐分的监测工作。通过对各个土柱不同深度7次取样得到的土壤平均含盐量数据分析表明:高盐度潜水蒸发条件下,潜水埋深越浅,土壤剖面上相同深度范围内的含盐量就越大;在其他条件一定时,包气带质地为粉质黏土的土壤剖面含盐量大于包气带质地为细砂的土壤剖面含盐量;由于黏性土的膜效应和土壤中积盐对土壤孔隙的填充作用,导致粉质黏土土柱上层的土壤含盐量表现为潜水TDS为30 g/L的大于潜水TDS为100 g/L的,在土柱下层的土壤含盐量表现为潜水TDS为30 g/L的小于潜水TDS为100 g/L的;由于TDS升高对毛细水的重力和土体结构的改变,随着潜水TDS的升高,粉质黏土土壤剖面上出现局部积盐深度下移的趋势。