第四纪研究杂志

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第四纪研究杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Quaternary Sciences

  • 11-2708/P 国内刊号
  • 1001-7410 国际刊号
  • 2.29 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
第四纪研究是中国科学院地质与地球物理研究所;中国第四纪科学研究会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1958年创刊,目前已被北大期刊(中国人文社会科学期刊)、国家图书馆馆藏等知名数据库收录,是中国科学院主管的国家重点学术期刊之一。第四纪研究在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:论文、研究简报、书评和后记

第四纪研究 2014年第05期杂志 文档列表

第四纪研究杂志第四纪环境与水资源专辑——庆祝汪集日ij院士80岁诞辰
新疆水循环变化机理与水资源调蓄907-917

摘要:干旱区水资源紧缺,研究气候变化与人类活动双重营力作用下水循环变化机理,制定合理有效的调蓄对策,是应对全球变化的重要任务.新疆作为全球极端干旱区之一,近期水循环发生了显著变化.作为中国最西端及中亚地区的水资源发源地,天山发挥了中亚水塔的作用,其周边干旱区广泛分布,人类生存与生态系统受水资源变化影响十分强烈.近十年来,笔者在天山山区及其周边的塔里木盆地、准噶尔盆地等地开展了大气-地表-地下的多尺度水循环研究.本文从降水形成条件、地表水变化、地下水对地表水变化的响应等不同视角对水循环进行系统分析,探讨在气候变化与人类活动影响下水循环发生变化的机理及其水资源效应.在此基础上,提出干旱区水资源的调蓄途径.研究表明,青藏高原和天山隆升在新疆产生雨影效应,新疆大气降水的水气来源以西风带水气为主,本地再循环水气在降水构成中仅占8%,区域造雨能力低下.双重因素长期作用导致新疆地区干旱化.天山山区与盆地相比,更有利于形成降水,加上冰雪储备丰厚,因此在区域水循环中占主导地位.在气候变化的影响下,气温升高、降水增加、冰川融化加速、主要河流出山径流平均增加约10%,对于气候变化敏感的一些冰川河,增加可达40%以上,造成洪水灾害.下游荒漠中的绿洲,基本上没有降水,水循环由地表水主导,河道断流导致地下水位下降,引发生态退化.塔里木河调水,在流域尺度上证明了这一点.天山山前地带的绿洲农业,是区域用水最多的环节,因而,也是调蓄水资源的有利位置.利用山前戈壁带有利的地质结构和快速循环的地下水,地下水库工程符合干旱区水循环基本规律,相对于平原水库具有明显优势.天山南北符合条件的储水构造很多,可调蓄水量可观.这一地表水地下水联合调蓄的模式,将成为干旱区应�

新疆地下储水构造及地下水库关键技术研究918-932

摘要:“三山夹两盆”是新疆典型的地貌特征,受构造运动影响天山山脉形成了许多山间断陷盆地,在山体隆起及褶皱运动的影响下前山地带还分布有许多由向斜构造形成的凹陷洼地,而且大多数河流出山口冲洪积扇底部都有一个山前凹陷带.由此,盆地—山间断陷盆地—山前向斜凹陷—山前凹陷带即成为巨大的地下储水构造.盆地周边山区降水量大,海拔3800m以上为高山常年积雪区,并分布有大面积的冰川,降水及冰雪消融汇集成河,流向盆地并成为这些地下储水构造的主要补给水源.在漫长的地质时期地下储水构造存蓄了大量的地下水,为地下水库的建设提供了良好的自然条件.本文在系统总结国内外地下水库研究成果和实践经验的基础上,针对新疆四大地下储水构造特征、地下水循环特征和丰富的地下水储量,研究探讨了建设地下水库的可行性、成库条件、工程结构型式及其关键技术,对于充分发挥地下储水构造及储存水的自然优势,系统开展地表水与地下水联合调度,拓展地下水与地表水调控的时间和空间尺度,更好地发挥干旱区水资源的综合效益,具有重要的现实意义和深远的战略意义.

新疆伊犁~巩乃斯盆地西段霍城县平原区地下水环境特征研究933-940

摘要:新疆伊犁~巩乃斯盆地西段霍城县平原区是由多个冰水冲洪积扇形成的缓倾斜平原,赋存第四系松散岩类孔隙水.平原区北部岩性以漂石、卵砾石为主,粒径较大,为单一结构的孔隙潜水含水层,地下水接受补给强度大,地下径流速度快.孔隙承压含水层位于平原区中部和南部,岩性较为复杂,颗粒较细,卵砾石层、粗砂、亚粘土等互层,为复杂的多层含水层结构,地表水和大气降水的入渗是主要的补给来源,径流强度较弱.本研究利用92个不同深度的地下水样品全分析结果,对研究区水化学组分、水化学类型、水化学作用分带性进行了研究.研究表明:1)地下水中的K+、SO42-和Cl-变异系数均大于100%,反映了其含量具有较强的空间不均匀性;2)地下水化学类型具有分带性特征,沿径流路径上由北向南大致由HCO3-Ca-Mg型渐变为HCO3-SO4-Ca型,再渐变为HCO3-SO4-Ca-Mg型;3)研究区地下水矿化度和总硬度含量的变化不仅受到溶滤作用、蒸发浓缩作用的影响,还受到人类活动影响,具有明显的规律性,从补给区到承压区再到排泄区,可划分为3个水化学作用带.本研究结果为研究区地下水的合理开发、利用和保护提供了科学依据.

新疆台兰河坎儿井式地下水库试验研究941-949

摘要:地下水库是水资源人工调蓄研究领域中的热点问题,在水资源开发利用与保护方面都具有独特优势,是实现水资源可持续开发利用的重要途径之一.中国西北干旱半干旱地区山前凹陷带储水构造富含地下水,为地下水库的建设提供了良好的自然条件.本文以新疆温宿县台兰河坎儿井式地下水库试验研究为例,综合分析了研究区水文地质条件,探讨了地下水库运行试验方案,并从补水、取水和输水3个方面分析了建设地下水库的关键技术问题,其中重点介绍了取水试验.结果表明,采用天然的河、沟入渗补水最具有可持续性,利用渗渠入渗效果最好;辐射井取水试验结果表明,地下水库的出水量可达1000m3/h,是普通管井取水能力的4倍,可及时满足取水的需求;输水由正虹吸输水管段和无压输水管段组成,通过总长3.4km的输水管将地下水引出地面,并输送到当地的灌溉渠系之中,在无需耗电的前提下,将地下水库与用户有效衔接起来.现场试验结果表明,坎儿井式地下水库工程是可行的,可以向条件相似的地区推广应用.

干旱内陆区依赖地下水的生态系统研究:以敦煌盆地为例950-958

摘要:在于旱内陆盆地生态水文学研究中,地下水的生态价值日益受到重视.论文以敦煌盆地为研究区,综合潜水埋深和水文地球化学调查、天然植物样方调查以及高空间分辨率遥感技术,从地下水属性变化对天然植物生长的影响以及依赖于地下水的植被生态系统制图等两个方面,开展了依赖地下水的植被生态系统研究.结果表明,以地下水潜水埋深和矿化度为代表的地下水属性与天然植被组成的系统是复杂的非线性系统,由多个相互作用的属性构成;当该系统远离平衡态时,控制系统状态的是多种地下水属性的组合,属性组合的微小涨落可能导致系统状态的较大差异;该系统状态的变化不具有等比例变化特征.植被覆盖度随潜水埋深和矿化度变化具有随机性、确定性和混沌特征.综合考虑研究区植物对地下水的依赖程度、植物对地下水的利用方式、地下水的排泄方式,以及植物群落空间分布格局,结合野外调查数据,完成了研究区依赖地下水的植被生态系统制图.结果表明,研究区除部分河、湖沿岸的植被生态系统外,其余2270.5km2面积都高度依赖地下水,占总面积的88%.

氚同位素在黑河流域水循环研究中的应用959-972

摘要:通过对黑河流域不同水体如降水、河水、深井(>80m)、浅井(<80m)及泉水的氚(T)含量的测定,结合文献资料和国际原子能机构数据,对流域不同水体氚(T)含量的空间分布特征进行了分析,并对黑河流域浅层和深层地下水的补给来源、年龄及其更新时间进行了研究.结果表明:1)黑河上游、中游及下游河水T含量分别为50.0TU,33.3TU及20.9TU,呈逐渐降低趋势;上游和中游降水T含量变化也呈相似的规律,说明黑河流域河水来自黑河源区降水,且河水从上游到下游流动过程中与地下水进行转换.尤其是在临泽到正义峡段,河水的平均T含量为31.9TU,说明张掖和临泽灌溉抽提的地下水对河水有补给作用.2)黑河上游和中游山前平原的深层地下水T含量大于30.0TU,补给年龄小于50a;中游盆地及下游深层地下水T含量低于10.0TU,地下水年龄在50a以上,为次现代水,更新速度慢.3)黑河上游地下水和河道附近区域的浅层地下水的T含量高于30.0TU,补给年龄低于50a;远离河道浅层地下水T含量低于10.0TU,补给年龄大于50a.说明黑河源区降水是上游地下水的补给源,出山径流是黑河干流附近浅层地下水的主要补给源,地下水补给年龄低于50a,更新期短;远离河道区域的浅层地下水T含量低于10.0TU,为次现代水,更新速度慢.本研究结果对合理科学地利用黑河流域水资源具有借鉴意义.

黑河流域河道径流和人类活动对地下水动态的影响973-981

摘要:文章概述了西北内陆干旱区黑河流域地下水系统的构成及第四纪含水层分布,在系统收集整理1986~2009年间黑河流域河道径流、地下水位、灌溉引水资料及补充调查成果的基础上,重点分析了径流变化和人类活动对流域地下水动态的影响.根据高程梯度、地貌类型和径流对平原地下水系统的补给作用,流域地下水动态类型可分为3个典型区:1)山前潜水含水层强入渗补给区,河道过水量控制着年地下水位变幅;2)冲积扇边缘细土平原承压含水层区,人类活动干预下的地表-地下水复杂交互过程使地下水位多年变化呈动态平衡状态;3)下游荒漠平原入渗生态补给区,政策性分水计划强烈影响地下水动态变化和空间分布.地表-地下水交互过程强烈影响地下水系统的动态平衡,且在不同区域呈现的时间尺度不同.中游绿洲农业区的人类活动通过政策性的水量再分配及土地利用空间格局变化影响地下水的循环路径及补径排条件.通过建立地表-地下水-生态水文过程耦合模型是量化动态水循环过程、合理管理地表-地下水资源的迫切需求,是未来干旱区水资源可持续利用研究的方向.

额济纳绿洲浅层地下水动态监测研究及其进展982-993

摘要:浅层地下水动态是影响与制约我国西北干旱区黑河流域下游额济纳绿洲生态系统维持与修复的根本要素之一.本文通过梳理近年来额济纳绿洲浅层地下水动态变化的研究成果,结合典型观测站点的地下水水位与盐分自动监测(2010~2013年),回顾了该地区地下水监测站网的发展阶段,归纳了地下水年际动态变化特征及其空间变化类型,综述了其驱动因素.地下水动态长期观测的综合分析结果表明,该地区浅层地下水水位自20世纪50年代起开始下降,一直持续到20世纪90年代末期,2000年生态输水之后,地下水位整体得到回升.根据地下水时空动态变化特征及其驱动因素,可以将研究区划分为4个典型区域:以河道渗漏补给与植被蒸腾作用为主的河岸带;以区域地下水侧向补给与潜水蒸发作用为主的荒漠戈壁带;以地下水依赖型生态系统蒸散发与区域地下水侧向补给作用为主的天然绿洲区;以地下水开采与人工回灌作用为主的人工绿洲区.研究认为,间歇性河流的渗漏补给以及荒漠-绿洲生态系统的蒸散发是该地区浅层地下水系统动态变化的主要驱动因素.此外,人为配置地表水资源与局部开采地下水资源加剧了地表水与地下水之间的相互转化,改变了浅层地下水系统的天然动态.为了定量识别生态输水配置下的地表水-地下水相互转化及其与生态环境之间的关系,下一阶段的研究应以地表水/地下水系统动态联合监测为基础,深入开展关键水文过程野外试验研究,同时强化人类调控下的水文过程多尺度综合模拟.

荒漠地下水的大气降水补给及其环境意义——以阿拉善高原晚全新世记录为例994-1012

摘要:在荒漠地区选择何种方法开展地下水的补给及其环境响应研究,是目前干旱区水文学的一个难点和热点问题.本文回顾了前人在相关研究中所选择的包气带示踪方法理论及问题,以我国北方阿拉善高原荒漠为例提取了区域地下水补给和演化的有效信息,并提供了与之相关的环境变化历史的理解.基于氯质量平衡理论所估算的荒漠非饱和带补给速率与年代学序列等研究表明:阿拉善高原中部巴丹吉林沙漠及周边戈壁等地区在晚全新世距今约700~2000年历史上,经历了数次百年尺度的地下水补给波动过程,并与区域干湿气候波动密切相关;多个剖面记录可以识别出近千年来4个相对湿润(1330~1430年、1500~1620年、1700~1780年和1950~1990年)以及3个相对干旱(1430~1500年、1620~1700年和1900~1950年)的时段.这些记录与青藏高原北缘地区的其他古气候记录具有一致性,并与我国东部气候记录有一定的对应,表明阿拉善高原地下水补给广泛反映了百年尺度上我国西北地区大尺度范围内的气候干湿变化程度,并且可能受到了东亚夏季风强度变化的影响.估算的阿拉善近千年以来的平均补给速率约为1.3 ~ 2.6mm/a,为理解区域地下水补给来源问题带来新的地质证据,但目前的研究结果与其他环境记录有较大出入.需要指出,包气带剖面的环境记录具有很多不确定性,主要来自于氯质量平衡估算中的大气Cl输入量假设和均质土壤包气带剖面(活塞流)的选择.我们认为未来应当通过对比确定性的数据(如区域基准站)和大尺度随机大气Cl输入背景来广泛检验这个不确定性及其误差;并对非饱和带地层的结构均质性、水分平流传输与扩散传输机制的相对重要性以及特征时段的“氯凸剖面”等,提供沉积学、水力学和地球化学等证据的约束.

鄂尔多斯高原地下水与植被盖度的相互影响1013-1022

摘要:鄂尔多斯高原位于我国干旱-半干旱过渡带,发育毛乌素沙地和库布其沙漠,其生态环境对地下水有较强的依赖性.利用2005~2012年地下水观测数据、2008年8月中下旬MODIS NDVI数据和同期陆面蒸散量评估数据,以NDVI为基础定义植被相对盖度,本文研究了鄂尔多斯高原植被盖度与浅层地下水的依赖关系,以及植被盖度对地下水补给的影响.研究区植被盖度的统计特征近似符合Gamma随机分布函数,当地下水埋深小于10m时,其均值和峰值明显随地下水埋深增大而减小,且峰值对地下水更敏感.植被盖度同时受到气候条件和地下水的影响,呈斑块状分布.蒸散系数(实际蒸散强度与蒸发潜力的比值)随植被相对盖度的增大而升高,两者的依赖关系可以近似表示为分段线性函数.基于此近似关系,本文估算了鄂尔多斯高原地下水净补给强度的多年平均值.结果显示植被稀疏的沙地有利于地下水补给,而植被生长较为旺盛的低洼地带因蒸发强烈形成地下水的排泄区.地下水、植被和陆面蒸散之间存在耦合关系.

关中盆地腹部地下热水成因类型的同位素水文地球化学证据1023-1035

摘要:关中盆地腹部深层地下热水的成因类型呈多样化特征,不同构造单元具有不同的成因类型,除少量现代入渗型水外,大多为古入渗型水、残余沉积水以及二者的混合水.其中,固市凹陷华阴051井地下热水的δD和δ18O发生显著漂移,氘盈余(d)值低至-41‰,严重偏离大气降水线,几乎完全丢失了入渗时的大气环境的信号,表现为封存条件下同位素水文地球化学演化的极端过程,其氢氧稳定同位素δD、δ18O值落在沉积水的δD、δ18O值范围内;其水化学类型以Na·Ca-Cl型水为主,rNa/rCl<0.85,Cl/Br>293,rSO24-/rCl低至1.09以及rCa/rMg高达12.26,符合沉积成因地下热水的水文地球化学特征,可能为地质历史时期被埋藏的残余蒸发湖水,其成因类型为残余陆相沉积水.固市凹陷渭南城区和咸礼断阶东部深层地下热水的成因类型以古入渗成因为主,不排除混有少量的残余陆相沉积水;西安凹陷和咸礼断阶西地下热水成因类型为入渗混合型,即现代入渗水和古入渗水的混合水.

重庆巫溪县宁厂盐泉的形成1036-1043

摘要:重庆巫溪县的宁厂盐泉历史上曾长期用来生产食盐,是川东地区盐文化的策源地.本文对其出露特点、水化学特征和形成进行调查、分析和总结.结果表明,宁厂盐泉出露于四川盆地东部边沿的中三叠统雷口坡组碳酸盐岩中,总溶解性固体(TDS)为53.102g/L,pH值7.78,离子组分以Cl-和Na+占优势,F-、Br-和锶含量较高,水化学类型为Cl-Na型,氢氧稳定同位素资料表明是大气水起源的溶滤水.泉眼高于附近河水位约8m,是大气降水入渗山区碳酸盐岩后逐渐向着河谷汇集流出地表形成的.地下水在地下径流的位置高于泉眼,属于浅循环泉.宁厂盐泉是总溶解性固体低的大气降水入渗后溶滤碳酸盐岩中的可溶盐类导致地下水具有较高的总溶解性固体的泉水,属于溶盐卤水.其所排泄的地下水对碳酸盐岩含盐地层的溶滤作用进行得还不是十分强烈,致使泉水至今还具有较高的总溶解性固体.

城市发展对岩溶地下水质影响的地球化学示踪——以重庆南山老龙洞地下河系统为例1044-1053

摘要:随着城市化的快速发展,大量生活废水的排放严重影响岩溶地下水质.本文尝试利用重庆南山老龙洞流域2012年每月地下水、雨水和生活污水的水化学数据与环境同位素87Sr/86Sr、δ34S-SO2-和δ13CDIC来研究城市发展对岩溶地下水质的影响,结果表明:1)城市化过程带来的硫酸改变了岩溶地质过程,不同月份碳酸溶蚀碳酸盐岩对地下水中(Ca2++Mg2+)和HCO3-的贡献率分别变化于38% ~68%(平均贡献率为53%)和55% ~81%(平均贡献率为68%),而硫酸溶蚀碳酸盐岩对地下水(Ca2+ +Mg2+)和HCO3-的贡献率分别变化于32% ~ 62%(平均贡献率为47%)和19% ~ 45%(平均贡献率为32%);2)生活废水的输入改变了流域地下水锶同位素的地球化学特征,地下水87Sr/8Sr变化丁0.70800~0.70900,明显高于雨水和石灰岩溶解来源的87Sr/86Sr值,而低于生活废水的87Sr/86Sr值,表明流域地下水质受水-岩作用和污水输入的共同影响;3)地下水δ34S-SO42-变化于7.8‰~ 12.0‰之间,SO42-主要来源于生活污水和雨水的输入与石膏的溶解;4)地下水δ13CDIC变化于-11.2‰~-7.3‰之间,且地下水(Ca2+Mg2+)/HCO3摩尔比率介于0.60~0.71,流域地下水质一方面受控于CO2对碳酸盐岩溶解的自然过程,另一方面则受城市化过程产生的硫酸对碳酸盐岩溶解的控制.

基于氢氧同位素和水化学的废弃煤矿充水水源识别1054-1061

摘要:峰峰矿区地处太行山东麓边缘,属华北地层区,矿区含水层可分为四大含水岩系,其中第四系孔隙含水层地下水和二叠系砂岩含水层地下水主要接受降水补给,石炭系薄层灰岩含水层地下水除接受沟谷河段渗漏补给外,在局部接受下伏奥陶系灰岩地下水的补给,奥陶系灰岩含水层地下水主要接受鼓山、九山及西北部灰岩裸露区降水补给.峰峰矿区有生产矿井13对,废弃矿井4对,本次研究对象为废弃的一矿和二矿.本文运用水化学成分和氢氧稳定同位素作为水循环过程的示踪剂,研究了峰峰矿区不同含水层地下水的水文地球化学特征,并在此基础上识别了废弃矿井主要充水来源.通过现场调查,系统采集了该区废弃矿井水、奥灰水、薄层灰岩水、砂岩水和松散岩类孔隙水水样,并采用离子色谱法、滴定法和高分辨率激光光谱法在实验室完成了水化学成分(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO4-、HCO3-和Sr2+)和氢氧稳定同位素组分(D和18O)测定.水化学分析结果显示,废弃矿井水、奥灰水的水化学类型主要为HCO3-SO4-Ca-Mg,属于低矿化度水;不同水体Sr2+含量存在一定的差异,废弃矿井水和奥灰水Sr2+平均值分别为0.67mg/L和0.69mg/L,且二者Sr2+/Ca2+和Sr2+/Mg2+比值比较接近,可能说明二者存在密切的水力联系;不同水体水化学成分主要受到溶滤作用的影响.氢氧稳定同位素研究表明,砂岩水和孔隙水δD和δ18O相对富集,废弃矿井水和奥灰水δD和δ18O值比较接近.结合矿区奥灰含水层富水性强并与煤系地层存在密切水力联系的水文地质条件,说明奥灰水为废弃矿井水的主要充水水源.

苏锡常地区深层地下水禁采后土层变形特征分析1062-1071

摘要:为了控制苏锡常地区的地面沉降,2000年开始该区实行了深层地下水的禁采.基于近10年来监测数据,对比分析了禁采前后地质环境要素的变化规律,重点剖析禁采后地下水回升条件下的土层变形特征.数据分析结果显示,禁采以来,以主采层第Ⅱ承压含水层为代表的地下水位逐步回升,自2000年至2009年,40m埋深水位降落漏斗面积由近4000km2缩小至1200km2.地面沉降的发展速率也出现不同程度的减缓,至2008年,大于5mm/a的沉降区面积已缩减到1200km2.研究区土层的变形特征表现出明显的差异性.苏州北部沿江地区和中部地区地面沉降出现了明显回弹,土层表现为弹性变形特征.而位于地下水位漏斗和沉降漏斗中心附近的土层表现出沉降的迟滞性,即使在禁采后水位回升的情况下土层仍表现为持续沉降或微沉.研究结果为后续区域地面沉降模型中土层沉降模型的合理选择提供依据.

氧化还原条件对地下水中砷释放迁移的影响——以通榆县高砷地下水为例1072-1081

摘要:研究区位于吉林西部通榆县,松嫩平原的西南部,总面积8468km2.采集地下水样品87件,其中第四系浅层潜水井29件、第四系承压水井和新近系承压水井水样58件.在现场测定、实验室分析的基础上,研究了氧化还原条件对地下水中砷释放和迁移的影响.结果表明在空间上,从向海水库到四井子乡,水中的砷浓度逐渐增高,浅层地下水中的高砷点集中在四井子乡,深层高砷地下水分布在中部,霍林河两岸的冲湖积平原内.以我国标准0.05mg/L为限值,砷超标率达61%,以世界卫生组织(WHO)标准0.01 mg/L为限值,有86%的地下水样超标.总体上,高砷地下水主要存在于还原环境中,地下水中溶解铁以Fe(Ⅱ)为主,As(Ⅲ)占总As的60%以上,NO3-含量较低,而NH4+浓度较高.还原环境是控制地下水系统中砷释放的关键因素.利用PHREEQC的模拟计算表明,地下水中不同氧化还原电对(Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)、N(-Ⅲ)/N(Ⅲ)、N(-Ⅲ)/N(Ⅴ)、N(Ⅲ)/N(Ⅴ)、S(-Ⅱ)/S(Ⅵ)和As(Ⅲ)/As(Ⅴ))计算得到的电子活度(pE值)存在很大差异,其中,Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)计算得到的pE值与现场实测Eh值换算得到的pE值较为接近.表明,Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)是研究区地下水的决定电位体系,其氧化还原状态主要受Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的氧化还原控制.Fe氧化物/氢氧化物的还原性溶解,使吸附在其表面的As释放到地下水中,是高砷地下水的形成的主要原因;而人类农业活动促进了浅层地下水中As的运移和富集.

流域生态水文模型研究和问题1082-1093

摘要:在生态水文学的发展进程中,流域生态水文模型是研究的重要分支和热点问题.它可以通过不同尺度的生态过程和水文过程的耦合描述,揭示其相互作用机制与关系.发展至今,对流域生态水文模型的研究已取得一些阶段成果,从最初描述单过程的经验模型到清晰刻画物理过程的分布式模型,主要经历了单向耦合模型、概念模型、半物理过程模型和物理过程模型.目前,流域生态水文模型在森林流域和干旱半干旱区流域生态水文过程对气候变化的响应及土地利用对作物产量影响等方面的研究中得到广泛应用.现有模型在对植被-水文相互作用机制的刻画、流域尺度转换、模型参数估计、输入数据、模拟精度与不确定性等方面存在一些问题,这些问题也是未来生态水文模型研究的重点.生态水文模型的研究依赖于生态水文学的学科发展和理论研究,要紧密结合生态水文学的最新研究进展,才能够实现模型在理论上的突破.

基于热追踪方法的河流横断面潜流交换时空非均质特征研究1094-1105

摘要:本文选取山东省济宁市汶上境内大汶河段作为试验场地,主要对河流横断面浅层河床温度进行现场实时监测,分析河床温度剖面的空间分布和动态特征.采用热追踪方法(热量运移解析模型)求解潜流通量,定量描述潜流交换过程的空间非均质特征和动态特征.温度监测结果表明河床温度空间分布不均匀并呈显著动态变化,受到河水温度波动和河床深处某稳定热源的影响;河床浅层温度变幅大于河床深层,河床温度信号向下传递过程中具有明显的振幅衰减和相位延迟,不同测管处衰减程度存在差异.潜流通量大小随深度变化呈现了多种类型共存的特征,在监测期内,呈现出比单调增长的河水水位更加复杂的变化特征,具有显著的空间异质性.与前人研究结论相比,本次研究证实了潜流通量的时空非均质特征受到了河床地形和河水水位的影响,更加强调了区域地下水温度场与潜流交换的空间分布之间的对应关系.