脱节型河流与地下水相互作用研究进展 被引量：17

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作者 靳孟贵 鲜阳 刘延锋 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期149-160,共12页

河流与地下水的脱节现象广泛存在于干旱及半干旱地区,二者间的相互作用已成为目前的研究热点。在简要分析河流与地下水关系的基础上,综述了河流与含水层之间由饱和连接,经过渡脱节,演化为完全脱节系统的物理过程及机理和脱节系统形成的... 河流与地下水的脱节现象广泛存在于干旱及半干旱地区,二者间的相互作用已成为目前的研究热点。在简要分析河流与地下水关系的基础上,综述了河流与含水层之间由饱和连接,经过渡脱节,演化为完全脱节系统的物理过程及机理和脱节系统形成的必要条件。总结分析了最大渗漏量法、临界地下水位法、水位波动法等河流与地下水关系判别方法以及优缺点。讨论了非稳定演化过程中河水的入渗规律以及介质时空非均质性对脱节系统的影响。分析认为目前脱节形成机理仍不完全明晰;简便有效的判别方法还需进一步研究;介质时空非均质性对河水渗漏的影响是未来研究的重要方向。 展开更多

关键词 河流-地下水相互作用 脱节 非饱和带 非均质性

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同位素技术解析安阳河与地下水相互作用 被引量：11

2

作者 张敏 平建华 +3 位作者 禹言 黄先贵 朱亚强 程玉刚 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期31-39,共9页

河流与地下水相互作用研究是水文学研究的难点和热点。安阳河与地下水相互作用研究,对于安阳市水资源科学开发与管理具有重要意义。安阳河冲洪积扇地表水与地下水转化率为17%~27%。潜水位标高为80 m,向下游逐渐变成多层含水层(水位40 m... 河流与地下水相互作用研究是水文学研究的难点和热点。安阳河与地下水相互作用研究,对于安阳市水资源科学开发与管理具有重要意义。安阳河冲洪积扇地表水与地下水转化率为17%~27%。潜水位标高为80 m,向下游逐渐变成多层含水层(水位40 m)。当地降水环境同位素监测数据表明,当地大气降水线与全球大气降水线接近平行,表明该线代表本地区大气降水的氢氧同位素特征。地表水同位素值较集中,2016年8月δ18 O值变化范围为-9‰^-8.7‰,δD值变化范围为-65‰^-63‰,2017年1月δ18 O值变化范围为-8.5‰^-8.2‰,δD值变化范围为-63‰^-61‰,河水水化学类型为HCO 3·SO 4—Ca型,表明流域内地表水的同位素值受距离的影响较小。地下水稳定同位素值变化较大,2016年8月δ18 O值范围为-10.4‰^-5.5‰,δD值范围为-75‰^-46‰,2017年1月δ18 O值范围为-10.2‰^-5.4‰,δD值范围为-75‰^-45‰,即从接近降水值到最大值形成一条“蒸发”线。河流出山口一带地下水同位素值呈现最大蒸发值,表明地表水补给地下水,地下水化学类型为HCO 3·SO 4·Cl—Ca,存在明显人为污染成分。下游为大气降水补给浅层地下水,中深层地下水主要来源于中游侧向径流,水化学类型主要为HCO 3—Ca·Mg型,综合分析表明,安阳河中下游(冲洪积扇)地带“三水”转换积极,并影响其水质、水量。 展开更多

关键词 同位素技术 水化学 河流-地下水相互作用 安阳河

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头寨滑坡地下水化学特征及其反映的水-岩(土)相互作用 被引量：11

3

作者 王志兵 申林方 徐则民 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期111-116,123,共7页

文章以头寨滑坡为对象,分析滑坡岩土体的矿物组成和组构等特征,研究表明造成滑体玄武岩岩体性质劣化的风化过程是一种物理-化学耦合的水-岩(土)相互作用过程,在多尺度(微观、细观、宏观)岩(土)体的"石夹土"结构中得到体现,水... 文章以头寨滑坡为对象,分析滑坡岩土体的矿物组成和组构等特征,研究表明造成滑体玄武岩岩体性质劣化的风化过程是一种物理-化学耦合的水-岩(土)相互作用过程,在多尺度(微观、细观、宏观)岩(土)体的"石夹土"结构中得到体现,水岩作用产物主要有绿泥石、伊利石和蒙脱石等黏土矿物。采集滑坡体剪出口处的地下水样测试水化学组成,选取前四个主因子P_1、P_2、P_3和P_4(分别占总方差的39.9%,21.9%,16.7%和13.5%)分析地下水的水化学特征。主因子P_1主要反映玄武岩原生矿物的溶蚀作用对地下水化学成分的控制作用,主因子P_2反映岩(土)体孔隙中有柱状硫酸钙矿物的结晶析出,主因子P_3反映岩(土)体同地下水之间存在阳离子交换,主因子P_4反映岩(土)体水岩作用产物——Si O2矿物在地下水中溶解性与水溶液中CO_2含量的关系。地下水主成分分析的结果能反映出滑坡地下水与岩土体的相互作用的主要过程。 展开更多

关键词 头寨滑坡 水-岩(土)相互作用 地下水化学性质 主成分分析 黏土矿物

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水-土相互作用对浅层地下水硬度升高的影响 被引量：3

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作者 王建国 周卫 +1 位作者 高顺宝 张刚阳 《中国矿业》 北大核心 2012年第3期107-110,共4页

浅层地下水硬度呈逐渐升高的趋势,已成为地下水污染的一个普遍问题。设计淋溶试验模拟水-土相互作用的过程,研究地下水硬度升高的机理,对区域地下水水质保护、地下水资源合理开发利用都是十分必要的。试验使用的水样采自地下水,土样包... 浅层地下水硬度呈逐渐升高的趋势,已成为地下水污染的一个普遍问题。设计淋溶试验模拟水-土相互作用的过程,研究地下水硬度升高的机理,对区域地下水水质保护、地下水资源合理开发利用都是十分必要的。试验使用的水样采自地下水,土样包括污染土、农田土、清洁土。试验结果表明:水-土相互作用会导致淋滤液总硬度升高,淋滤液中易溶盐、K+、Na+阳离子及TDS和硬度生成有密切的关系;在水-土相互作用过程中发生溶解作用、阳离子交换作用和盐效应,导致游离态钙镁,交换态钙镁及化合态钙镁进入地下水,引起地下水总硬度升高。 展开更多

关键词 硬度 水-土相互作用 地下水 淋溶试验 机理

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分布式水文模型中河流水深及其与地下水相互作用的耦合模拟 被引量：3

5

作者 邵敏 张奇 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期13-18,共6页

大尺度流域水文模型一般只模拟河道径流,对河流水深和流速并不关注。在进行河流-地下水相互作用模拟时,河流水深(水位)是一个重要因素,其时空变化及其对河流-地下水水量交换的影响应加以考虑。本文就流域分布式水文模型中河流水深的时... 大尺度流域水文模型一般只模拟河道径流,对河流水深和流速并不关注。在进行河流-地下水相互作用模拟时,河流水深(水位)是一个重要因素,其时空变化及其对河流-地下水水量交换的影响应加以考虑。本文就流域分布式水文模型中河流水深的时空变化计算及其与地下水的实时耦合模拟进行了研究,提出了相应的计算方法,改进了大尺度水文模型WATLAC,并通过V-型流域考题进行了检验。模拟结果显示,模型有效地模拟了V-型流域的河流水深、地下水水位沿河道的时空变化以及河流与地下水的水交换量,揭示了河流-地下水相互作用关系在降雨过程中的变化规律及主控因子。此外就河床糙率对河流水深及河流与地下水间水交换量的影响做了模拟分析,发现河床糙率的改变将影响河流水深,从而进一步影响河流与地下水的水交换量。本文提出的算法较为真实地模拟了河流洪水演进过程及其对河流-地下水相互作用的影响,模型适用于河流-地下水相互作用明显的区域,可作为评估地表-地下水相互影响的有效计算工具。 展开更多

关键词 分布式水文模型 河道水深 河流与地下水相互作用 V-型流域考题 WATLAC

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基于水文集成模型ParFlow的黑河流域下游地下水-地表水相互作用模拟研究 被引量：5

6

作者 陆峥 胡锦华 +3 位作者 张圆 李宗超 杨晨 杨晓帆 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期7-15,51,共10页

地下水-地表水相互作用是水文循环过程中的重要环节,研究地下水-地表水相互作用的机理过程及其对环境变化的响应对流域生态环境和可持续发展具有重要意义。利用基于三维物理过程的开源、大规模并行模拟计算软件ParFlow求解紧密耦合的地... 地下水-地表水相互作用是水文循环过程中的重要环节,研究地下水-地表水相互作用的机理过程及其对环境变化的响应对流域生态环境和可持续发展具有重要意义。利用基于三维物理过程的开源、大规模并行模拟计算软件ParFlow求解紧密耦合的地下水和地表水偏微分方程组,建立流域水文集成模型,从而精确解译土壤水分运移的动力学机制,最终实现定量化表征高时空分辨率的地下水-地表水文循环过程。以黑河流域下游巴牙吉呼(Bajajihu,BJH)地区为研究区,建立二维剖面尺度的地下水-地表水耦合模型,先将数值模拟结果与观测数据进行对比,验证了水文集成模型的准确性,进而分析了降水、蒸散发驱动下的水文响应。结果表明:ParFlow模型模拟的土壤水分与观测值相比,Pearson相关系数(R)大于0.93,均方根误差(RMSD)小于0.007。该研究结果可为利用水文集成模型模拟流域水文循环过程提供借鉴。 展开更多

关键词 地下水-地表水相互作用 水文循环 水文集成模型 ParFlow模型 黑河流域下游

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定位在进气值面的Boussinesq河流-地下水交互模型

7

作者 张琳 程大伟 +4 位作者 詹红兵 杨胜科 梁修雨 张晓斐 晋浩颖 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期54-62,74,共10页

河流-地下水交互对维持河流及周边生态系统功能、水资源可持续利用、水环境保护等方面具有重要影响。以定位在进气值面处的Boussinesq方程为控制方程,构建定位在进气值面的Boussinesq河流-地下水交互模型,采用Laplace变换获取了模型的... 河流-地下水交互对维持河流及周边生态系统功能、水资源可持续利用、水环境保护等方面具有重要影响。以定位在进气值面处的Boussinesq方程为控制方程,构建定位在进气值面的Boussinesq河流-地下水交互模型,采用Laplace变换获取了模型的解析解,并构建相应的参数反演模型;通过与饱和-非饱和渗流数值解对比,验证新模型的合理性;利用参数敏感性分析探讨进气值面高程的变化特征;基于进气值面处渗流连续性方程和水量均衡关系推导出进气值面处铅直方向渗流分速度解析解,并对比了进气值面处铅直方向渗流分速度解析解与数值解,讨论了进气值面处铅直方向渗流分速度变化特征。结果表明:定位在进气值面的Boussinesq河流-地下水交互模型的解析解与饱和-非饱和流数值模拟吻合度较高,其解析解是合理的;与其他模型相比,该模型能够克服自由面定在潜水面处的局限性,其理论基础更加坚实、参数的物理意义更加合理。 展开更多

关键词 河流-地下水交互 进气值面 BOUSSINESQ方程 LAPLACE变换 参数反演 解析解

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沿海中小河流域地表-地下水库联合调控洪水资源利用研究:Ⅰ.方法与模型 被引量：2

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作者 王坤 王宗志 +5 位作者 白莹 刘群 程亮 杜慧华 刘克琳 丁启 《水资源保护》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期79-85,126,共8页

针对沿海中小河流域地表-地下水库复杂工程系统,因缺少联合调控方法而导致洪水资源利用难的问题,解析地表-地下水库系统结构与功能,定量模拟地表水库调度、闸坝调控下河流和地下水动力过程,并利用智能替代模型提升水动力过程计算速度;... 针对沿海中小河流域地表-地下水库复杂工程系统,因缺少联合调控方法而导致洪水资源利用难的问题,解析地表-地下水库系统结构与功能,定量模拟地表水库调度、闸坝调控下河流和地下水动力过程,并利用智能替代模型提升水动力过程计算速度;在此基础上通过研发时/日/月多时间尺度模型耦合嵌套方法,构建了兼顾计算精度与效率的地表-地下水库联合调控模型。该模型实现了洪水、地表-地下水相互作用和供水等时间尺度差异明显的调节过程的统一调配,可为沿海中小河流域洪水资源利用提供新思路与技术支撑。 展开更多

关键词 洪水资源利用 地表-地下水库系统 联合调控 多时间尺度嵌套模型 沿海中小河流域

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秦岭北麓沣河流域地下水-地表水化学特征及转化关系 被引量：2

9

作者 吴志豪 高燕燕 +2 位作者 温芮 钱会 洪敏 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第3期334-350,共17页

秦岭北麓沣河是“长安八水”之一,对其水环境现状、影响因素及地表水-地下水转化关系进行深入研究是河流生态修复的关键。根据2022年7月在沣河流域采集的62个地下水样和17个地表水样的分析结果,采用数理统计法、Piper图、Gibbs图、离子... 秦岭北麓沣河是“长安八水”之一,对其水环境现状、影响因素及地表水-地下水转化关系进行深入研究是河流生态修复的关键。根据2022年7月在沣河流域采集的62个地下水样和17个地表水样的分析结果,采用数理统计法、Piper图、Gibbs图、离子比法和氢氧同位素分析了地下水和地表水化学特征及其影响因素,探究了地下水和地表水的转化关系。结果表明:①研究区地下水为弱碱性,约有50%为极硬水、25%为硬水,溶解性总固体(TDS)较大,最大值高达1916 mg·L^(-1),NO_(3)^(-)浓度较高;地表水为弱碱性,为软水或微硬水,溶解性总固体较小,有机物含量较高;地表水和地下水阳离子均以Ca^(2+)为主,阴离子均以HCO_(3)^(-)为主,地表水基本是HCO_(3)-Ca型水;地下水化学类型主要有HCO_(3)-Ca、HCO_(3)·SO_(4)-Ca、HCO_(3)-Ca·Mg和HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型,分别占比24.19%、24.19%、16.13%和9.68%,且水化学类型空间变化较大。②研究区水化学特征主要受到岩石风化作用的控制,蒸发浓缩和大气降水也有一定影响;水中Na^(+)除岩盐溶解外,还有硅酸盐风化的影响,Ca^(2+)、Mg^(2+)和HCO_(3)^(-)主要来源于方解石、白云石等碳酸盐的风化溶解;地下水中阳离子交替吸附作用普遍发生,对Ca^(2+)和Na^(+)浓度影响较大;人类活动增加了部分地下水中SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)和Cl^(-)浓度,相比之下地表水受到人类活动的影响较小。③研究区洪积扇扇顶-扇中主要是地表水补给地下水,补给比例为46.62%;洪积扇前缘主要是地下水补给地表水,补给比例为13.62%;下游平原主要是地表水补给地下水,补给比例为38.39%。 展开更多

关键词 水化学 影响因素 转化关系 地下水-地表水 离子比 补给比例 氢氧同位素 渭河流域

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地表水与地下水相互作用的温度示踪与模拟研究进展 被引量：38

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作者 马瑞 董启明 +1 位作者 孙自永 郑春苗 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期131-137,共7页

刻画地表水与地下水的相互作用过程及精确计算二者的交换量始终是个挑战,而新兴的温度示踪方法对于这方面的研究具有独特优势。重点介绍了地表水与地下水相互作用的温度示踪方法原理、应用及相关模拟的研究进展。温度示踪方法的数据获... 刻画地表水与地下水的相互作用过程及精确计算二者的交换量始终是个挑战,而新兴的温度示踪方法对于这方面的研究具有独特优势。重点介绍了地表水与地下水相互作用的温度示踪方法原理、应用及相关模拟的研究进展。温度示踪方法的数据获取成本低且温度适宜密集与连续监测,可对地表水与地下水相互作用过程进行精细刻画;在进行地表水与地下水相互作用的水-热耦合模拟时,温度数据可用于进一步校正模型,降低模型的不确定性,以提高交换量的计算精度。监测河水温度和河床沉积物内的水温,运用温度示踪方法研究河水与地下水的相互作用过程,并将水流及热运移数值模型相耦合,利用多源数据进行模型校正,可精细刻画地表水与地下水的交换量、相互作用带内的水流途径、流速及其变化趋势和控制因素,为地表水与地下水相互作用研究提供新的模型与方法。 展开更多

关键词 地表水与地下水相互作用 温度示踪 水-热耦合模拟 模型校正

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基于CiteSpace的地表水-地下水相互作用研究文献分析 被引量：5

11

作者 刘玉玉 冯雨晴 姜欣 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS 北大核心 2022年第2期218-229,共12页

为分析地表水-地下水相互作用研究的现状和趋势,挖掘知识基础与研究热点,基于1985—2020年Web of Science(WoS)数据源,利用CiteSpace软件对检索的文献进行分析,梳理地表水-地下水相互作用领域的研究成果。结果表明:该领域发文数量分为... 为分析地表水-地下水相互作用研究的现状和趋势,挖掘知识基础与研究热点,基于1985—2020年Web of Science(WoS)数据源,利用CiteSpace软件对检索的文献进行分析,梳理地表水-地下水相互作用领域的研究成果。结果表明:该领域发文数量分为缓慢增长、波动增长、稳定增长3个阶段,引文量逐年上升,反映该领域越来越受到研究学者的关注;地表水-地下水相互作用研究涉及多门学科,为研究提供了广泛的思路和手段。Journal of Hydrology、Environmental Earth Science、Hydrological Processes在该领域载文数量排名前3;研究力量主要分布在美国、中国和澳大利亚等;发文作者多且分散,在研究时段内发文数量最多的作者是Chunmiao Zheng(郑春苗)教授;中国科学院、美国地质调查局和澳大利亚弗林德斯大学等机构影响力较大。该领域研究的发展趋势为:较单一的地下水研究→地表水-地下水相互作用研究→陆地-水域生态系统的水体交互作用对各因素的响应研究。研究热点为:热追踪定量探究地表水-地下水交互的作用与强度;研发或改进数值模型对作用界面及不同研究对象水体交互作用进行模拟;探究水循环驱动下地表水-地下水交互作用对人类活动及气候系统等的生物学、物理学和化学过程的响应。未来将注重地表水-地下水交互作用的多尺度多学科交叉研究,增强团队间合作交流。 展开更多

关键词 CITESPACE 地表水-地下水相互作用 知识图谱 文献计量 可视化

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黄河下游典型悬河段地表水-地下水对湿地形成条件影响

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作者 崔向向 张学庆 +3 位作者 田夏 苏晨 郭春艳 孟素花 《水文》 CSCD 北大核心 2024年第3期30-35,共6页

对比分析黄河下游径流及河道变迁特征、不同时期地下水流场特征,结合遥感解译手段解析地下水和地表水对沿黄湿地条件的影响,为该区湿地生态修复提供理论依据。结果表明:(1)黄河下游典型悬河段人工湿地面积增幅较多,自然湿地仍呈萎缩趋势... 对比分析黄河下游径流及河道变迁特征、不同时期地下水流场特征,结合遥感解译手段解析地下水和地表水对沿黄湿地条件的影响,为该区湿地生态修复提供理论依据。结果表明:(1)黄河下游典型悬河段人工湿地面积增幅较多,自然湿地仍呈萎缩趋势,滩涂湿地破碎度上升,生态环境稳定性较差。(2)地表水流量和水位整体呈现逐年降低的趋势,且河道的游荡摆动依然明显,直接影响了河流滩涂湿地面积及其稳定性。(3)研究区浅层地下水位十余年最大下降5 m、二十余年最大下降9 m。浅层地下水的持续下降导致北岸堤外湿地面积减少;南岸堤外因引黄水和退水侧渗形成新的背河洼地,湿地面积呈增长趋势,生态环境稳定性相对较好。地表水和地下水连通性较好,较低的地下水位将会削弱河道径流的作用,对沿黄湿地整体发展不利。(4)减少地下水的开采,确保引黄水量充足,对黄河大堤外背河洼地部位湿地的发展有利。 展开更多

关键词 黄河 悬河 地表水-地下水相互作用 湿地 地下水流场 遥感

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美国Nevada地区Yucca山脉的水-岩相互作用和地下水pH的稳定性

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作者 Michael H.Ebinger 丁文捷 刘波 《华东地质学院学报》 1993年第2期179-182,共4页

利用地球化学的 PHREEQE 和 EQ3/6程序可以模拟 Yucca 山脉凝灰岩和碳酸盐含水层水的酸性溶液滴定。这种模拟方法可检验出几种矿物存在与否时水的 pH 稳定性。两种酸性滴定剂是10^(-4)M HCl 和10^(-4)M UO_2(NO_3)_2,当用 HCl 滴定时,... 利用地球化学的 PHREEQE 和 EQ3/6程序可以模拟 Yucca 山脉凝灰岩和碳酸盐含水层水的酸性溶液滴定。这种模拟方法可检验出几种矿物存在与否时水的 pH 稳定性。两种酸性滴定剂是10^(-4)M HCl 和10^(-4)M UO_2(NO_3)_2,当用 HCl 滴定时,地下水的 pH 值和成份几乎没有变化,而用UO_2(NO_3)_2滴定时,可以观察到 pH 值和 CO_2逸度有明显的变化。当凝灰岩水中加入少量 UO_2(NO_3)_2时,水与碱性长石、石英或方石英、以及钙蒙脱石的相互作用缓冲了碳酸盐水中 pH 和成份的变化,从而减小了成份和 pH 值变化的幅度。 展开更多

关键词 水-岩 相互作用 地下水 pH值

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基岩海岛地下水与海水相互作用研究 被引量：3

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作者 张康 韩冬梅 +3 位作者 曹天正 宋献方 王威 曹艳玲 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期3-12,共10页

中国北方基岩海岛水文地质条件独特,气候变化和人类活动不同程度地影响着海岛地下水与海水相互作用过程,然而对包括海水入侵(SWI)和海底地下水排泄(SGD)的水文过程的定量认识比较缺乏。本研究基于2012—2016年我国北方某基岩群岛降水、... 中国北方基岩海岛水文地质条件独特,气候变化和人类活动不同程度地影响着海岛地下水与海水相互作用过程,然而对包括海水入侵(SWI)和海底地下水排泄(SGD)的水文过程的定量认识比较缺乏。本研究基于2012—2016年我国北方某基岩群岛降水、地下水水位、水质动态监测数据,运用数理统计、空间插值和水力学方法,分析了基岩海岛地下水与海水相互作用的特征和影响因素。结果表明,降水和开采是影响地下水、海水相互作用的主要因素,地下水水位变化滞后于降水事件约10 d;南岛东北岸、南岸的大部分地区没有发生海水入侵,地下水向海排泄过程较稳定,2012—2016年SGD速率均值为0.2 m/d,向海NO3-N通量均值为81.8 mmol/(m^(2)·d);北岛东南地区是海水入侵的严重区域,地下水水位长期低于海平面且逐年下降,2012—2016年SWI速率均值为0.3 m/d,向陆NO3-N通量均值为69.6 mmol/(m^(2)·d)。分别计算南、北两岛枯水季(2014年4月)、丰水季(2013年9月)SGD水量,北岛SGD水量为3.5×10^(4)~4.5×10^(4)m^(3)/d,南岛SGD水量为0.4×10^(4)~1.1×10^(4)m^(3)/d。相关结果可为基岩海岛地下水资源管理和生态环境保护提供重要参考。 展开更多

关键词 基岩海岛 海水入侵 地下水向海排泄 地下水-海水相互作用

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平煤西部矿区水-岩共生地下水化学特征

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作者 李昂 吕伟 +4 位作者 景长生 丁学松 刘军亮 冯碧野 范六一 《西安科技大学学报》 北大核心 2024年第6期1154-1164,共11页

平煤西部矿区煤层底部具有富水性强的灰岩含水层,底板岩溶水突水风险增大,给矿井安全生产带来了巨大隐患。为查明煤矿突水水源,需对矿井含水层水文地球化学特征进行研究。以平煤五矿3组主要含水层岩芯样品为研究对象,采用XRD和XRF对岩... 平煤西部矿区煤层底部具有富水性强的灰岩含水层,底板岩溶水突水风险增大,给矿井安全生产带来了巨大隐患。为查明煤矿突水水源,需对矿井含水层水文地球化学特征进行研究。以平煤五矿3组主要含水层岩芯样品为研究对象,采用XRD和XRF对岩芯样品中矿物成分及元素组成进行测试,并结合淋滤试验与浸泡试验,使用Piper三线图对淋滤液、浸出液和原水样中的化学成分及水化学类型进行对比,确定其准确性。结果表明:3种原水样的阴离子均以HCO^(-)_(3)为主,阳离子以Ca^(2+)为主,均与原水样毫克当量百分比相一致;3组原水样与淋滤液、浸出液的水化学类型主要为Ca-Mg-HCO_(3)型,砂岩水和太灰水中检测到少量Ca-Mg-Cl-SO_(4)型,原水样与试验模拟结果的水化学特征高度吻合。研究结果不仅为理解各地质时期水化学差异提供了有力证据,也为后续的水-岩相互作用提供了试验验证,为涌水水源判别和矿井水资源利用奠定了基础。 展开更多

关键词 地下水 水-岩相互作用 淋滤试验 浸泡试验 水化学特征 矿井突水

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分层沉积物河流-地下水系统水力连通演化 被引量：3

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作者 程大伟 詹红兵 +1 位作者 李洁 邓婧芫 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期135-144,共10页

为揭示河流-地下水系统水力连通状态演化特征,以分层沉积物季节性失水河流-地下水系统为研究对象,解析水力连通状态判别标准,剖析系统内渗流变异机制,阐明水力连通状态变异类型与机制,完善演化理论框架。构建6个具有不同分层沉积物的河... 为揭示河流-地下水系统水力连通状态演化特征,以分层沉积物季节性失水河流-地下水系统为研究对象,解析水力连通状态判别标准,剖析系统内渗流变异机制,阐明水力连通状态变异类型与机制,完善演化理论框架。构建6个具有不同分层沉积物的河流-地下水系统渗流模型,利用数值模拟方法模拟水力连通状态演化及变异。结果表明:湿润锋曲线和饱和带前锋曲线是刻画水力连通状态演化的特征曲线;沉积物内渗透能力和毛细力作用差异是导致变异的原因。湿润锋曲线变异类型为陡坎型、缓坡型或交替型;饱和带前锋曲线变异类型为后移型、前突型或交替型。研究成果为进一步开展河流-地下水系统内水量评估、物质迁移和能量传输研究提供理论支撑。 展开更多

关键词 河流-地下水系统 水力连通状态 分层沉积物 湿润锋曲线 饱和带前锋曲线 变异

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卫河流域河流-地下水流系统氮素运移的数值模拟 被引量：12

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作者 高志鹏 郭华明 屈吉鸿 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期273-284,共12页

卫河是海河流域污染最严重的河流之一,该河如何影响附近浅层地下水的水质是长期受到重视但缺乏定量研究的关键问题。为探讨这一问题,利用Hydrus-2d模型模拟河流-非饱和带氮素的迁移转化,以GMS软件中的RT3D模块模拟氮素在饱和含水层中的... 卫河是海河流域污染最严重的河流之一,该河如何影响附近浅层地下水的水质是长期受到重视但缺乏定量研究的关键问题。为探讨这一问题,利用Hydrus-2d模型模拟河流-非饱和带氮素的迁移转化,以GMS软件中的RT3D模块模拟氮素在饱和含水层中的运移,将包气带底部淋滤出的污染物浓度定为饱和带溶质运移模型的上边界条件,首次实现了河流-非饱和带-饱和含水层氮素运移的联合模拟,得到河流线状污染源对浅层地下水的影响程度及范围。研究结果表明:由于吸附作用、硝化-反硝化作用的存在,从河流上游到下游,包气带厚度加大,运移至含水层中的NH_4^-N、NO_2^-N浓度呈下降趋势,而NO_3^-N浓度则呈上升趋势。随着入渗时间的增长,进入饱和含水层中的NH_4^-N、NO_2^-N、NO_3^-N的浓度逐渐升高并最终保持稳定。污染的河流对浅层地下水的影响呈带状分布,污染物随入渗水流在包气带中垂直入渗;在饱和含水层中以水平运移为主,污染羽偏向地下水流动的方向,其影响距离不超过500m。 展开更多

关键词 氮素 河流-地下水流系统 数值模拟 Hydrus-2d GMS 卫河

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贵州省鸡场滑坡地下水化学特征反映的水-岩(土)作用 被引量：8

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作者 刘建强 许强 +3 位作者 郑光 陈达 王卓 蒋金晶 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期132-140,共9页

滑坡体水-岩(土)作用是一种复杂的物理化学综合作用,影响坡体的稳定性,但关于目前水-岩(土)相互作用对地质灾害发生方面的影响研究仍较为薄弱。以贵州省鸡场滑坡为研究对象,分析滑坡区岩土体矿物组成和化学成分特征,结合区域内基岩裂隙... 滑坡体水-岩(土)作用是一种复杂的物理化学综合作用,影响坡体的稳定性,但关于目前水-岩(土)相互作用对地质灾害发生方面的影响研究仍较为薄弱。以贵州省鸡场滑坡为研究对象,分析滑坡区岩土体矿物组成和化学成分特征,结合区域内基岩裂隙水、大气降水的成分变化,利用主成分分析方法,研究鸡场滑坡水-岩(土)作用过程,并分析水岩演化作用对滑坡稳定性的影响。结果表明:(1)滑体内玄武岩的风化过程是一种机械破碎-矿物蚀变耦合的水-岩相互作用,发生在“微观-细观-宏观”3种尺度上;(2)选取前3个因子Z_(1)、Z_(2)、Z_(3)(分别占总方差的49.365%、27.135%、15.092%)分析地下水的化学特征,主因子Z_(1)反映了玄武岩原生矿物的溶蚀作用对地下水化学成分的控制作用,主因子Z_(2)反映了地下水的蒸发作用与SiO2溶解度随pH变化的矿物沉淀作用,主因子Z_(3)反映了地下水与岩(土)体间存在离子交换作用且主参与离子为Mg^(2+)和K^(+);(3)水岩作用产物主要为伊利石、蒙皂石、绿泥石等黏土矿物,使得岩体结构面内黏土矿物含量增加,岩体劣化损伤,对滑带的形成及滑坡的解体产生重要影响。由此研究说明滑坡地下水与岩土体相互作用的主要过程能被主成分分析结果充分反映。 展开更多

关键词 鸡场滑坡 水-岩(土)相互作用 地下水 化学性质 主成分分析 矿物成分

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人工回灌过程中的水-岩相互作用模拟 被引量：10

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作者 石旭飞 张文静 +2 位作者 王寒梅 焦珣 何海洋 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期220-227,234,共9页

人工回灌过程中所发生的水-岩相互作用是影响回灌层位地下水环境质量的重要因素。采用室内实验和水文地球化学模拟等技术对人工回灌过程中的水-岩相互作用机理进行了分析。研究结果表明:受混合作用影响,随着回灌水比例的增加,混合水中TD... 人工回灌过程中所发生的水-岩相互作用是影响回灌层位地下水环境质量的重要因素。采用室内实验和水文地球化学模拟等技术对人工回灌过程中的水-岩相互作用机理进行了分析。研究结果表明:受混合作用影响,随着回灌水比例的增加,混合水中TDS质量浓度降低,水化学类型由Cl·HCO3-Na型水逐渐转变为HCO3·Cl-Na·Ca型水;受水-岩作用影响,在同一混合比例条件下,随着水-岩作用的进行,混合水中TDS质量浓度升高,各主要离子质量浓度呈现升高的趋势,但只有回灌水比例占10%时,混合水TDS质量浓度才大于原始地下水(涨幅约5%)。实验介质溶解于水的离子中,Ca2+、Mg2+和HCO3-主要来源于碳酸盐矿物的溶解,Na+主要来自岩盐的溶解。在人工回灌过程中,发生的水-岩相互作用主要包括方解石、白云石、钾长石、岩盐、CO2的溶解和伊利石的沉淀。其中:钾长石溶解量与伊利石沉淀量、碳酸盐矿物溶解量与CO2溶解量的相关性较强,其相关系数分别为1.00和0.78(显著性水平为0.05);硅酸盐矿物反应量和回灌水比例之间的相关系数为0.97(显著性水平为0.01),相关性极强;而碳酸盐矿物反应量和回灌水比例之间的相关系数为0.52(显著性水平为0.01),相关性较弱。上述相关性分析为确定人工回灌过程中的水-岩相互作用机理、地下水中主要离子组分的来源途径以及定量分析人工回灌对含水层介质的影响提供了依据。 展开更多

关键词 人工回灌 水-岩相互作用 水文地球化学模拟 地下水

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水-岩相互作用模拟的研究进展 被引量：32

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作者 李义连 杨玉环 卢学实 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 2003年第3期95-99,共5页

水 岩相互作用的地球化学模拟已在模型建立和软件的开发方面取得了较大的进展。地球化学模型发展经历了从反向模拟到正向模拟,以及到现在的反应性溶质运移模拟的发展过程。许多计算模拟软件被开发出并投入到实际应用中,现在的模拟技术... 水 岩相互作用的地球化学模拟已在模型建立和软件的开发方面取得了较大的进展。地球化学模型发展经历了从反向模拟到正向模拟,以及到现在的反应性溶质运移模拟的发展过程。许多计算模拟软件被开发出并投入到实际应用中,现在的模拟技术已能处理较大范围内温度变化、压力变化、组分变化,以及各种地质条件下的水 岩地球化学作用。许多水 岩相互作用问题要回答地质作用的过去历史,要解释或预测未来可能水环境变化,通过模拟已获得满意的解决。目前水 岩作用地球化学模拟取得的重要进步是动力学模型和耦合运移模拟已取得了实质性进展,并应用于实际研究之中。 展开更多

关键词 水-岩相互作用 地球化学模拟 反应性溶质运移模拟 地质条件 正向模拟 反向模拟 动力学模拟 地下水 化学物质 迁移 环境污染

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