国家自然科学基金(41172214)
- 作品数：34 被引量：272H指数：12
- 相关作者：张光辉严明疆王金哲田言亮冯慧敏更多>>
- 相关机构：中国地质科学院山西省水利建设开发中心山西农业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国地质调查局地质调查项目国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球农业科学环境科学与工程水利工程更多>>
- 华北平原典型井灌区地下水保障能力空间差异被引量：3
- 2015年
- 作为我国重要的粮食生产基地,华北平原的最主要灌溉水源是地下水。但是,从山前平原到滨海平原,该区地下水资源量差异巨大。为了揭示华北平原典型井灌区粮食生产地下水保障能力的差异,以山前平原保定、中部平原德州和滨海平原沧州地区井灌区为典型研究区,建立了地下水保障能力评价指标体系,并利用彭曼公式计算了粮食作物灌溉需水量,利用概率统计的方法分析了三个典型地区的地下水保障程度。研究结果表明:保定地区的粮食生产多年平均地下水保障能力为中等水平,德州和沧州地区均处于极弱水平;地下水保障程度随降水量增大呈直线增大,降水量每增加100mm,保定地区保障程度增加4.9%,德州地区增加1.6%,沧州地区增加0.6%;未来50年(2011年-2060年),保定、德州和沧州地区的地下水保障程度均符合对数正态分布,其中保定地区主概率对应中等水平,概率水平为0.726,德州和沧州地区主概率均对应极弱水平,发生概率分别为0.577和1。
- 王电龙张光辉冯慧敏田言亮王金哲
- 关键词：华北平原粮食生产需水量地下水
- 降水和开采变化对滹滏农业区地下水流场影响特征与机制被引量：1
- 2017年
- 准确认识地下水流场演变机制是开展地下水系统涵养修复的前提和基础。以滹滏农业区为典型区,基于该区逐月地下水动态观测和降水资料,采用区域地下水动态模型及时间序列趋势分析等方法,开展了降水和开采变化对农业区地下水流场影响特征与机制研究。结果表明:降水变化是驱动地下水位变幅的重要因素,在枯水年份地下水位下降阈值介于0.5~4.0 m,在平水年份下降阈值介于0~2.0 m,在丰水年份地下水位大幅上升;地下水位与开采量关系不明显,但与区域累计超采量有显著的相关关系,地下水累计超采量每增加1.0亿m3正定农业区地下水位下降6.4 m、藁城农业区下降7.3 m。随降水量的增大,农业区开采强度呈幂函数减少趋势,地下水补给量呈幂函数增长趋势。农业开采减少趋势线和地下水补给增加趋势线的交会点为地下水系统平衡点,在平衡点左侧的年份地下水系统处于负均衡状态,离平衡点越远地下水位下降幅度越大;在平衡点右侧的年份地下水系统处于正均衡状态,离平衡点越远地下水位上升幅度越大。研究成果可为区域地下水开发利用提供理论指导。
- 王电龙冯慧敏田言亮张光辉
- 关键词：降水农业区地下水流场
- 黄河下游鲁北平原地下水砷浓度空间变异特征与成因被引量：12
- 2013年
- 依据2006—2009年间采集的区内1092件浅层地下水无机分析和现场测试数据,采用地统计学分析方法,分析了黄河下游冲积平原地下水中砷的空间变异特征及在人类活动影响下的污染现状。全区26.65%的样品砷含量超过饮用水标准,超标区域面积占全区总面积的17.3%。浅层地下水中砷的统计特征表明砷的离散程度和变异系数均较高;空间变异特征显示砷在空间上的分布各向异性,砷含量分布差异与地下水流向关系不密切,不同浓度的分布主要受原生条件和污染源的影响;区内约7%的浅层地下水样品砷的浓度由人类活动影响形成,其中12%的砷污染样品源于养殖场砷污染,养殖场内浅层地下水砷检出率、超标率均为全区的2倍;砷污染源包括农村分散养殖场牲畜废弃物排放、含砷农药的施用、工业污水的不达标排放等。
- 刘春华张光辉杨丽芝卫政润刘中业陈相霖张卓
- 关键词：黄河下游冲积平原砷污染地统计学
- 环渤海平原区土壤盐分分布特征及影响因素分析被引量：16
- 2012年
- 通过环渤海低平原区2010年4-5月份采集的70组0-60cm土样和水样的全盐量、八大离子和pH值的测试数据,查明了环渤海低平原强蒸发条件下土壤盐分空间特征,并对影响因素进行了相关分析。结果表明:土壤盐分与浅层地下水埋深之间表现为线性负相关,相关系数为0.7312;土壤盐分与地下水矿化度之间可以用指数函数关系进行拟合,决定系数为0.73-0.76;在其他因素不变的情况下,土壤含盐量与蒸发量之间的关系为线性正相关,在土壤积盐因素中有17.3%与蒸发量有关;在浅层地下水埋深较大的中西部地区,两者之间表现为线性负相关,相关系数为0.7021;在浅层地下水埋深较小的滨海平原,两者之间表现为线性正相关,相关系数为0.6035;土壤自身的理化性质对盐分的滞留和阻隔作用同样重要。在空间分布上,随着自西向东浅层地下水埋深逐渐变小、矿化度逐渐增高、降水量越来越大和蒸发量的变化,土壤盐分逐渐增高的趋势也验证了土壤盐分与上述因素之间的相关性。
- 王金哲张光辉严明疆李义周在明
- 关键词：土壤盐分地下水矿化度气候因素
- 华北平原灌溉用水强度与地下水承载力适应性状况被引量：71
- 2013年
- 针对华北平原农灌区地下水严重超采问题,基于近30a以来降水、水资源和农林灌溉状况的变化过程和现状,应用地学模数理念、均衡理论和MapGIS技术,建立了适应性状况评价指标体系与方法,以0.49km2精度识别了华北平原农林灌溉用水强度与当地地下水可采资源量之间适应性状况。研究结果表明,华北平原中部的大部分地区农林灌溉用水强度处于"严重不适应"状态,河北平原大部分地下水超采区农林灌溉用水强处于"极严重不适应"状态,其中小麦等夏粮作物灌溉用水强度占50%以上,蔬菜作物和耗水型果林灌溉用水强度所占比率呈显著增加趋势,应避免非理性持续大幅增加。
- 张光辉费宇红刘春华严明疆王金哲
- 关键词：灌溉作物华北平原地下水承载力
- 作物生长季节降水量和农业地下水开采量对地下水变化影响研究——以河北晋州地区为例被引量：4
- 2012年
- 晋州地区是典型的农业井灌区,通过对该地区农作物生长季节降水量-农业地下水开采量-地下水埋深之间互动变化特征及其机制研究发现,枯水年份,农业地下水开采量的大小与小麦、玉米生长季节的降水量变化密切相关;平水年份,小麦生长季节的降水量变化对农业地下水开采量影响占主导,其次为玉米生长季节的降水量变化;丰水年,农业地下水开采量仅与小麦生长季节的降水量变化之间具有明显相关性,与玉米生长季节的降水量变化相关性明显弱化。不同水文年降水量变化,在影响农业地下水开采量增减的同时,对地下水的入渗补给量呈现与开采量逆向变化,二者叠加影响地下水位动态变化。平水年份或丰水年份,小麦生长季节地下水埋深增大,玉米生长季节降水量一般能满足玉米需水量,地下水埋深减小。因此,充分利用作物生长季节降水量,对减少地下水开采和高产农业的稳定发展有重要意义。
- 严明疆王金哲张光辉聂振龙
- 关键词：井灌区
- 灌溉农业的地下水保障能力评价方法研究——黄淮海平原为例被引量：13
- 2016年
- 在我国北方粮食主产区,尤其黄淮海平原农业区,地下水是农业灌溉的重要水源,地下水超采状况与灌溉农业对其依赖程度和地下水保障能力密切相关。本文以黄淮海平原为例,通过农业灌溉用水强度与降水量和农作物播种强度之间关系研究,以及灌溉农业用水对地下水依赖程度和对地下水超采影响特征研究,提出灌溉农业的地下水保障能力相应概念和评价方法。应用结果表明:(1)采用灌溉农业用水对地下水依赖程度、地下水对灌溉农业用水保障程度和灌溉农业的地下水保障能力的评价理论方法,能够客观阐明灌溉农业用水对地下水依赖状况、地下水保障能力的区域分布特征及其成因;(2)黄淮海平原西北部灌溉农业的地下水保障能力较弱,尤其河北平原已处于"难以保障"或"无法保障"状态;而黄河以南地区的地下水保障能力较强。
- 张光辉费宇红王茜严明疆田言亮
- 关键词：地下水农业灌溉用水黄淮海平原
- 人类活动对浅层地下水干扰程度定量评价及验证被引量：21
- 2011年
- 以滹沱河流域平原为研究区,选取地下水开采量作为人类活动影响地下水变化的特征值(母序列),开采机井数量、水浇地面积等7个因子作为影响地下水变化的变量指标(子序列),采用综合指数法和MapGIS技术,借助1.25×1.25km2剖分体系,量化研究了自20世纪60年代以来不同时期人类活动对浅层地下水影响程度演变时空特征。自20世纪60年代以来,人类活动对滹沱河流域平原浅层地下水位变化的影响程度不断加剧,影响程度"低"或"较低"分布区面积不断缩小,"较高"和"高"分布区面积不断扩大,这些变化与地下水位下降时空变化特征具有较好的吻合性。目前,人类活动对地下水变化影响程度"较高"和"高"级的分布区面积已占滹沱河流域平原总面积的83.8%。规范人类合理利用地下水,加强地下水涵养势在必行。
- 王金哲张光辉母海东严明疆
- 关键词：浅层地下水
- 太行山前丘陵区基岩裂隙水赋存的非均一性和易疏干性特征被引量：3
- 2013年
- 针对太行山东簏丘陵区地下水能否可持续开发利用问题,基于探采结合的大量深井抽水及水位恢复试验资料,采用量化对比分析方法,揭示了研究区基岩裂隙水赋存非均一性和开采易疏干性特征。研究结果表明,不仅不同井位区之间地下水赋存具有空间非均一性,而且,各井孔内的不同深度也存在明显差异:在抽水时间小于70min时段,ZKs-3井的水位降深大于ZKs-2井的降深;70min之后,随着抽水时间增加,ZKs-2井的水位降深大于ZKs-3井的降深,且二者之差逐渐增大,表明ZKs-2井位的含水系统上部富水性较强、下部富水性较弱,ZKs-3井位的含水系统上部富水性较弱、下部富水性较强。不同井位含水系统具有不同的开采易疏干性:随着抽水试验轮次的增加,ZKs-2井的最大水位降深和水位恢复所需时间依次增加,但每次水位都能完全恢复至初始水位状态;ZKs-3井的水位未能完全恢复至初始水位状态,且至初始水位的距离依次增大,但每次水位恢复至稳定状态所用的时间没有明显变化。因此,合理设计井的结构与布局是防止山丘区地下水疏干性开采的关键。
- 张光辉严明疆刘春华冯慧敏王金哲
- 关键词：太行山丘陵区基岩裂隙水非均一性
- 降水和开采变化对石家庄地下水流场影响强度被引量：20
- 2014年
- 为能精确识别降水和开采对石家庄地下水流场影响强度,应用小波变换和相关分析等研究方法,对区域平均地下水位、地下水降落漏斗面积及中心水位与降水和开采变化之间的互动特征进行了研究。结果表明:①1961—1973年期间,平均地下水位随降水量增大呈幂函数递减趋势;1974—2010年期间,降水量每减小100 mm,漏斗中心水位下降速率增大7.35 m,平均地下水位下降速率增大2.15 m;②1961—1973年期间,开采量每增加1亿m3,平均地下水位下降0.28 m,漏斗面积扩大11.74 km2,中心水位下降0.52 m,1974年以来累计超采量每增加1亿m3,漏斗面积增幅1.52 km2,中心水位降幅0.18 m;③降水量每减小100 mm,降水贡献度减弱3.0%,人类开采影响强度增大2.76%。
- 王电龙张光辉冯慧敏严明疆田言亮王金哲
- 关键词：地下水流场降水量
