武汉市地表水-地下水交互带识别与变化模拟 被引量：1

1

作者 刘怡健 周宏 +3 位作者 况野 曹文佳 王炜翔 郭绪磊 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期222-233,243,共13页

地表水-地下水交互带是地表水与地下水混合交换的重要区域,该混合特性也是识别其范围的难点。为确定地表水-地下水交互带的识别方法与变化特征,选取地表水-地下水相互作用明显的武汉市汉江-府河河间地块冲湖积平原为研究区,构建了研究... 地表水-地下水交互带是地表水与地下水混合交换的重要区域,该混合特性也是识别其范围的难点。为确定地表水-地下水交互带的识别方法与变化特征,选取地表水-地下水相互作用明显的武汉市汉江-府河河间地块冲湖积平原为研究区,构建了研究区内的地下水数值模型,得到了研究区内地下水流场轨迹,分析了研究区区域和局部的水流系统,总结了地表水-地下水交互作用模式,并结合MODPATH模块追踪地下水流运动轨迹,识别地表水-地下水交互带及其变化特征。结果表明:研究区地表水-地下水完全混合交互带的范围在汉江顺流方向由40 m不断拓宽至180 m,沿长江流向地表水-地下水交互带范围整体缩小但保持在70~100 m范围内;粒子运动轨迹分析结果显示,影响地表水-地下水交互带范围与交互作用强度的因素主要有地形、地表水形态、含水层水文地质条件。该研究结果可为确认地表水-地下水交互带范围及其动态变化特征提供依据。 展开更多

关键词 地表水-地下水交互带 地下水流系统 汉江-长江冲积平原 数值模拟

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平原型水库地表水-地下水交互带特性研究——以石佛寺水库工程为例 被引量：8

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作者 潘俊 冷特 +1 位作者 常玉辉 孙群立 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第6期1116-1121,共6页

目的研究平原型水库交互带的范围和特点,为平原型水库水资源治理和生态保护提供科学的参考价值.方法以辽河石佛寺水库工程为例,采用野外试验和动态资料分析法,整理布设各观测井的水文数据,计算水库地表水-地下水交互带的大概范围,绘制... 目的研究平原型水库交互带的范围和特点,为平原型水库水资源治理和生态保护提供科学的参考价值.方法以辽河石佛寺水库工程为例,采用野外试验和动态资料分析法,整理布设各观测井的水文数据,计算水库地表水-地下水交互带的大概范围,绘制其折线示意图,同时分析其特性和功能.结果水库交互带影响范围纵向较浅,地表0.79 m至地下2.15 m之间,横向较广,为整个库区.库区北岸交互带纵向范围大于库区南岸,在枯、丰水期纵向边界变化范围不同.结论平原型水库地表水-地下水交互带边界随季节呈动态变化,受地表水与地下水相互作用的影响,对水库水资源的净化和污染物的降解起着积极的作用,对于水资源的修复也具有一定意义. 展开更多

关键词 石佛寺水库 交互带 地表水-地下水 平原型

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山谷型小流域地表水与地下水时空交互模拟研究

3

作者 杨蕴 郭勇 +2 位作者 王发飞 宋健 吴剑锋 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第1期32-41,共10页

以往地表水-地下水交互过程研究集中于平原河网地区,而水动力交互作用强烈的山谷型流域研究甚少。选取句容北山水库流域为研究区,聚焦山谷型流域地表产汇流与浅层地下水渗流交互过程,基于SWAT-MODFLOW构建了地表水-地下水耦合模型评价... 以往地表水-地下水交互过程研究集中于平原河网地区,而水动力交互作用强烈的山谷型流域研究甚少。选取句容北山水库流域为研究区,聚焦山谷型流域地表产汇流与浅层地下水渗流交互过程,基于SWAT-MODFLOW构建了地表水-地下水耦合模型评价流域水量交互过程及时空变化规律。结果表明:流域范围内地下水与地表水的交互存在一定的时空差异性;2016—2019年期间整体呈现地下水补给地表水,但在丰水期局部时段,地表水补给地下水;研究区西北部、东北部山区以及南部北山水库周边地区表现为地下水补给地表水;耦合模型可较好地刻画研究区地表水与地下水的交互流量,流域地下水对河道净补给量的贡献率为8.72%,其中地下水补给量在空间分布上西部支流和中部支流区域分别占28.8%、79.8%,东部支流地表水补给地下水,地下水的补给率逆差为8.6%。研究成果可为流域水资源联合调度和开发利用提供技术支撑。 展开更多

关键词 山谷型流域 地表水-地下水 SWAT-MODFLOW模型 耦合模型 水量交互

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地下水-地表水集成模型研究进展 被引量：1

4

作者 彭书艳 陆峥 +1 位作者 吴婷婷 杨晓帆 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期60-73,共14页

地下水-地表水交互过程涉及物质运移与能量传输,对流域水文生态环境有着直接影响,已成为近年来水文地质等领域的研究热点。研究表明,地下水-地表水集成模型是研究地下水与地表水交互的有效手段。通过回顾近年来地下水-地表水集成模型的... 地下水-地表水交互过程涉及物质运移与能量传输,对流域水文生态环境有着直接影响,已成为近年来水文地质等领域的研究热点。研究表明,地下水-地表水集成模型是研究地下水与地表水交互的有效手段。通过回顾近年来地下水-地表水集成模型的相关研究,概述了地下水-地表水集成模型分类、模型误差来源、模型应用、面临挑战与发展趋势等5方面内容。其中,地下水-地表水集成模型根据耦合方案可分为完全耦合模型和松散耦合模型;模型误差来源主要包括地形处理方案、驱动数据、模型参数化方案、人为因素和认知的有限性等5类;目前,集成模型广泛应用于气候变化和人类活动影响下的地下水-地表水规律变化以及水资源管理与优化配置方面的研究。随着水文学研究的深入发展,地下水-地表水集成模型面临着基础数据需求增大、硬件平台要求提高、模拟范围难以准确把握和学科交叉趋势明显等挑战;未来集成模型将向拓宽参数获取渠道、提高模型计算效率和加强不同学科融合等方面发展。 展开更多

关键词 地下水 地表水 地下水-地表水集成模型 模型误差来源 地下水-地表水交互 水资源管理与优化

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地表水-地下水交互下傍河土壤硝酸盐氮迁移规律试验研究 被引量：4

5

作者 于宗民 武桂芝 +1 位作者 黄明翔 李利霞 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2021年第2期67-73,共7页

为了研究地表水与地下水不同补给关系下硝酸盐氮在傍河农田的迁移规律,选取大沽河河床沙样作为沙槽试验介质,设计地表水与地下水相互补给装置,模拟无补给、地表水补给地下水和地下水补给地表水3种方式下硝酸盐氮在土壤中的迁移,通过测... 为了研究地表水与地下水不同补给关系下硝酸盐氮在傍河农田的迁移规律,选取大沽河河床沙样作为沙槽试验介质,设计地表水与地下水相互补给装置,模拟无补给、地表水补给地下水和地下水补给地表水3种方式下硝酸盐氮在土壤中的迁移,通过测定各取样点硝酸盐氮含量和到达时间,分析了其迁移规律。结果表明:纯淋洗实验中,淋洗强度与沙样颗粒越小,硝酸盐氮在表层沙中的累积越明显,硝酸盐氮的迁移也越慢。地表水与地下水相互补给试验中,补给水位上升,硝酸盐氮的积累量增加、迁移到饱水带的时间缩短;补给水力坡度为0.5时,硝酸盐氮在细沙饱水带中迁移速度约为5.3 cm/min;水力坡度变为0.7时,迁移速度约为9.4 cm/min;补给水力坡度为0.5时,硝酸盐氮在中沙饱水带的迁移速度约为12.3 cm/min。硝酸盐氮在包气带中的积累量随着沙层深度的增加而减少;淋洗强度、水力坡度及沙样颗粒越大,硝酸盐氮在包气带和饱水带中的迁移速度越快;补给水位越高,硝酸盐氮迁移至饱水带的时间越短。 展开更多

关键词 地表水-地下水交互 土壤 硝酸盐氮 迁移规律

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基于温度信息的地表-地下水交互机制研究进展 被引量：9

6

作者 刘传琨 胡玥 +3 位作者 刘杰 姚莹莹 王赛 郑春苗 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期5-10,18,共7页

地表水和地下水在质和量上的交互规律已经成为水文学及水文地质学领域的研究热点之一。由于地表水和地下水存在温度差异,加之温度测量相对简单易行,因此温度信息越来越多地被应用到地表水-地下水交互机制的研究中。不同的温度测量技术... 地表水和地下水在质和量上的交互规律已经成为水文学及水文地质学领域的研究热点之一。由于地表水和地下水存在温度差异,加之温度测量相对简单易行,因此温度信息越来越多地被应用到地表水-地下水交互机制的研究中。不同的温度测量技术有着各自不同的适用范围,点式测温和分布式测温技术相对简易可靠,适用于小尺度的温度测量,而航空和航天遥感测温技术适用于大尺度的温度测量,测量成本也相对较高。温度信息既可以定性刻画地表水和地下水交互的空间和时间分布规律,也可定量分析地表水-地下水的交互强度,还可以结合水位、流量等传统水文观测数据,为地表水-地下水耦合模型的校正提供独立于模型的校正信息。温度测量技术的改进和地表水-地下水交互理论的发展是未来研究的难点、重点。大量研究表明,随着地表水-地下水交互研究的深入和耦合模型仿真能力的提高,温度信息将成为地表水-地下水交互研究中的重要数据来源之一。 展开更多

关键词 温度 地表水-地下水交互 耦合模型 模型校正

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白洋淀湖岸带地表水与地下水垂向交换研究 被引量：17

7

作者 李刚 马佰衡 +5 位作者 周仰效 赵凯 尤冰 李木子 董会军 李海涛 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期48-54,共7页

地表水与地下水相互转化关系一直是水文地质研究的热点问题。以往研究更多关注河流的河岸带,但对于相对静止水体—湖泊的湖岸带研究相对偏少。选择白洋淀湖岸带作为研究对象,在周边湖岸带系统部署水位、水温监测系统,采用温度示踪法,开... 地表水与地下水相互转化关系一直是水文地质研究的热点问题。以往研究更多关注河流的河岸带,但对于相对静止水体—湖泊的湖岸带研究相对偏少。选择白洋淀湖岸带作为研究对象,在周边湖岸带系统部署水位、水温监测系统,采用温度示踪法,开展白洋淀湖岸带区域的地表水与地下水垂向交换量化研究。同时,结合达西定律,间接反演获取垂向渗透系数,系统总结出一套联合利用温度示踪法和达西定律定量研究湿地垂向水交换的方法。结果表明,白洋淀湖岸带以地表水渗漏补给地下水为主,其垂向交换流速可达0.2~1.1 cm/d,沉积岩性主要为粉质黏土、粉土及粉细砂,垂向渗透系数为0.038~0.912 m/d。研究结果可为制定白洋淀湿地补水方案和生态环境保护措施提供基础数据支撑。 展开更多

关键词 白洋淀 湖岸带 地表水-地下水交换 温度示踪法 达西定律

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分布式地表水-地下水耦合数值模型研究进展 被引量：11

8

作者 周妍 白国营 +2 位作者 赵洪岩 王素芬 邵景力 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期435-446,共12页

系统梳理地表、地下各水文过程中常见的控制方程以及数值求解方法,指出单一地下水模型和单一地表水模型在解决耦合问题中的短板。回顾近年来的相关研究,归纳出11种常见的耦合模型。从模型原理和适用方向2个方面对已有研究概括总结,将耦... 系统梳理地表、地下各水文过程中常见的控制方程以及数值求解方法,指出单一地下水模型和单一地表水模型在解决耦合问题中的短板。回顾近年来的相关研究,归纳出11种常见的耦合模型。从模型原理和适用方向2个方面对已有研究概括总结,将耦合方法划分为松散耦合型、半松散耦合型和紧密耦合型,分析耦合模型在变化环境下的地下水-地表水转化关系、河道生态流量以及地表水-地下水联合调度方面的应用。未来可以重点关注耦合模型在复杂地貌、多样化参数、模型识别验证方法、运算效率以及多学科交叉等方面的研究。 展开更多

关键词 地下水 地表水 地表水-地下水耦合模型 交互 生态流量 联合调度

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葛洲坝库区裂隙河岸地表水地下水交互特征

9

作者 文章 李一鸣 +3 位作者 郭绪磊 万坦 罗清树 周宏 《地学前缘》 2026年第1期1-13,共13页

地表水地下水交互是流域水循环与物质迁移的关键过程,其机制取决于河岸带含水层结构与水动力特征的精细刻画。现有研究多聚焦于沉积河岸带,而岩溶裂隙河岸带因介质非均质性与流动路径复杂性,其交互机制仍存在认知空白。本研究以葛洲坝... 地表水地下水交互是流域水循环与物质迁移的关键过程,其机制取决于河岸带含水层结构与水动力特征的精细刻画。现有研究多聚焦于沉积河岸带,而岩溶裂隙河岸带因介质非均质性与流动路径复杂性,其交互机制仍存在认知空白。本研究以葛洲坝库区南岸典型裂隙河岸带为靶区,通过钻孔监测网络解析地下水对长江水位波动的响应模式,并构建三维基岩裂隙溶蚀宽大裂隙耦合数值模型,定量刻画双层裂隙含水系统的水量交换过程。主要结论如下:(1)研究区地下水赋存体系为双层裂隙含水层系统复合3条宽大裂隙密集带。地下水动态受长江水位的调控较为明显;(2)深层含水层排泄量大于浅层含水层;(3)宽大裂隙是地下水赋存迁移以及与长江进行水量交换的主要通道,其排泄量比基岩裂隙含水层高3个量级;(4)宽大裂隙是浅、深层裂隙含水层之间水量交换的主要通道。本研究定量刻画了裂隙河岸带双层裂隙岩溶耦合系统的交互通量与通道效应,为基岩区河岸带水资源精细管理和长江大保护提供了可直接落地的科学依据与技术范式。 展开更多

关键词 葛洲坝库区 地表水地下水交互 裂隙河岸带 数值模拟

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不同配体络合态Fe(Ⅱ)化学氧化对硝酸盐生物还原的影响

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作者 龚熹 赵雨溪 +1 位作者 童曼 袁松虎 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第7期136-141,共6页

地表水-地下水交互带易于发生氧化与还原条件的交替变化,是变价元素生物地球化学反应的热区。交互带中的硝酸盐生物还原和Fe(Ⅱ)化学氧化经常出现时空交叠,但是Fe(Ⅱ)(尤其是不同配体络合态Fe(Ⅱ))化学氧化对硝酸盐生物还原的影响规律... 地表水-地下水交互带易于发生氧化与还原条件的交替变化,是变价元素生物地球化学反应的热区。交互带中的硝酸盐生物还原和Fe(Ⅱ)化学氧化经常出现时空交叠,但是Fe(Ⅱ)(尤其是不同配体络合态Fe(Ⅱ))化学氧化对硝酸盐生物还原的影响规律与机制尚不清楚。该文以枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis为对象,研究了4种Fe(Ⅱ)(三聚磷酸钠(TPP)、乙二胺四乙酸钠(EDTA)、腐殖酸(HA)络合态、游离溶解态)化学氧化对硝酸盐生物还原的影响。结果发现,Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)-TPP及Fe(Ⅱ)-HA氧化使反硝化速率及程度显著提高,NO_(3)^(-)在6 d内被完全还原为NO_(2)^(-),NO_(2)^(-)在14 d内进一步被还原为N_(2)O;而Fe(Ⅱ)-EDTA氧化使细菌的反硝化速率降低,NO_(3)^(-)在14 d内仍未被完全还原,而且未观察到NO_(2)^(-)的进一步还原。电镜表征及转录组测序结果表明,前面3种Fe(Ⅱ)氧化引发芽孢杆菌的应激反应,刺激氨基酸合成代谢过程,有助于细菌生长代谢,从而促进反硝化;Fe(Ⅱ)-EDTA氧化破坏了芽孢杆菌的细胞膜及细胞壁结构,使细菌代谢受阻,从而降低反硝化速率。 展开更多

关键词 二价铁 化学氧化 硝酸盐 反硝化 地表水-地下水交互带

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洱海西侧潜流带水交换作用及溶质迁移研究 被引量：1

11

作者 覃荣高 陈祥森 +3 位作者 曹广祝 李金荣 强毅 路艳峰 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期16-24,共9页

随着云南大理洱海西侧冲积扇和湖相沉积层平原区域旅游业和农业快速发展,扇缘农业种植活动和扇中人类活动产生大量三氮污染物,由苍山18溪入渗补给使得受氮素污染地下水不断向洱海排泄,使得高原湖泊水体富营养化风险进一步增大。河床潜... 随着云南大理洱海西侧冲积扇和湖相沉积层平原区域旅游业和农业快速发展,扇缘农业种植活动和扇中人类活动产生大量三氮污染物,由苍山18溪入渗补给使得受氮素污染地下水不断向洱海排泄,使得高原湖泊水体富营养化风险进一步增大。河床潜流带对于入渗的地表水具有净化作用,为了深入研究冲积扇河床潜流带对氮素迁移及转化机制,通过模拟河床潜流带渗滤系统,结合扇中城镇生活污水下渗污染、扇缘农田施肥垂直下渗污染以及扇顶基流地表水和地下水交替补给迁移污染,为河床潜流带地下水氮素污染防治奠定基础。试验结果表明河床潜流带对氮素迁移转化影响明显,扇中NH4+-N和NO3--N在垂向入渗时主要是通过反硝化作用进行脱氮达到水质净化的目的,总体划分为正面效应和负面效应两类,正效应包括阴阳离子交替吸附作用、硝化与反硝化作用的脱氮行为,导致污染物浓度降低使水净化的过程,主要以反硝化作用为主硝化反应为辅进行脱氮;负面效应则是硝化作用和阴阳离子吸附作用使总硬度随着水体析出的Ca2+、Mg2+浓度的升高而升高。扇顶交替流作用下,NO3--N的迁移转化通过以反硝化作用为主,DNRA为辅去氮达到水质净化的过程。 展开更多

关键词 高原湖泊 河床潜流带 溶质迁移 氨氮 硝态氮 地表水-地下水

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基于多种土体导热系数模型的潜流带温度场模拟 被引量：1

12

作者 任杰 门利利 +3 位作者 陈波 王大博 陈建琪 王帆 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期184-197,共14页

河流潜流带地下水和地表水相互交换对于净化水质以及保护河流生态系统具有非常重要的作用。基于土体导热系数模型的饱和-非饱和流-热耦合模型来模拟潜流带温度场分布是当前研究的热点之一。基于此,本文选取美国内华达州沃克河段,分别基... 河流潜流带地下水和地表水相互交换对于净化水质以及保护河流生态系统具有非常重要的作用。基于土体导热系数模型的饱和-非饱和流-热耦合模型来模拟潜流带温度场分布是当前研究的热点之一。基于此,本文选取美国内华达州沃克河段,分别基于Chung&Horton(1987)、Lu(2007)、Lu(2014)和Ren(2019)模型构建了潜流带饱和-非饱和流-热耦合模型,并进行了各因素之间的相关性分析。结果表明:(1)Ren(2019)模型较其他模型拟合效果最好,精度最高;(2)水温及地表以下各监测井的温度相比于环境温度具有明显的“衰减”和“滞后”现象;(3)流速随水位波动发生规律性变化,水位波动幅度较大时流速波动也较大;(4)河岸带区域各监测点温度与水位呈极显著中度程度负相关,河床区域各测点温度与水温呈极显著强相关。 展开更多

关键词 潜流带 土体导热系数模型 流-热耦合模型 地下水和地表水相互作用 相关性分析

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河流潜流带渗透系数变化研究进展 被引量：9

13

作者 冯斯美 宋进喜 +2 位作者 来文立 王珍 梁雯 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期123-126,共4页

介绍了河流潜流带的含义,即是河水与地下水发生物质能量交换的区域,其水力联系和交换水量大小受河床沉积物渗透系数的影响。对近年来国内外学者对河床潜流带渗透系数变化进行了大量研究。由于特殊的环境与水文地质条件,潜流带渗透系数... 介绍了河流潜流带的含义,即是河水与地下水发生物质能量交换的区域,其水力联系和交换水量大小受河床沉积物渗透系数的影响。对近年来国内外学者对河床潜流带渗透系数变化进行了大量研究。由于特殊的环境与水文地质条件,潜流带渗透系数的大小不仅取决于沉积物孔隙大小和孔隙的连通性,而且与生物扰动、河流流水等作用紧密相关:洪水带来的细小颗粒引起河床表面沉积物孔隙淤塞,致使渗透系数减小,但在洪水退后,潜流带的水文交换和生物扰动能破坏淤塞层,从而引起反淤塞作用,造成河床渗透系数增大。因此,淤塞-反淤塞作用改变着河床的渗透性能。最后,指出存在的问题今后的研究方向。 展开更多

关键词 河流 地表水-地下水 潜流带 水文交换 生物扰动 淤塞-反淤塞 渗透系数

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河床沉积物非均质性影响下的潜流交换数值模拟 被引量：15

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作者 陈孝兵 郑春阳 袁越 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期220-229,共10页

为了揭示河床沉积物非均质性对潜流交换的影响,构建了沙波地形作用下的地表水-地下水耦合模型,通过生成不同的渗透系数随机场,讨论了不同地表水动力过程和河床沉积物非均质性对潜流交换通量、交换空间及平均停留时间的影响规律。结果表... 为了揭示河床沉积物非均质性对潜流交换的影响,构建了沙波地形作用下的地表水-地下水耦合模型,通过生成不同的渗透系数随机场,讨论了不同地表水动力过程和河床沉积物非均质性对潜流交换通量、交换空间及平均停留时间的影响规律。结果表明,所构建的地表水-地下水耦合模型能够准确刻画水沙界面附近流场,模型具有良好的适用性;均质或非均质河床沉积物情景下,水沙界面上的平均交换通量、停留时间与雷诺数之间均呈现幂函数关系,潜流交换深度则在地表水进入完全紊流之后趋于稳定。结果还表明,较强的河床沉积物非均质性能够有效增强水沙界面上潜流交换通量和空间交换频率,但会制约潜流交换空间并缩短水流在潜流带中的停留时间。 展开更多

关键词 河床沉积物 非均质性 潜流交换 数值模拟 地表水-地下水交互

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