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大沽河流域土壤水-地下水流耦合模拟及补给量估算 总被引：1，自引：0，他引：1
青岛大沽河流域的含水层主要分布在大沽河中下游沿线的狭长地带内,构成了地下水库,是青岛市主要的水源地之一。由于大沽河流域地下水超采严重,为加强该地区地下水资源的综合管理,亟需准确计算地下水补给量。土壤水和地下水耦合模拟研究是准确计算地下水补给量的重要保障。本文以HYDRUS package for MODFLOW软件的原理为基础,结合GIS技术,建立了流域尺度(4 781 km~2)土壤水-地下水流耦合模型;在综合考虑研究区大气降水、蒸发、植物吸水、土壤质地、含水层分布、土壤水和地下水相关参数、地下水开采量、土壤水分含量及地下水埋深等资料情况下,利用本模型对大沽河流域土壤水和地下水流的运动过程进行模拟。经过模型校正和实例验证表明:耦合模拟所得的土壤剖面含水量和地下水位与实测数据的拟合结果较好,土壤水-地下水流耦合模型能够较好地模拟大沽河流域土壤水和地下水的时空变化;通过模拟计算,2013年夏玉米生长期内大沽河流域地下水补给量为3.15×10~9 m~3,2012年6月16日至2013年6月16日期间内地下水的补给量为4.77×10~9 m~3,计算所得的地下水的垂向入渗补给量具有较高的可信度和准确度,可以为制定合理的流域水资源优化配置方案提供科学依据。 相似文献
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[目的] 探究塔里木河流域地表水和地下水的转化关系,为该流域水资源形成机制研究和促进水资源合理开发利用提供科学依据。[方法] 以氧同位素（δ18O）作为示踪剂,采用稳定同位素技术和水化学原理分析了塔里木河流域地表水与地下水转化关系。2018年沿塔里木河上、中、下游采集了90组地表水样和地下水样,并测量相应的氘氧稳定同位素和水化学离子（Cl-,SO42-,HCO3-,Ca2+,Mg2+,Na+）,运用Gibbs图和Piper三线图探测了塔里木河流域地上和地下水化学特征及其转化关系。[结果] ①地下水和河水的δ18O值具有不同的变化情况：地下水δ18O值随着流向呈现明显的逐渐富集特点,而地表水则变化较小。通过总溶解固体（total dissolved solids,TDS）的沿程分析可知,对于上游地下水而言,由于河水下渗补给,加上侧向径流影响,δ18O呈现了大幅下降。随着河水补给的增加,其值不断富集。对于地表水而言,随着流向其δ18O值逐渐下降,此时地下水呈现富集,说明此时期地下水能够对地表水产生补给。②根据地下水和河水测试数据分别建立地下水线和河水线方程,且二者斜率均小于大气降水线斜率,说明地下水和河水同位素组成受到一定程度蒸发作用影响。③塔里木河上游地下水向地表水补给平均速率为1.76 m3/（d·m）,中游地下水向地表水补给平均速率为1.71 m3/（d·m）,下游地下水向地表水补给平均速率为1.65 m3/（d·m）。[结论] 地表水—地下水的频繁转化是塔里木河流域水资源循环的主要特征,地下水补给是河流水资源的主要补给来源。 相似文献
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应用Visual Modflow建立了水文地质概念模型和数学模型,以山西省朔州市平鲁区大恒煤矿开采为例探讨了其对地下水水位和水量的影响。在对矿界周边50 km2的范围内水井水位进行调查的基础上,依据划分的各采区开采时间,结合区域地下水埋藏深度与地层走向和调查范围内各个时期水井水位埋深的监测,对大恒煤矿的开采进行建模并验证了模型的准确性。研究结果显示,大恒煤矿开采28.8 a之后会形成面积9.5 km2,深度55 m的降落漏斗,表明煤矿开采会使上覆含水层水位下降并形成降落漏斗,对地下水资源造成严重破坏。 相似文献
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基于GIS和BP神经网络的农区地下水硝态氮含量分布特征分析 总被引：4，自引：0，他引：4
针对于非点源污染机理模型在实际运用中的限制，将人工神经网络引入地下水非点源污染格局的模拟和预报中，建立了基于GIS的BP神经网络模型用以模拟分析农区浅层地下水NO-3-N含量及其空间分布特征。结果表明，以农田氮盈余、地下水埋深、30～60cm土层砂粒含量和土壤有机质4个因素为输入因子，以地下水NO-3-N为输出因子，通过网络训练以及观测点缓冲区半径的设定与调整，BP神经网络模型有效地模拟了山东省桓台县地下水NO-3-N含量及其空间分布特征，并且有较高的精度。该研究可为华北平原农区地下水质管理提供分析工具与决策依据，是对非点源污染机理模型的有益补充。 相似文献
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[目的] 分析不同区域冰川河流的水沙关系、输沙量及其对气候变化的响应,并对泥沙侵蚀强度进行评估,为高寒山区冰川河流的水沙动态研究提供理论基础。[方法] 选取绒布河和科其喀尔河作为研究对象,在消融期间（2018年5—10月）对冰川河进行野外观测和水样采集。考虑气温和降水的影响,采用水文模型法对绒布河径流量进行模拟,结合水沙关系曲线、泥沙滞后环及回归模型对冰川河流的悬移泥沙输移及其影响因素进行分析。[结果] 气温是影响高寒山区冰川河流悬移泥沙运输的主要因素;绒布河和科其喀尔河消融期的径流模数约7.36×105,6.82×105 m3/（km2·a）,输沙模数分别为200 t/（km2·a）和890 t/（km2·a）。[结论] 绒布冰川对气候变化更加敏感,消融强度大,泥沙主要来源于融水与降水对河道底部与坡面的侵蚀,但是可侵蚀沉积物和水力条件不足,造成该地区输沙模数低于其他冰川;科其喀尔河地处西北干旱区,泥沙输移量主要是由泥沙来源决定的,随着气温的升高,大量冰碛物被输送到下游,侵蚀强度明显高于其他大多数冰川。 相似文献
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基于稳定同位素和贝叶斯模型的引黄灌区地下水硝酸盐污染源解析 总被引：5，自引：0，他引：5
地下水硝酸盐（NO3-）污染已经成为全球严重的水环境问题之一,由于饮用水中高含量NO3-会转化成亚硝酸盐而增加各种疾病和癌症风险,其来源的确定对于NO3-污染的预防和控制非常重要。本文以黄河下游第二大灌区——潘庄灌区为例,首次采用NO3-的氮氧稳定同位素结合贝叶斯模型追溯地下水NO3-的来源并量化各种来源的贡献比例。结果表明,地下水NO3-含量分布在0.1~197.0 mg·L-1,平均值为34.2 mg·L-1。与《生活饮用水卫生标准》中规定的地下水NO3-最大含量[20 mg（N）·L-1,相当于NO3-含量90 mg·L-1]相比,有10%的样品NO3-含量超标。井深<30 m、30~60 m和>60 m的地下水NO3-平均含量分别为25.9 mg·L-1、39.7 mg·L-1和20.1 mg·L-1。空间上,宁津县、武城县、平原县和禹城市有大片区域地下水NO3-含量较高。地下水NO3-的δ15N组成范围为0.72‰~23.93‰,平均值为11.62‰;δ18O组成范围为0.49‰~22.50‰,平均值为8.46‰。同位素结果表明粪便和污水、农业化肥是地下水中NO3-的主要污染来源。这反映了人类活动是引起地下水NO3-污染的主要原因。贝叶斯模型结果显示,粪便和污水对潘庄灌区地下水中NO3-平均贡献率高达56.2%,化肥的平均贡献率为19.3%,大气降水和土壤的平均贡献率分别为6.2%和12.3%。由于污水、粪便和化肥是地下水中NO3-的主要来源,为保护和改善研究区地下水水质,建议加强污水管道建设,强化畜禽粪便的管理以及提高化肥利用效率。 相似文献
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河流水质预测是对河流水环境污染进行分析、控制和治理的基础。基于太湖流域上海市青浦区急水港点位2004-2011年的水质指标COD,NH3-N数据,分别建立等维新息灰色预测模型;由于NH3-N指标的平均相对误差没有达标,因此利用马尔可夫模型对NH3-N指标的预测结果进行修正,之后应用两种模型分别预测未来几年两项水质指标数值。结果表明,等维新息灰色马尔可夫模型有效地减小了预测结果的平均相对误差,提高了预测精度;未来几年,两项水质指标均呈整体下降趋势,并在一定程度上趋于平缓。但由于太湖流域污染的长期性,其水环境形势依然严峻,应继续采取合理有效的治理措施,如从源头上进行减污,生态清淤,加快转变流域经济发展方式及完善流域管理等,使流域水质得到整体改善。 相似文献
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基于稳定同位素的黄土塬区村庄涝池对地下水补给的定量分析 总被引：1，自引：0，他引：1
[目的] 定量研究黄土塬区村庄涝池对地下水的补给情况,为地下水资源持续利用提供理论依据。[方法] 通过测定长武黄土塬区村庄涝池和农田深剖面土壤湿度及土壤水氢氧稳定同位素组成,利用同位素示踪技术计算村庄涝池对地下水的补给量。[结果] ①涝池深剖面土壤水分平均值为25.5%,大于农田深剖面土壤湿度（20.6%）; ②涝池土壤水的δD值介于-117.83‰~-56.66‰之间,δ18O值介于-16.63‰~-7.72‰之间,农田土壤水的δD介于-81.76‰~-52.03‰之间,δ18O值介于-10.64‰~-6.35‰之间;与农田相比,涝池土壤水分受蒸发影响较小,同位素组成偏负,且变幅较大; ③涝池土壤水同位素剖面保留了较大降水事件的同位素信号,表明涝池水通过活塞流形式对地下水进行了补给,活塞流速度为0.26 m/d;在涝池集水区内,地下水年均潜在补给量为134 mm,占年降水量的23.1%。[结论] 黄土塬区涝池是地下水重要的补给来源。因此,应加强涝池保护、恢复和重建工作,确保该区地下水的持续补给和利用。 相似文献
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[目的]揭示雨水回灌中污染物在深层承压含水层中的迁移扩散规律。[方法]以常规指标氯化物(Cl-)为研究对象,针对天津市市区第Ⅳ承压含水组,应用地下水模拟软件(groundwater modeling system,GMS)中的MODFLOW和MT3DMS模块分别进行地下水流场和溶质迁移模拟。模拟了4种不同的Cl-质量浓度和水量条件对溶质运移的影响。[结果]当溶质质量浓度相同时,回灌水量增大4倍,等Cl-浓度面积增大约1.44倍;当回灌水量相同时,溶质质量浓度增大2倍时,等Cl-浓度面积增大约0.92倍。[结论]回灌水溶质浓度和回灌水量对Cl-在地下水中的迁移均有一定的影响,而且回灌水量的影响大于溶质质量浓度的影响;增大回灌水量、减小回灌水溶质浓度利于Cl-的迁移扩散。 相似文献
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本文通过对华北平原典型再生水灌溉区(河北省石家庄洨河流域)的包气带土壤、地表水和地下水进行采样分析,对硝酸盐在多种环境介质中的来源与环境行为进行了研究,识别了再生水灌溉区地下水硝酸盐污染来源,明确了不同灌溉条件对包气带土壤中硝酸盐迁移的影响。在受到城市再生水严重影响的洨河流域,地下水中的硝酸盐浓度分布范围在4.0 mg·L?1到156.6 mg·L?1之间,已经形成了距离河道2 km、深度70 m的硝酸盐高值区域,经过计算硝酸盐的垂向扩散速率为每年1～2 m。硝酸盐与氯离子的相关性表明,城市再生水是再生水灌溉区包气带、地表水和地下水中硝酸盐的主要来源。利用Geoprobe获取利用不同灌溉水农田土壤剖面样品,研究再生水对厚包气带NO3?-N垂向分布影响,再生水灌溉区和地下水灌溉区中包气带土壤的NO3?-N的平均含量为137.0 mg·kg-1和107.7 mg·kg-1,最高含量523.2 mg·L?1和725.9 mg·L?1,分别出现1.20 m和0.85 m深度,分布规律有着明显的差别。包气带土壤硝酸盐与氯离子的相关性分析表明,再生水灌溉区土壤硝酸盐主要来源于城市再生水,而地下水灌溉区可能来源于农田氮肥。地下水年龄和硝酸盐之间关系表明,地下水中1975年以前补给的硝酸盐浓度低于1975年以后补给,地下水硝酸盐污染与包气带氮入渗的历史过程密切相关。在华北平原特殊的地质水文背景下,农田面源污染对地下水的影响有限,但再生水灌溉区地下水硝酸盐污染的风险较高。 相似文献
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The isotope composition of sulphur and oxygen were measured in water collected from the Central Roztocze (SE of Poland) rivers. The research focused mainly on the upper section of the Wieprz River, its confluences and springs and on two confluences of the Tanew River. The results proved that there are two sources of sulphate dissolved in water: the Cretaceous aquifer and soil within the catchment's area. Seasonal variation of the sulphate concentration together with sulphur and oxygen isotope composition was observed. The isotope composition of sulphate varied in water collected at the different locations of the same river. They are similar for sulphates in springs and rivers. The isotope composition of sulphate varied in water collected at the different locations of the same river. The δ34S values of sulphates in the Wieprz River are the lowest (negative) in lower part of the river. It shows that the contribution of sulphate from spring water increases downstream. The low sulphate content and high δ34S and δ18O value in sulphates was found downstream from dams. It may be the result of deficiency of oxygen in mud and the reduction in bacteria activity. The seasonal variations of the oxygen isotope composition in sulphate are significant in sulphates collected from rivers and from springs. They are caused by seasonal variations of the δ18O in water stored in the soil. The narrow range of the δ18O values for the sulphates extracted from springs at the same time means that the main source of sulphate in spring water are oxidising processes using the same source of oxygen in every location. The high sulphate content combined with the high δ34S values of the sulphates in springs suggest, that the sulphates from Cretaceous aquifer were mixed with sulphates dissolved from the soil. 相似文献
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Yoneda Minoru Morisawa Shinsuke Takine Naoya Fukuhara Shinichi Takeuchi Haruhiko Hirano Tomokazu Takahashi Hidenori Inoue Yoriteru 《Water, air, and soil pollution》2001,127(1-4):125-156
Our field survey showed that thequality of shallow groundwater around the KatsuraRiver in the Kyoto Basin was strongly affected by theinfiltration of river water. Furthermore, that thedeterioration of the groundwater in the southern areato the west of the Katsura River may be related to theincrease in groundwater extraction. To clarify themechanism of groundwater deterioration, we havedeveloped a stochastic method to simulate groundwaterflow. The results showed that there was a largereduction in the groundwater level where groundwaterextraction was intense and recharge flowed from theKatsura River to the high extraction areas in thesouthern region. Another simulation showed that if thegroundwater extraction was 10% of the present removalrate, there would be little recharge from the KatsuraRiver into the groundwater and the quality of thegroundwater would be improved. Thus, we conclude thatthe cause of groundwater deterioration is probably dueto the induced recharge of deteriorated river waterfrom the Katsura River. 相似文献
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Rebecca M. Page Stefan Scheidler Elif Polat Paul Svoboda Peter Huggenberger 《Water, air, and soil pollution》2012,223(5):2771-2782
Faecal contamination of drinking water extracted from alluvial aquifers can lead to severe problems. River water infiltration can be a hazard for extraction wells located nearby, especially during high discharge events. The high dimensionality of river?Cgroundwater interaction and the many factors affecting bacterial survival and transport in groundwater make a simple assessment of actual water quality difficult. The identification of proxy indicators for river water infiltration and bacterial contamination is an important step in managing groundwater resources and hazard assessment. The time resolution of microbial monitoring studies is often too low to establish this relationship. A proxy-based approach in such highly dynamic systems requires in-depth knowledge of the relationship between the variable of interest, e.g. river water infiltration, and its proxy indicator. In this study, continuously recorded physico-chemical parameters (temperature, electrical conductivity, turbidity, spectral absorption coefficient, particle density) were compared to the counts for faecal indicator bacteria, Escherichia coli and Enterococcus sp. obtained from intermittent sampling. Sampling for faecal indicator bacteria was conducted on two temporal scales: (a) routine bi-weekly monitoring over a month and (b) intense (bi-hourly) event-based sampling over 3 days triggered by a high discharge event. Both sampling set-ups showed that the highest bacterial concentrations occurred in the river. E. coli and Enterococcus sp. concentrations decreased with time and length of flow path in the aquifer. The event-based sampling was able to demonstrate differences in bacterial removal between clusters of observation wells linked to aquifer composition. Although no individual proxy indicator for bacterial contamination could be established, it was shown that a combined approach based on time-series of physico-chemical parameters could be used to assess river water infiltration as a hazard for drinking water quality management. 相似文献
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该文以河套灌区永济灌域为研究对象,建立考虑冻融影响的分段式水均衡模型,预报12种井渠结合节水情景的地下水动态响应。结果表明:冻融期间气温对地下水埋深的影响在时间上滞后46.5 d,两者相关关系明显;地下水开发利用越多、秋浇采用黄河水的比例越小,节水规模越大,同时地下水位下降越明显。12种节水情景中,节水规模占现状引水量的5.7%~15.5%,全灌域平均地下水埋深增加0.05~0.24 m,井渠结合区地下水埋深增加0.16~0.38 m;灌域引黄水量与地下水埋深关系用二次函数进行拟合,决定系数R~2达到0.88以上;灌溉水利用效率的提高以及地下水位下降引起潜水蒸发的减小是井渠结合节水的实质。分析结果表明,考虑冻融影响的水均衡模型简单实用,可为中国西北干旱半干旱地区开展井渠结合地下水响应预报提供参考。 相似文献
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浙江省钱塘江流域生态环境需水量研究 总被引：1，自引：0，他引：1
从浙江省钱塘江流域现有的水资源开发利用中存在的生态环境问题出发,探讨了符合钱塘江流域生态环境特点的多年平均适宜生态环境需水内涵,并在此基础上,建立了河道内多年平均适宜生态环境需水和河道外多年平均适宜生态环境需水两个部分的计算模型.模型计算结果表明,钱塘江流域多年平均河道内生态环境需水量为1.59×10~(10)m~3/a,河道外生态环境需水量为6.70×10~9m~3/a,多年适宜生态环境需水总量为2.26×10~(10)m~3/a.研究结果可为浙江省钱塘江流域的生态环境保护、水资源的可持续利用以及湿润区生态环境需水研究提供决策依据. 相似文献
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Jinfang Zhu Jingtao Liu Zhaohua Lu Jiangbao Xia Jingkuan Sun Hongbo Shao 《Archives of Agronomy and Soil Science》2016,62(11):1614-1624
The determination of water use patterns of plants in a coastal ecosystem is critical to our understanding of local eco-hydrological processes and predicting trends in ecological succession under the background of global climate change. The water use patterns of Ziziphus jujuba, the dominant species on the Chenier Island in the Yellow River Delta, were examined following summer rainfall events. Stable oxygen isotope analysis was employed to analyze the effects of rainfall on the stable isotopic composition in potential water sources in Z. jujuba. The IsoSource model was used to estimate the contributions of potential water sources for xylem water in Z. jujuba. The results showed heavy rainfall could recharge both soil and groundwater but contributed little to the δ18O values in deep soil water (60–100 cm) and groundwater. Light rainfall had an effect only on surface soil water (0–40 cm). Z. jujuba mainly absorbed deep soil water on non-rainy days. Rainwater became the predominant water source for Z. jujuba during and immediately after heavy rainfall. Switching the plant’s main water source between deep soil water and rainwater provided Z. jujuba with a competitive advantage and improved the water use efficiency of Z. jujuba in this coastal ecosystem. 相似文献
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为揭示干旱区地下水补排量演变规律及其与坎儿井流量衰减的关系,通过梳理1949年以来鄯善县水资源开发利用、地下水资源调查评价资料,分析了地下水补排量的变化,划分地下水补排量演化的阶段。利用双变量相关分析法,分析了地下水主要补排量演化与坎儿井流量衰减之间的关系,并分析了其原因。结果表明：1）鄯善县地下水补排量的变化主要受人类活动影响,气候变化的影响微弱,且主要补排量变化的突变点与国家实施改革开放、西部大开发等政策的起始点相一致,政策是人为因素中的关键因素;2）坎儿井出流量与河道渗漏补给量、渠道渗漏补给量、田间入渗补给量、机井地下水开采量之间的相关系数依次为0.312、?0.327、?0.574、?0.959,说明坎儿井流量的衰减主要受机井开采地下水影响,其次为田间入渗补给量,河道和渠道（干支渠）渗漏补给影响较小;3）坎儿井出流量与地下水补排量的响应关系主要由其空间分布位置决定。该研究对坎儿井保护和超采区治理提供参考。 相似文献
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Lee Chang Seok Lee Kyu Song Hwangbo Jun Kwon You Young Han Kim Joon Ho 《Water, air, and soil pollution》2004,155(1-4):251-267
Wastewater and groundwater has been used for irrigation in the Valsequillo District, east central Mexico, for nearly 50 years. The environmental impact of wastewater on groundwater in the unconfined shallow aquifer is evaluated by means of hydrogeological, microbiological, hydrogeochemical and isotopic evidences. The shallow aquifer consists of upper Tertiary volcano-sedimentary rocks with a calcite-rich matrix. Groundwater from wells near the wastewater canal had similar total coliforms concentrations as the wastewater (～100 MPN 100 mL-1). The hydraulic head in near-canal wells had a recovery of 10 m until 1983, indicating shallow recharge from wastewater. A bicarbonate vs. calcium plot shows a well-defined mixing process between wastewater and unaffected groundwater. Stable isotopic data (δD and δ18O) show characteristic signatures for wastewater and non-impacted groundwater, and define a mixing line between those end-members and groundwater affected by wastewater infiltration. Tritium data indicate that non-impacted groundwater is ‘pre-atomic hydrogen bomb’ (>50 yr), whereas the wastewater has a ‘younger’ signature. Tritium data from wells inside the district clearly indicate a mixing process between waste and groundwater. These results demonstrate the interaction and hydrochemical processes between wastewater and shallow groundwater at the site. 相似文献