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青藏高原地下水研究现状及主要科学问题 被引量：1
1
作者 郭华明 高志鹏 +4 位作者 胡雅璐 邢世平 李遥 蒋小伟 彭建兵 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期328-341,共14页
作为“亚洲水塔”的青藏高原,其地下水对于维持长江、黄河、雅鲁藏布江、怒江、澜沧江等亚洲大江大河的流量稳定、保障区域生态系统健康、确保数亿人口用水安全具有不可替代的作用。然而,相对于地表水和冰川冻土,青藏高原地下水研究十... 作为“亚洲水塔”的青藏高原,其地下水对于维持长江、黄河、雅鲁藏布江、怒江、澜沧江等亚洲大江大河的流量稳定、保障区域生态系统健康、确保数亿人口用水安全具有不可替代的作用。然而,相对于地表水和冰川冻土,青藏高原地下水研究十分薄弱。少数研究利用GRACE卫星数据反演,量化了地下水储量变化的发展趋势;部分研究揭示了冻融条件下局部区域地下水动态特征及生态环境效应。本文在对相关文献进行系统梳理的基础上,总结了青藏高原地下水类型及分布和地下水利用现状,粗略估算了地下水储量和地下水资源量,揭示了冰川冻土特殊环境下地下水地表水相互作用规律。最后,提出了青藏高原地下水研究存在的主要科学问题,包括浅表固态液态水转化通量和机制、青藏高原地下水循环深度、青藏高原地下水储量及其变化机制。这些科学问题的解决将提升对特殊气象水文、剧烈起伏地形地貌、复杂地质构造和水文地质条件下地下水赋存规律、循环特征及水热耦合过程等理论认识,进一步丰富水文地质学的理论体系。 展开更多
关键词 冰川 冻土 水资源 含水层 构造运动 地热
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毛乌素沙地地下水动态对旱柳根系吸水的影响机制
2
作者 乔冈 尹立河 +3 位作者 徐永 张俊 石长春 余堃 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期39-49,共11页
毛乌素沙地依赖地下水的旱柳广泛分布,尽管旱柳生长水分来源研究取得显著进展,但对于场地尺度单株旱柳根系吸水对地下水位动态的响应机制研究成果则较少,阻碍了植被与地下水互馈机制的揭示。基于此本文采用旱柳根系挖掘、原位监测试验... 毛乌素沙地依赖地下水的旱柳广泛分布,尽管旱柳生长水分来源研究取得显著进展,但对于场地尺度单株旱柳根系吸水对地下水位动态的响应机制研究成果则较少,阻碍了植被与地下水互馈机制的揭示。基于此本文采用旱柳根系挖掘、原位监测试验、人工注水试验等方法,通过监测气象要素、旱柳生理参数、分层包气带水分以及地下水位等指标,结合根系垂向分布特征,分析了地下水位动态过程中包气带水分以及根系吸水策略的变化规律。结果表明:试验区旱柳根系存在一个以吸取由大气降水入渗转化成的包气带水分的浅部毛根吸水区,集中分布在埋深0.2~0.8 m范围;两个以吸取由地下水转化成的包气带水分的深部根系吸水区,其中一个是细根与侧根吸水区,出现在2.0~3.8 m范围,用于汲取深层包气带水及毛管上升水;另一个是深层垂直触及潜水面根系吸水区,分布在4.3~4.8 m范围,主要吸取地下水。以地下水转化的深部包气带水分为水源,旱柳根系吸水强度增加为原来的3倍。旱柳根系吸取由地下水转化的深部包气带水分的压力水头阈值是-10.7 m。在此基础上,进一步结合国内外类似研究,解释了地下水动态对不同根区吸水区形成的生态水文机制及其适应意义,提出旱柳实现“多层吸水/动态分配”应对极端干旱事件的建议。这些认识深化了地下水动态与旱柳吸水机制的认知,不仅推动干旱区生态水文学理论发展,也为全球沙化土地的综合治理提供科技支撑。 展开更多
关键词 地下水动态 根系吸水 树干液流 原位试验 旱柳
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安徽省淮北平原浅层地下水时空演变特征及降水驱动分析
3
作者 刘猛 姚梅 +2 位作者 黄蕾 吴春艳 李娴 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期139-144,共6页
气候变化及人类活动已引发全球范围内地下水系统的深刻改变,研究地下水时空变化规律及其影响因素对于地下水资源管理和保护具有重要意义。文章基于安徽省淮北平原165眼浅层地下水监测井1974—2020年水位埋深数据,采用线性倾向率、Sen斜... 气候变化及人类活动已引发全球范围内地下水系统的深刻改变,研究地下水时空变化规律及其影响因素对于地下水资源管理和保护具有重要意义。文章基于安徽省淮北平原165眼浅层地下水监测井1974—2020年水位埋深数据,采用线性倾向率、Sen斜率估计、M-K检验和克里金插值等方法分析地下水埋深时空变化特征,利用Kendall’s秩相关法分析降水量与地下水埋深之间关系,使用地理探测器分析降水量变化对地下水埋深空间分布的影响程度。结果表明:在1974—2020年间,受降水量减少、开采量增加、下垫面改变等因素综合影响,研究区浅层地下水埋深总体呈增加趋势,每10年增加0.12m;浅层地下水埋深变化趋势“有增有减”,呈现出显著的空间分异性,其中,埋深显著增加、不显著增加、基本不变、不显著减少和显著减少的面积分别占33.4%、35.1%、20.2%、5.6%、5.7%;浅层地下水埋深的空间分布特征是自淮北平原西北向东南方向逐渐减小;降水是影响研究区浅层地下水埋深时空变化的最主要驱动因素,对浅层地下水埋深的时空变化影响十分显著,二者呈负相关关系。该研究结果揭示了淮北平原浅层地下水埋深时空格局、演变趋势以及降水对其的影响程度,为区域地下水资源管理和保护提供了科学依据。 展开更多
关键词 地下水埋深 动态特征 空间分异性 地理探测器 淮北平原
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2025年西藏定日M_(s)6.8级地震地质灾害特征及控制因素分析
4
作者 彭博 巴仁基 +3 位作者 李常龙 熊德清 李宗亮 李义 《沉积与特提斯地质》 北大核心 2026年第1期203-214,共12页
基于应急排查、遥感解译及区域地质资料,本文分析研究了2025年1月7日西藏自治区定日县M_(s)6.8级地震Ⅵ度带内地震地质灾害的空间分布、变形特征及控制因素。研究发现:(1)震区震后共发育973处地质灾害,其中新增地质灾害97处,原在册地震... 基于应急排查、遥感解译及区域地质资料,本文分析研究了2025年1月7日西藏自治区定日县M_(s)6.8级地震Ⅵ度带内地震地质灾害的空间分布、变形特征及控制因素。研究发现:(1)震区震后共发育973处地质灾害,其中新增地质灾害97处,原在册地震灾害111处变形加剧。(2)地震地质灾害以不同程度的变形和局部失稳为主,以震中为核心沿西向和南北向集中展布,变形强度随远离发震断层延伸方向而衰减;远场区域则受孕灾地质背景影响转为东西向带状分布。(3)地震地质灾害主要分布在发震断裂周边及活动断裂两翼,其坡向和坡度均与震源机制和临近构造关系密切。(4)震区北部长所乡至拉孜县一带高位山体震裂情况、冰湖坝体及冰川稳定性、朋曲河谷沿线砂土液化及地表破裂情况是下一步的调查重点。本研究成果可为类似地区的地震地质灾害趋势预测和灾后重建提供科学参考。 展开更多
关键词 西藏定日县 M_(s)6.8级地震 地震地质灾害 发震断裂 发育分布规律
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基于地表水-地下水耦合模拟的傍河水源地补给能力评价
5
作者 窦明 潘登 +3 位作者 豆敬峰 高婷 胡浩东 张圣杰 《人民黄河》 北大核心 2026年第1期60-66,共7页
为探究傍河水源地不同工况下水源转换过程中水文循环演变规律,以郑州市九五滩水源地为研究对象,基于地质、水文、气象和人工取用水等数据,构建傍河水源地地表水-地下水转换过程模拟模型;基于花园口水文站地表水日流量和典型观测井地下... 为探究傍河水源地不同工况下水源转换过程中水文循环演变规律,以郑州市九五滩水源地为研究对象,基于地质、水文、气象和人工取用水等数据,构建傍河水源地地表水-地下水转换过程模拟模型;基于花园口水文站地表水日流量和典型观测井地下水位数据,对模型参数进行率定和验证,明晰九五滩水源地的水循环量和地下水的分布特征。结果表明:1)MIKE 11和MIKE SHE模型在率定和验证期间的纳什效率系数分别为0.94和0.71,相对误差都控制在±15%以内,表明模型对花园口水文站日流量和观测井地下水位模拟较为准确;2)在进一步调水调沙和南部地下水位回升情况下,九五滩水源地仍存在显著的地下水降落漏斗,当开采量减小到100万m^(3)时地下水降落漏斗不断减小直至消失;3)研究区地下水基本保持从北向南、从西向东的流动趋势,在现有开采量下地下水开采井区域受到周围区域的全面补给。 展开更多
关键词 地表水-地下水过程耦合 MIKE SHE模型 补给能力评价 傍河水源地 郑州市九五滩水源地
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2025年水文地质智能计算热点回眸
6
作者 董东林 姚宇鹏 +1 位作者 张婉秋 林刚 《科技导报》 北大核心 2026年第1期70-77,共8页
水文地质智能计算是融合物理机理与人工智能的新一代科学范式。2025年,水文地质学在地下水资源评价、矿区水害防控及污染迁移修复等核心应用领域,正从传统数据驱动迈向物理信息融合,从局部技术突破转向构建“数据感知−知识挖掘−模拟决... 水文地质智能计算是融合物理机理与人工智能的新一代科学范式。2025年,水文地质学在地下水资源评价、矿区水害防控及污染迁移修复等核心应用领域,正从传统数据驱动迈向物理信息融合,从局部技术突破转向构建“数据感知−知识挖掘−模拟决策”的完整技术体系。尽管在机理建模、数据质量与标准规范等方面仍存在挑战,智能计算已显著提升了地下水渗流模拟、地表−地下水耦合等复杂问题的预测精度与决策可靠性。未来随着人工智能与大模型技术更深层次地融入机理研究,有望构建更高精度、可解释、可信任的智能模拟系统与预警体系。 展开更多
关键词 水文地质学 地下水资源评价 多模态数据融合 矿区数字孪生 多过程耦合
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地下水数值模拟模型SkyCoMuS的研发与算例分析
7
作者 陆垂裕 吴委尘 +7 位作者 陆文 孙青言 吴初 严聆嘉 刘蓉 马蒙 韩尚麒 张文嘉 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2026年第2期146-160,共15页
地下水数值模拟模型是地下水科学与工程领域的核心研究工具,但其应用长期为国外MODFLOW、FEFLOW等模型所垄断,我国在该领域的研发仍相对滞后。SkyCoMuS是我国首个公开发布的地下水数值模拟模型,由中国水利水电科学研究院研发,主要特点... 地下水数值模拟模型是地下水科学与工程领域的核心研究工具,但其应用长期为国外MODFLOW、FEFLOW等模型所垄断,我国在该领域的研发仍相对滞后。SkyCoMuS是我国首个公开发布的地下水数值模拟模型,由中国水利水电科学研究院研发,主要特点包含以下几方面:(1)38000余行代码全部自行编写,具有完全自主知识产权;(2)采用面向对象的C++语言编写,实现了各功能的高度模块化与复用化,便于维护,也便于开发新的功能模拟模块;(3)独有的渗流算法解决了网格单元疏干-湿润转化这一长期技术难题,并取得了优异的算法精度;(4)内建的松弛迭代算法大幅提高了在高非线性模拟中的收敛性;(5)改进的河流-地下水耦合模拟算法使之尤其适用于我国的水文情景;(6)开发了简易界面方便用户使用。通过解析解算例、高非线性算例和季节性河流-地下水耦合模拟算例对关键特点进行了验证。 展开更多
关键词 SkyCoMuS模型 MODFLOW模型 地下水数值模拟 全有效单元法 河流-地下水耦合模拟
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中国国家级主要含水层与地下水储备重点区划定
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作者 刘景涛 杨会峰 +5 位作者 李亚松 聂振龙 荆继红 张玉玺 王丽娟 宋博 《中国地质调查》 2026年第1期1-17,共17页
针对我国面临的极端气候与水污染事件多发,以及北方地下水严重超采等严峻挑战,系统开展了国家级主要含水层与国家级地下水储备重点区划定工作。基于近70 a水文地质调查成果,运用地下水系统理论,提出并建立了国家级主要含水层和地下水储... 针对我国面临的极端气候与水污染事件多发,以及北方地下水严重超采等严峻挑战,系统开展了国家级主要含水层与国家级地下水储备重点区划定工作。基于近70 a水文地质调查成果,运用地下水系统理论,提出并建立了国家级主要含水层和地下水储备重点区的遴选与评价方法体系,划定了46个国家级主要含水层和38个国家级地下水储备重点区,系统阐述了每个地下水储备重点区的优势条件、储量增补水源与安全性,以及地下水储备保障能力,包括现状地下水储存量、可回补储备增量和应急可开采量。首次展示了第四系孔隙水、碳酸盐岩岩溶水和基岩裂隙水含水层,以及华北、西北、东北和南方(华南与华东)片区地下水储备重点区含水层的特征及差异,并在此基础上提出了国家级地下水储备区建设、保护与合理开发利用的对策和建议。研究成果为构建国家地下水应急供水安全体系提供了科学依据,对提升我国抵御极端事件能力和保障京津冀、长三角等重要经济区供水安全具有重大战略意义。 展开更多
关键词 地下水储备区 国家级主要含水层 应急供水 水资源区划 水文地质
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基于水化学、锶同位素特征的会宝岭矿床深部地下水来源分析
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作者 李军 李文斌 +6 位作者 王彦明 韩宗瑞 马龙 何平 孟祥超 马钊 刘文波 《山东国土资源》 2026年第3期17-22,共6页
为揭示会宝岭铁矿深部地下水的补给来源及演化过程,更好地指导矿井深部水害防治工作,本研究选用水化学类型、锶同位素含量、地下水Durrov图、^(87)Sr/^(86)Sr与Sr^(2+)含量的关系图、^(87)Sr/^(86)Sr与rMg^(2+)/(rMg^(2+)+rCa^(2+))关... 为揭示会宝岭铁矿深部地下水的补给来源及演化过程,更好地指导矿井深部水害防治工作,本研究选用水化学类型、锶同位素含量、地下水Durrov图、^(87)Sr/^(86)Sr与Sr^(2+)含量的关系图、^(87)Sr/^(86)Sr与rMg^(2+)/(rMg^(2+)+rCa^(2+))关系图相结合的分析方法,揭示了深部地下水的补给来源、水化学组分形成机制及水—岩作用演化过程。研究结果表明:深层裂隙水以硅铝质盐岩(变质岩)为主的径流特征,其在变质岩地层中径流缓慢,溶解、溶滤作用得以充分进行,有别于浅层裂隙水、岩溶裂隙水显示出的灰岩和硅铝质盐岩(泥质砂岩)的径流特征,受上部的浅层地下水补给微弱,为以静储量为主的地下水;断层水主要上部受沉积岩地下水(浅层裂隙水和岩溶裂隙水)的补给,在沿着断层破碎带径流时具有与深层裂隙水相同的水—岩作用。 展开更多
关键词 地下水 水化学特征 锶同位素 补给来源 会宝岭铁矿
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基于δD-δ^(18)O同位素的内蒙古海拉尔河三水转化关系
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作者 孙岐发 赵剑 +3 位作者 赵思佳 刘昌吉 沈睿文 郝国杰 《地质通报》 北大核心 2026年第2期408-420,共13页
【研究目的】大气降水、地表水与地下水之间的相互转化是全球水循环的核心环节。在气候变化与人类活动双重驱动下,“三水”转化机制对区域水资源可持续管理具有重要意义。以内蒙古呼伦贝尔高平原海拉尔河流域为研究区,揭示该区域地表水... 【研究目的】大气降水、地表水与地下水之间的相互转化是全球水循环的核心环节。在气候变化与人类活动双重驱动下,“三水”转化机制对区域水资源可持续管理具有重要意义。以内蒙古呼伦贝尔高平原海拉尔河流域为研究区,揭示该区域地表水与地下水的补给来源、转化路径及更新特征。【研究方法】综合运用稳定同位素技术(δD-δ^(18)O)解析地下水与地表水的补给来源,结合地下水动力学方法量化其补给关系,并通过水化学分析手段评估不同水体的滞留时间,构建多方法耦合的水循环研究框架。【研究结果】同位素分析表明,地下水与地表水具有共同的大气降水来源。水化学与动力学验证显示,地表水滞留时间普遍短于地下水,浅层地下水更新速率高于深层地下水。空间上,海拉尔河上游表现为地下水补给河水,下游则转变为由河水补给地下水。随地下水埋深增加,其更新能力呈显著下降趋势。【结论】研究揭示了内陆高平原地区“三水”转化的时空差异规律,明确了降水在流域水循环中的主导作用及地下水更新能力的垂向衰减特征。研究成果可为气候变化背景下的区域水资源优化配置与可持续利用提供科学依据。 展开更多
关键词 同位素 水化学 水动力学 三水转化 地质调查 海拉尔河 内蒙古
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基于GRACE的京津冀地区地下水干旱时空变化特征
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作者 李爱民 郭振强 +1 位作者 兀泽坤 成子怡 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第2期136-144,共9页
针对京津冀地区因长期地下水超采、水资源供需失衡等因素引发的地下水资源短缺与干旱频发问题,探究了该地区地下水干旱的时空演变特征及其影响机制,旨在为该区域水资源的可持续管理提供科学支撑,助力京津冀地区实现高质量发展。采用2003... 针对京津冀地区因长期地下水超采、水资源供需失衡等因素引发的地下水资源短缺与干旱频发问题,探究了该地区地下水干旱的时空演变特征及其影响机制,旨在为该区域水资源的可持续管理提供科学支撑,助力京津冀地区实现高质量发展。采用2003年10月—2023年9月期间的重力恢复与气候实验卫星(GRACE)数据和全球陆面数据同化系统(GLDAS)数据,反演了京津冀地区的地下水储量变化(GWSA)。基于此构建了地下水干旱指数(GDI),后续结合游程理论识别了研究区的地下水干旱事件,并分析了地下水干旱的发生频率以及时空特征。最后,结合气象数据以及水资源公报等数据,进一步探讨了地下水干旱与各影响因素之间的关系。研究结果表明:①京津冀地区中部偏东区域的地下水干旱发生频率较高,东南沿线区域中度及以上程度的地下水干旱发生频率最高。②该地区地下水干旱事件集中发生在2014—2021年的8年间,呈现频次高、影响范围广但干旱强度相对较小的特征。③从季节性空间分布来看,东南沿线城市的秋季和春季干旱情况较为严重,夏季相对较轻,这一分布特征与3—5月和10—11月的农业灌溉活动有关。④从年际空间分布来看,自2014年降水量急剧减少后,地下水干旱情况逐渐加重,至2020年达到最严重程度,全区域出现大面积中度以上地下水干旱现象,2021年随着降水量大幅增加,地下水干旱情况有所缓解。⑤南水北调工程有效补给了京津冀地区的地表水储量,并促进了供水和用水模式的转变,在缓解地下水长期亏损中发挥了重要作用。 展开更多
关键词 GRACE重力卫星 京津冀地区 地下水干旱 地下水储量 游程理论
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皖北某电厂灰场水文地质条件评价与地下水污染分析
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作者 李静 张帅 +1 位作者 李莉莉 张克松 《地下水》 2026年第1期83-85,共3页
水文地质条件是灰场选址的重要依据,研究区灰场位于淮河南岸寒武系碳酸盐岩基岩裸露区,部分地段上覆第四系上更新统粘性土,地下水类型以松散岩类孔隙水和碳酸盐岩夹碎屑岩类岩溶裂隙水为主。通过水文地质调查结合水质分析工作,查明了研... 水文地质条件是灰场选址的重要依据,研究区灰场位于淮河南岸寒武系碳酸盐岩基岩裸露区,部分地段上覆第四系上更新统粘性土,地下水类型以松散岩类孔隙水和碳酸盐岩夹碎屑岩类岩溶裂隙水为主。通过水文地质调查结合水质分析工作,查明了研究区浅层松散岩类孔隙水主要接受大气降水补给,深层碳酸盐岩岩溶裂隙水除接受大气降水补给外,还接受浅层松散岩类孔隙水的侧向入渗补给。水质分析结果表明研究区地下水质量良好,以III类水为主,未受明显污染;灰场堆灰后,短期内对地下水污染不会有较大影响,但研究区长期滞存灰水,土壤的环境容量将逐渐减小,地下水污染会逐渐加重,灰场在采取防渗措施的同时,应加强地下水水位、水质的长期监测。 展开更多
关键词 水文地质条件 地下水腐蚀性 地下水污染 灰场
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离子吸附型稀土矿区水体硝酸盐分布、来源及其转化过程:以江西足洞稀土矿为例 被引量：3
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作者 韦春伊 余圣品 +7 位作者 白细民 刘海燕 王振 葛勤 陈功新 周仲魁 孙占学 郭华明 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期121-134,共14页
离子吸附型稀土矿开采导致矿区水土环境遭受严重的氮污染,但矿山排水影响下水体中硝酸盐(NO_(3)^(-)-N)的分布、迁移转化过程及污染来源仍缺乏系统研究。以江西赣南足洞离子吸附型稀土矿区下游地表水和地下水为研究对象,结合水化学分析... 离子吸附型稀土矿开采导致矿区水土环境遭受严重的氮污染,但矿山排水影响下水体中硝酸盐(NO_(3)^(-)-N)的分布、迁移转化过程及污染来源仍缺乏系统研究。以江西赣南足洞离子吸附型稀土矿区下游地表水和地下水为研究对象,结合水化学分析及多同位素技术(δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)),研究了水体中NO_(3)^(-)-N来源及转化过程,并借助MixSIAR模型定量评估了各污染源的贡献率。结果表明,区内水体呈弱酸性、低矿化度特征,地表水以SO 4-Ca型为主,80%地下水为HCO_(3)-Ca型;地表水的总氮(TN)及NO_(3)^(-)-N、氨氮(NH_(4)^(+)-N)浓度显著高于地下水,表明其氮污染与采矿活动密切相关。空间上,氮来源与开矿使用高氨氮卤水密切相关,矿山开采活动对地表水氮污染影响显著。土地利用类型分布表明,地表水和地下水氮的来源不同,地表水氮源主要是林地中的矿山排水,而地下水氮主要来源于耕地上的农业活动。δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)同位素组成特征及其分馏系数分析表明,地表水和地下水均以硝化作用为主。利用δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)及其重建值进行端元分析显示,SW1的NO_(3)^(-)-N主要来源于铵态氮,即采矿活动排出的高NH_(4)^(+)-N水;SW2受到采矿和农业活动的共同影响,其来源包括铵态氮、土壤氮和污水粪肥,GW主要来源于土壤氮和污水粪肥。MixSIAR定量结果表明,矿山排水对靠近开采区的地表水(即SW1)的NO_(3)^(-)-N贡献率平均值超过50%,其中65%~94%NO_(3)^(-)-N来源于矿山排水中原生NO_(3)^(-)-N的直接贡献,而在远离开采区的地表水中(即SW2),矿山排水的NO_(3)^(-)-N贡献值递减至约30%。不确定性分析UI 90显示,大气降水的贡献率最为稳定,矿山排水、粪肥污水和土壤氮的贡献率存在较大的变异性。本研究揭示了离子吸附型稀土矿区硝酸盐污染的形成机制,为矿区氮污染的精准管控提供了科学依据。 展开更多
关键词 稀土矿 氮污染 硝化作用 贝叶斯同位素混合模型 分异富集
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小江断裂带南段典型地热泉群水文地球化学特征及形成机制研究 被引量：1
14
作者 肖勇 张雨晴 +4 位作者 杨文春 朱文祥 施文超 王杰 杨洪杰 《地球学报》 北大核心 2026年第1期65-77,共13页
大型断裂与岩溶复合区域水热活动机制复杂,厘清地热水成因是实现其地热资源科学合理开发利用的关键。本文以小江断裂南段热水塘地热泉群为研究对象,通过系统采集区域冷、热水样,综合运用水文地球化学、环境同位素及地质水文地质分析手段... 大型断裂与岩溶复合区域水热活动机制复杂,厘清地热水成因是实现其地热资源科学合理开发利用的关键。本文以小江断裂南段热水塘地热泉群为研究对象,通过系统采集区域冷、热水样,综合运用水文地球化学、环境同位素及地质水文地质分析手段,探究断裂带与岩溶发育对地热水形成、出露过程的控制作用。研究发现,热水塘地热泉水出露温度48.2~50.6℃,pH值6.6~7.0,TDS值784~851 mg/L,其水化学特征显著区别于抚仙湖临岸湖水与区域冷泉水。地热系统补给水源为抚仙湖湖盆东南火特村南部山区(高程2531~2716 m)大气降水;补给水沿断裂与岩溶通道下渗至2145~2447 m深处,热储层温度为179~201℃,地下滞留时间长达24~28 ka;地热水与围岩发生了充分水岩作用,但其在径流至排泄区浅表时遭遇岩溶通道控制的大量浅循环冷水混入(冷水混入比例86%~89%),改变了其水化学组成并破坏了水化学平衡状态,最终在抚仙湖湖岸出露形成富集SiO2(40.5~43.1 mg/L)、砷(0.05~0.06 mg/L)、氟(1.50~1.68 mg/L)等特征组分的中性至弱碱性低温地热泉水。 展开更多
关键词 水热型地热 地热水 成因模式 出露机制 岩溶 抚仙湖
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鲁北平原浅层地下水锰空间演化及成因机制 被引量：1
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作者 郭记菊 曹文庚 +5 位作者 鲁重生 王哲 朱静思 王妍妍 李祥志 马翠艳 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期107-120,共14页
锰(Mn)作为地下水中广泛存在的神经毒性金属元素,其超标(>0.1 mg·L^(-1))不仅导致饮用水感官恶化,更可能引发帕金森样神经病变。尽管前期研究揭示了黄河下游冲积平原浅层地下水Mn存在高度空间异质性及大面积异常,但对冲积沉积... 锰(Mn)作为地下水中广泛存在的神经毒性金属元素,其超标(>0.1 mg·L^(-1))不仅导致饮用水感官恶化,更可能引发帕金森样神经病变。尽管前期研究揭示了黄河下游冲积平原浅层地下水Mn存在高度空间异质性及大面积异常,但对冲积沉积体系下不同地貌单元Mn富集的水文地球化学机制仍缺乏系统性认知。本研究从区域上尺度上,查明鲁北平原浅层地下水Mn的分布特征和影响因素,同时结合典型水文地质剖面精细刻画,揭示了高Mn地下水的水文地球化学过程及其形成机制。结果表明:区域上地下水中Mn含量从未检出至12.0 mg·L^(-1),平均值为0.65 mg·L^(-1),超标率为96.6%;沿典型剖面方向,古河道高地地段地下水Mn的平均质量浓度(0.27 mg·L^(-1))显著低于泛滥平原段(0.83 mg·L^(-1)),在滨海平原再显著升高(2.53 mg·L^(-1)),水化学类型逐渐由HCO_(3)Na·Mg和HCO_(3)·Cl Na·Mg转变为以Cl·HCO_(3)Na·Mg型为主,最终演变为Cl Na型水。鲁北平原浅层地下水中Mn最可能的来源是沉积物中的锰氢氧化物和菱锰矿,地下水在漫长的循环过程中,影响该地区地下水Mn含量分布的因素主要有硅酸盐风化、蒸发盐矿物溶解、蒸发浓缩作用、阳离子交替吸附作用、酸碱反应、氧化还原作用等一系列水岩交互作用过程。鲁北平原不同水文地球化学分区的污染源贡献率呈现显著空间分异,与Mn含量的空间演化规律相似。综合研究发现:研究区浅层地下水Mn的空间分异主要受pH驱动的溶解和吸附过程、盐度驱动的离子交替吸附以及原生沉积背景下Mn的释放共同影响。 展开更多
关键词 鲁北平原 地下水 锰 冲积平原 水文地球化学
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融合微地震与水文数据的深部地热储层裂隙结构表征技术研究进展 被引量：1
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作者 许天福 李思源 姜振蛟 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期269-282,共14页
针对数据不完备条件下的岩体人工裂隙准确表征的挑战,结合深部地热储层裂隙表征情境,建立了融合微地震和水文数据的裂隙结构表征技术,显著提升裂隙表征可靠性和准确性,成为人工裂隙表征的新途径。本文综述融合微地震和水文数据的裂隙结... 针对数据不完备条件下的岩体人工裂隙准确表征的挑战,结合深部地热储层裂隙表征情境,建立了融合微地震和水文数据的裂隙结构表征技术,显著提升裂隙表征可靠性和准确性,成为人工裂隙表征的新途径。本文综述融合微地震和水文数据的裂隙结构表征技术,包括等效连续介质假设下微地震和水文数据顺序反演、联合反演,以及离散裂隙介质假设下微地震和水文数据顺序反演理论与方法,结合工程尺度案例,对比分析不同方法的优势和劣势,评述技术发展所面临的挑战并总结未来发展趋势,以期建立更加完善的融合微地震和水文数据的裂隙结构表征技术体系,提升岩体裂隙刻画精度,为裂隙影响下的地质工程风险预测和管控提供支撑。 展开更多
关键词 人工裂隙 微地震 示踪试验 参数反演 水文地球物理
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淮南煤田寒武-奥陶系岩溶地下水水文地球化学特征及其热指示意义
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作者 张海涛 陈晓晴 +8 位作者 许光泉 靳清增 刘璐 李旭 王朱亭 王锴 李子璇 赵安安 王浩 《煤炭学报》 北大核心 2026年第2期1517-1533,共17页
寒武-奥陶系碳酸盐岩含水层在我国华北地区广泛分布,具有富水性较强、水温较高和易于回灌等特点,是我国中深层地热资源开发利用的优先选择。早期研究主要集中在寒武-奥陶系含水层的渗透性、富水性和水化学特征等方面,对其地热水的成因... 寒武-奥陶系碳酸盐岩含水层在我国华北地区广泛分布,具有富水性较强、水温较高和易于回灌等特点,是我国中深层地热资源开发利用的优先选择。早期研究主要集中在寒武-奥陶系含水层的渗透性、富水性和水化学特征等方面,对其地热水的成因尚不清楚,从而限制了地热水资源的评价与开发。以华北南缘的淮南煤田寒武-奥陶系岩溶地下水为对象,通过对区内32个地面水文钻孔及井下出水点的主要离子和环境同位素(^(34)S_(SO_(4))、^(18)O_(H_(2)O)、^(2)H_(H_(2)O)、^(13)C_(DIC)、^(14)C_(DIC))进行测试分析,探讨并揭示了该含水层的水文地球化学及地热学特征。结果表明:淮南煤田南部碳酸盐岩露头区为地下水补给区,具有水温低(18.1~23.2℃)、溶解性总固体(TDS)低(0.28~0.49 g/L)的特点,水化学类型为HCO_(3)-Ca型;中部隐伏区为地下水径流和排泄区,具有水温高(30.6~50.7℃)、TDS高(1.93~3.06 g/L)的特点,水化学类型为Cl-Na型。研究区中部地热水的形成过程主要以蒸发岩(岩盐和石膏、硬石膏)溶解和阳离子交换作用为主导,其次还受到碳酸盐溶解、去白云石化作用以及微生物作用等的共同影响。研究区地热水主要来自古大气降水的入渗补给,其校正年龄为3.108~3.683万年(平均为3.414万年),对应于晚更新世。二氧化硅温标显示区内岩溶热储温度为59.8~80.1℃(平均为68.1℃),地热水的循环深度为1559.7~2273.8 m(平均为1851.8 m)。基于上述研究成果,建立了淮南煤田寒武-奥陶系碳酸盐岩含水层地热水循环演化的概念模型。在地形和重力驱动下,南部露头区的大气降水沿着裂隙和断层等通道向下入渗,并在地下深部不断加热形成地热水。在此过程中,地下水与夹杂有蒸发岩矿物的碳酸盐岩发生了水岩相互作用,形成了含高盐、高硫的地热水,最终以越流、井下钻孔和出水点的形式向外排泄。 展开更多
关键词 碳酸盐岩含水层 地热水 水文地球化学 环境同位素 寒武-奥陶系 淮南煤田
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粤港澳大湾区岩溶水源地塌陷监测预警与安全开采研究
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作者 贾龙 蒙彦 +10 位作者 雷明堂 赵良杰 王忠忠 韩庆定 石晓龙 戴建玲 李录娟 殷仁朝 潘宗源 吴远斌 周富彪 《中国地质》 北大核心 2026年第1期217-229,共13页
【研究目的】目前粤港澳大湾区水资源供求日益趋紧,且水源供给以地表水为主,类型单一。而作为优质应急地下水来源的岩溶水源地,面临着岩溶塌陷的风险,因此亟需开展相应的用水安全研究。【研究方法】在水文地质条件、工程地质条件调查的... 【研究目的】目前粤港澳大湾区水资源供求日益趋紧,且水源供给以地表水为主,类型单一。而作为优质应急地下水来源的岩溶水源地,面临着岩溶塌陷的风险,因此亟需开展相应的用水安全研究。【研究方法】在水文地质条件、工程地质条件调查的基础上,针对粤港澳大湾区岩溶水源地,进行岩溶塌陷易发性评价。以控制岩溶地面塌陷风险为目标,建立多参数监测预警体系,探讨岩溶塌陷预警阈值,建设监测预警示范站。【研究结果】广州、肇庆、深圳、江门和惠州5个城市的7个岩溶水源地位于岩溶塌陷易发区,都面临着抽取地下水引发岩溶塌陷风险。建立以地下水“水位和水质”为约束条件的岩溶水源地开采方法流程,通过地下水水位降深,水位降速,地下水浊度和水化学特征4个指标的监测,实现岩溶塌陷多参数监测预警,可优化粤港澳大湾区应急岩溶地下水水源地安全开采。【结论】岩溶水源地为粤港澳大湾区优质应急水源地,在基于岩溶塌陷多参数监测预警体系控制的合理开采下,可为珠三角以及港澳供水安全提供保障。 展开更多
关键词 关键层:粤港澳大湾区 岩溶水水源地 岩溶塌陷 安全开采量 地质调查工程
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地震水文地质学:基于灾害视角的“水岩相互作用”
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作者 史浙明 王广才 +1 位作者 晏锐 齐之钰 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期80-94,共15页
地震水文地质学是研究地震与地下水相互作用的一门学科,与传统水文地质研究不同,其主要关注因地震等地壳运动产生的含水介质变形而导致的地下水文过程演化。本文从地壳变形与地下水动态、地震地下水前兆异常、地震引起的同震及震后响应... 地震水文地质学是研究地震与地下水相互作用的一门学科,与传统水文地质研究不同,其主要关注因地震等地壳运动产生的含水介质变形而导致的地下水文过程演化。本文从地壳变形与地下水动态、地震地下水前兆异常、地震引起的同震及震后响应以及地震导致的水文地质参数变化等方面进行综述,重点介绍了近二十年以来的进展。线孔弹性理论的发展为定量刻画地震等地壳运动与地下水动态的关系提供了理论基础。地下流体前兆异常在近年来的地震预测实践中起到了较好的参考作用,其中地下水地球化学指标监测及大规模地球化学观测网络的建设是一大亮点。与此同时,建立地下水物理与化学动态的前兆异常耦合机理模型以及发展机器学习等新兴的前兆信号提取方法是未来需要重点突破的方向。地震引起的含水层介质渗透性的改变及其导致的水量交换和水化学的动态变化是解释同震及震后地下水响应的主要机理,基于地下水对潮汐、气压等周期性信号响应的含水层参数识别为连续获取水文地质参数提供了新途径,然而现有潮汐和气压响应的解析模型在参数计算方面往往存在多解性问题,发展新的模型和方法以降低计算结果的不确定性是未来需要考虑的方向。为了更好地理解地震与地下水系统间的相互作用,在前期研究基础上建立涵盖温泉、地下水监测井的断裂带试验场,开展水位、水温、流量、化学组分、形变及地震波的综合观测,是深化地震水文地质学科理论发展的基础。 展开更多
关键词 地震 地下水 含水层参数 地球潮汐 气压 前兆异常
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基于机器学习的河南省平原区原生劣质地下水分布预测
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作者 于福荣 李蕊 +2 位作者 李志萍 吴林 刘中培 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期63-79,共17页
地下水作为全球超20亿人饮用水的重要来源,其水质安全与人类健康和生态系统密切相关。原生劣质地下水(geogenic contaminated groundwater,GCG)是由于地球演化形成的地下水组分超标现象,主要表现为砷、氟、碘含量超标。受地质构造、水... 地下水作为全球超20亿人饮用水的重要来源,其水质安全与人类健康和生态系统密切相关。原生劣质地下水(geogenic contaminated groundwater,GCG)是由于地球演化形成的地下水组分超标现象,主要表现为砷、氟、碘含量超标。受地质构造、水文地球化学和人类活动影响,原生劣质地下水分布呈现区域差异和局部突变,其成因机制和防控策略研究对保障水资源安全至关重要。本文以河南省为典型研究区,综合运用Gibbs图等方法解析研究区地下水水化学特征及主控因素,明确原生劣质地下水的分布原因;结合地方病分布数据,探究原生劣质地下水与病区的关联性,并引入机器学习模型实现原生劣质地下水空间分布的精准预测,最终基于上述研究划定地下水健康风险管控区。结果表明:研究区原生劣质地下水集中分布于豫东平原及黄河沿岸区域,且潜水原生劣质组分超标程度显著高于承压水;弱碱性还原环境是原生劣质地下水形成的关键水文地球化学条件,岩石风化溶解与强烈蒸发作用共同主导了特征离子的富集过程;原生劣质地下水分布与地方病区存在一定空间关联性;地下水中砷、氟、碘均表现出明显的空间聚集性,其中高高(HH)聚类区(即高砷、高氟、高碘地下水叠加区)与机器学习模型识别的高风险区域高度吻合。因此,在濮阳市、新乡市、周口市、开封市及商丘市等重点区域科学划定健康风险保护区,对保障当地居民用水安全具有重要现实意义。 展开更多
关键词 砷氟碘 地下水化学 健康风险 地方病 河南省
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