地理科学进展 ›› 2015, Vol. 34 ›› Issue (3): 381-388.doi: 10.11820/dlkxjz.2015.03.013
袁瑞强1, 龙西亭2, 王鹏3, 王仕琴4, 宋献方5
收稿日期:
2014-08-01
修回日期:
2014-12-01
出版日期:
2015-03-25
发布日期:
2015-03-25
作者简介:
作者简介:袁瑞强(1980-),男,山西太原人,副教授,博士,主要从事流域水循环与水环境研究,E-mail:
基金资助:
Ruiqiang YUAN1, Xiting LONG2, Peng WANG3, Shiqin WANG4, Xianfang SONG5
Received:
2014-08-01
Revised:
2014-12-01
Online:
2015-03-25
Published:
2015-03-25
摘要:
受到水库拦蓄、抽水灌溉等人类活动的影响,白洋淀流域平原区河流断流,非承压含水层逐渐被疏干。下游的白洋淀无法得到河流和地下水的补给,时刻面临干涸。鉴于白洋淀对区域生态环境和气候有重要的影响,多次实施调水补淀工程。然而,白洋淀渗漏严重,调水补淀的效果不理想。为了保护白洋淀,亟需恢复地下水的可持续性,这首先需要查明地下水的更新能力。2009年,对白洋淀流域平原区地下水进行实地调查,并采集采集地表水和地下水水样共36个,分析其氚含量。利用线性插值法、吴秉钧法和连炎清法恢复了该地区降水氚含量的历史数据,结合数学物理模型估算了非承压地下水的更新能力。结果表明,氚含量较高的白洋淀水渗漏使得周边地下水氚含量增高。总体上,沿山区到淀区的方向非承压地下水更新速率逐渐由15.0%/a降低至4.0%/a。山前平原冲洪积扇区域是非承压地下水的主要补给区,平均更新速率达9.8%/a。冲积平原区域非承压地下水的平均更新速率仅为4.4%/a。为此,需要限制在冲积平原区域开采非承压地下水,以逐步恢复其更新速率,使其重新补给白洋淀。地下水的恢复过程可能较慢,但可从根本上解决调水补淀无法解决的干淀问题。
袁瑞强, 龙西亭, 王鹏, 王仕琴, 宋献方. 白洋淀流域地下水更新速率[J]. 地理科学进展, 2015, 34(3): 381-388.
Ruiqiang YUAN, Xiting LONG, Peng WANG, Shiqin WANG, Xianfang SONG. Renewal rate of groundwater in the Baiyangdian Lake Basin[J]. PROGRESS IN GEOGRAPHY, 2015, 34(3): 381-388.
1 | 陈望和. 1987. 河北第四纪地质[M]. 北京: 地质出版社. |
[Chen W H.1987. Hebei disiji dizhi[M]. Beijing, China: Geology Press.] | |
2 | 陈望和. 1999. 河北地下水[M]. 北京: 地震出版社. |
[Chen W H.1999. Hebei dixia shui[M]. Beijing, China: Seismological Press.] | |
3 | 陈宗宇, 陈京生, 费宇红, 等. 2006. 利用氚估算太行山前地下水更新速率[J]. 核技术, 29(6): 426-431. |
[Chen Z Y, Chen J S, Fei Y H, et al.2006. Estimation of groundwater renewal rate using tritium in the front of Taihang Mountains[J]. Nuclear Techniques, 29(6): 426-431.] | |
4 | 连炎清. 1990. 大气降水氚含量恢复的多元统计学方法[J]. 中国岩溶, 9(2): 157-166. |
[Lian Y Q.1990. A multivariate statistical method for estimation of precipitation tritium[J]. Carsologica Sinica, 9(2): 157-166.] | |
5 | 聂振龙. 2004. 黑河干流中游盆地地下水循环及更新性研究[D]. 石家庄: 中国地质科学院. |
[Nie Z L.2004. Study on groundwater renewal rate in middle reaches basin of Hei River Basin[D]. Shijiazhuang, China: Chinese Academy of Geological Sciences.] | |
6 | 聂振龙, 陈宗宇, 张光辉, 等. 2010. 黑河流域民乐山前隐伏构造带地下水补给与更新[J]. 水文地质工程地质, 37(2): 6-9. |
[Nie Z L, Chen Z Y, Zhang G H, et al.2010. Groundwater recharge and renewal in the Minle Piedmont Plain of the Heihe River Basin[J]. Hydrogeology and Engineering Geology, 37(2): 6-9.] | |
7 | 石旭飞, 董维红, 李满洲, 等. 2012. 河南平原浅层地下水年龄[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 42(1): 190-197. |
[Shi X F, Dong W H, Li M Z, et al.2012. The age of shallow groundwater in Henan Plain[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 42(1): 190-197.] | |
8 | 孙琦, 余翔, 周训, 等. 2011. 中国西北干旱区多级洼地地下水环境同位素分布特征及指示意义[J]. 现代地质, 25(6): 1195-1200. |
[Sun Q, Yu X, Zhou X, et al.2011. Distribution characteristics of groundwater environmental isotopes in a multilevel basin in arid area of the Northwestern China and their indication[J]. Geoscience, 25(6): 1195-1200.] | |
9 | 谭秀翠, 杨金忠, 宋雪航, 等. 2013. 华北平原地下水补给量计算分析[J]. 水科学进展, 24(1): 73-81. |
[Tan X C, Yang J Z, Song X H, et al.2013. Estimation of groundwater recharge in North China Plain[J]. Advances in Water Science, 24(1): 73-81.] | |
10 | 王金哲, 张光辉, 母海东, 等. 2011. 人类活动对浅层地下水干扰程度定量评价及验证[J]. 水利学报, 42(12): 1445-1451. |
[Wang J Z, Zhang G H, Mu H D, et al.2011. Quantitative valuation and validation of the influence degree of human activities on shallow groundwater[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 42(12): 1445-1451.] | |
11 | 王艳姣, 闫峰. 2014. 1960-2010年中国降水区域分异及年代际变化特征[J]. 地理科学进展, 33(10): 1354-1363. |
[Wang Y J, Yan F.2014. Regional differentiation and decadal change of precipitation in China in 1960-2010[J]. Progress in Geography, 33(10): 1354-1363.] | |
12 | 吴秉钧. 1986. 我国大气降水中氚的数值推算[J]. 水文地质工程地质, 13(4): 38-41. |
[Wu B J.1986. Estimation of precipitation tritium, China[J]. Hydrogeology and Engineering Geology, 13(4): 38-41.] | |
13 | 严登华, 袁喆, 杨志勇, 等. 2013. 1961年以来海河流域干旱时空变化特征分析[J]. 水科学进展, 24(1): 34-41. |
[Yan D H, Yuan Z, Yang Z Y, et al.2013. Spatial and temporal changes in drought since 1961 in Haihe River Basin[J]. Advances in Water Science, 24(1): 34-41.] | |
14 | 杨丽芝, 曲万龙, 刘春华. 2013. 华北平原地下水资源功能衰退与恢复途径研究[J]. 干旱区资源与环境, 27(7): 8-16. |
[Yang L Z, Qu W L, Liu C H.2013. Research on the groundwater resource-function decline and sustainable exploitation[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 27(7): 8-16.] | |
15 | 袁瑞强, 宋献方, 王鹏, 等. 2012. 白洋淀渗漏对周边地下水的影响[J]. 水科学进展, 23(6): 751-756. |
[Yuan R Q, Song X F, Wang P, et al.2012. Impacts of percolation in Baiyangdian Lake on groundwater[J]. Advances in Water Science, 23(6): 751-756.] | |
16 | 翟远征, 郭慧, 滕彦国, 等. 2013. 北京大气降水中氚时间序列的恢复[J]. 原子能科学技术, 47(9): 1661-1664. |
[Zhai Y Z, Guo H, Teng Y G, et al.2013. Reconstruction of tritium time series in precipitation of Beijing[J]. Atomic Energy Science and Technology, 47(9): 1661-1664.] | |
17 | 翟远征, 王金生, 滕彦国, 等. 2013. 地下水更新能力评价指标问题刍议[J]. 水科学进展, 24(1): 56-61. |
[Zhai Y Z, Wang J S, Teng Y G, et al.2013. Humble opinion on assessment indices for groundwater renewability[J]. Advances in Water Science, 24(1): 56-61.] | |
18 | 翟远征, 王金生, 周俊. 2013. 北京市潮白河冲洪积扇地下水流动和更新模式的水化学和同位素标记[J]. 应用基础与工程科学学报, 21(1): 32-44. |
[Zhai Y Z, Wang J S, Zhou J.2013. Hydrochemicai and isotopic markers of flow patterns and renewal mode of groundwater in Chaobai River alluvial fan in Beijing[J]. Journal of Basic Science and Engineering, 21(1): 32-44.] | |
19 | 赵良菊, 阮云峰, 肖洪浪, 等. 2014. 氚同位素在黑河流域水循环研究中的应用[J]. 第四纪研究, 34(5): 959-972. |
[Zhao L J, Ruan Y F, Xiao H L, et al.2014. Application of radioactive tritium isotope in studying water cycle of the Heihe River Basin[J]. Quaternary Sciences, 34(5): 959-972.] | |
20 | 张光辉, 费宇红, 刘春华, 等. 2013. 华北滹滏平原地下水位下降与灌溉农业关系[J]. 水科学进展, 24(2): 228-234. |
[Zhang G H, Fei Y H, Liu C H, et al.2013. Relationship between decline of shallow groundwater levels and irrigated agriculture on Hufu Plain of North China[J]. Advances in Water Science, 24(2): 228-234.] | |
21 | 张建云, 贺瑞敏, 齐晶, 等. 2013. 关于中国北方水资源问题的再认识[J]. 水科学进展, 24(3): 303-310. |
[Zhang J Y, He R M, Qi J, et al.2013. A new perspective on water issue in North China[J]. Advances in Water Science, 24(3): 303-310.] | |
22 | 张樑, 王文科, 王宇航. 2014. 利用放射性同位素氚计算格尔木河流域地下水年龄[J]. 地下水, 36(2): 19-21. |
[Zhang L, Wang W K, Wang Y H.2014. Groundwater age in the Talimu River Basin based on tritium[J]. Ground Water, 36(2): 19-21.] | |
23 | Chen J, Tang C, Sakura Y, et al.2004. Spatial geochemical and isotopic characteristics associated with groundwater flow in the North China Plain[J]. Hydrological Processes, 18(16): 3133-3146. |
24 | Clark I D, Fritz P.1997. Environmental isotopes in hydrogeology[M]. Boca Raton, FL: The Chemical Rubber Company Press. |
25 | Houston J, et al.2007. Recharge to groundwater in the Turi Basin, Northern Chile: an evaluation based on tritium and chloride mass balance techniques[J]. Journal of Hydrology, 334(3-4): 534-544. |
26 | La Salle C L, Marlin C, Leduc C, et al.2001. Renewal rate estimation of groundwater based on radioactive tracers (3H, 14C) in an unconfined aquifer in a semi-arid area, Iullemeden Basin, Niger[J]. Journal of Hydrology, 254(1-4): 145-156. |
27 | Stimson J, Rudolph D, Frape S, et al.1996. Interpretation of groundwater flow patterns through a reconstruction of the tritium precipitation record in the Cochabamba Valley, Bolivia[J]. Journal of Hydrology, 180(1-4): 155-172. |
28 | Yuan R Q, Song X F, Han D M, et al.2013. Upward recharge through groundwater depression cone in piedmont plain of North China Plain[J]. Journal of Hydrology, 500(1-4): 1-11. |
29 | Yuan R Q, Song X F, Zhang Y H, et al.2011. Using major ions and stable isotopes to characterize recharge regime of a fault-influenced aquifer in Beiyishui River Watershed, North China Plain[J]. Journal of Hydrology. 405(3-4): 512-521. |
30 | Zhang Y, Ye S, Wu J.2011. A modified global model for predicting the tritium distribution in precipitation, 1960-2005[J]. Hydrological Processes, 25(15): 2379-2392. |
[1] | 王平, 张学静, 王田野, POZDNIAKOV Sergey P. 估算干旱区地下水依赖型植物蒸散发的White法评述[J]. 地理科学进展, 2018, 37(9): 1159-1170. |
[2] | 王平. 西北干旱区间歇性河流与含水层水量交换研究进展与展望[J]. 地理科学进展, 2018, 37(2): 183-197. |
[3] | 孙才志, 朱静. 下辽河平原浅层地下水环境风险评价及空间关联特征[J]. 地理科学进展, 2014, 33(2): 270-279. |
[4] | 韩荣青, 潘韬, 刘玉洁, 张九天, 王文涛. 华北平原农业适应气候变化技术集成创新体系[J]. 地理科学进展, 2012, 31(11): 1537-1545. |
[5] | 郭燕莎, 王劲峰, 殷秀兰. 地下水监测网优化方法研究综述[J]. 地理科学进展, 2011, 30(9): 1159-1166. |
[6] | 王中根, 朱新军, 李尉, 罗燏辀, 张明华. 海河流域地表水与地下水耦合模拟[J]. 地理科学进展, 2011, 30(11): 1345-1353. |
[7] | 郭斌, 王新平, 李瑛, 李慧敏, 李卫红, 赵锐锋. 基于生态恢复的塔里木河干流生态需水量预测[J]. 地理科学进展, 2010, 29(9): 1121-1128. |
[8] | 孙栋元,伊力哈木,冯省利,赵成义. 干旱内陆河流域地表水地下水联合调度研究进展[J]. 地理科学进展, 2009, 28(2): 167-173. |
[9] | 李胜男, 王根绪, 邓伟, 吕玉香, . 黄河三角洲典型区域地下水动态分析[J]. 地理科学进展, 2008, 27(5): 49-56. |
[10] | 王蕊,王中根,夏军. 地表水和地下水耦合模型研究进展[J]. 地理科学进展, 2008, 27(4): 37-41. |
[11] | 陈利群,刘昌明,李发东. 基流研究综述[J]. 地理科学进展, 2006, 25(1): 1-15. |
[12] | 陈建耀,王 亚,张洪波,赵新峰. 地下水硝酸盐污染研究综述[J]. 地理科学进展, 2006, 25(1): 34-44. |
[13] | 许月卿. 京津以南河北平原地下水位下降驱动因子的定量评估[J]. 地理科学进展, 2003, 22(5): 490-498. |
[14] | 毛任钊, 刘小京, 娄华君. 华北平原缺水盐渍区浅层地下水位动态分析[J]. 地理科学进展, 2002, 21(6): 561-572. |
[15] | 娄华君, 毛任钊, 夏军, 冯艳芳. 中国地下水资源系统三级分区及其在海河流域的应用[J]. 地理科学进展, 2002, 21(6): 554-563. |
|