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相关日志

[转载]杀菌剂磺胺甲恶唑会使地下水富化
zhpd55 2011-3-20 08:16
美国科罗拉多大学的微生物科学家与美国地质调查部门的科学家合作研究发现,微量的杀菌剂磺胺甲恶唑( sulfamethoxazole )会使地下水中硝酸根还原能力下降,最终导致地下水富化。美国《 CEN 》以及《 Environ. Sci. Technol. 》 的相关报道如下 Antibiotic Pollution May Increase Groundwater Nitrate Water Pollution: Compound slows growth of nitrate-reducing bacteri a Charlie Schmidt Decades after spawning a health care revolution, antibiotics are now common pollutants. Scientists' biggest concern about these emerging contaminants is that they promote the spread of resistance. But new research suggests they also harm the microbes that cleanse groundwater of dangerous compounds, particularly nitrates ( Environ. Sci. Technol. , DOI: 10.1021/es103605e ). High nitrate levels in drinking water can cause methemoglobinemia, a disease that decreases the blood's oxygen carrying capacity. Naturally-occurring bacteria in groundwater, such as Pseudomonas putida , can remove nitrates by reducing them to nitrogen gas. In Cape Cod, Mass., very high nitrate levels co-occur in groundwater with one of the most common antibiotics in the clinical arsenal: sulfamethoxazole (SMX). For nearly a decade, microbiologist Ronald Harvey and colleagues from the U.S. Geological Survey have tracked SMX and other groundwater pollutants at an aquifer that originates at the Otis Air National Guard Base, a heavily polluted site on Cape Cod. Other researchers had shown that high doses of SMX can interfere with bacterial nitrate reduction. But no one knew if a similar response might occur at environmentally-relevant concentrations. To answer that question, Harvey's team first cultured bacteria from a non-contaminated portion of the aquifer. Next, they added nitrate to the cultures at levels measured in the environment, along with SMX at doses ranging from 0.005 to 2,000 M. Bacterial growth rates dropped at all doses. At the environmentally relevant concentration of 0.005 M SMX, the amount of total nitrate that the bacteria removed from the culture fell by nearly half. "We're demonstrating a clear biological effect," Harvey says. "And we're showing that in the same bacteria that live in this particular aquifer." Harvey says that the next step would be to study the bacteria's response to SMX exposure in the aquifer itself. USGS research hydrologist Dana Kolpin , who didn't participate in this study, thinks the results suggest that SMX contamination might account at least in part for high nitrate levels in the aquifer. "We can't jump to that conclusion yet," he says. "But the data suggest that's a hypothesis worth pursuing." 下面是原文摘要: Effects of the Antimicrobial Sulfamethoxazole on Groundwater Bacterial Enrichment The effects of “trace” (environmentally relevant) concentrations of the antimicrobial agent sulfamethoxazole (SMX) on the growth, nitrate reduction activity, and bacterial composition of an enrichment culture prepared with groundwater from a pristine zone of a sandy drinking-water aquifer on Cape Cod, MA, were assessed by laboratory incubations. When the enrichments were grown under heterotrophic denitrifying conditions and exposed to SMX, noticeable differences from the control (no SMX) were observed. Exposure to SMX in concentrations as low as 0.005 μM delayed the initiation of cell growth by up to 1 day and decreased nitrate reduction potential (total amount of nitrate reduced after 19 days) by 47% ( p = 0.02). Exposure to 1 μM SMX, a concentration below those prescribed for clinical applications but higher than concentrations typically detected in aqueous environments, resulted in additional inhibitions: reduced growth rates ( p = 5 × 10−6), lower nitrate reduction rate potentials ( p = 0.01), and decreased overall representation of 16S rRNA gene sequences belonging to the genus Pseudomonas . The reduced abundance of Pseudomonas sequences in the libraries was replaced by sequences representing the genus Variovorax . Results of these growth and nitrate reduction experiments collectively suggest that subtherapeutic concentrations of SMX altered the composition of the enriched nitrate-reducing microcosms and inhibited nitrate reduction capabilities.
个人分类: 健康生活|2488 次阅读|0 个评论
制度性“干旱”造成农田缺水
热度 7 蒋高明 2011-3-15 22:55
蒋高明 本文应《世界环境》而作,发表时将有删节 春节前后,北方大旱令国人心焦如焚。抗旱保苗成了各级政府的当务之急,但农民却对此显得麻木。问题出在哪里呢?抗旱保苗需得有水,而且是干净的水。即使我们不考虑喷灌或滴灌那样有一定科技含量的水利设施,使用常规的引水渠也难以实现及时抗旱,这是因为许多水利设施已报废了,水被污染了,只能靠打深井采地下水。然而,这种临渴掘井的办法能够维持多久呢? 一、农田水利设施常年失 修 记得上初中时,老师带领我们一起大修农田水利基本设施,挖排水沟,修水渠,建大寨田;父辈们则自带干粮去人民公社修水库。这样的集体活动在过去32年里,已经基本停止了,甚至连当年的农田基本水利设施,也因缺乏维护费用惨遭废弃(图1)。这几年出现“百年不遇”大旱,是对这些年来我国基本农田水利基本建设“成就”拉网式“大检阅”。 毛泽东时代非常重视水利在农业中的地位,“水利是农业的命脉”。建国后的头30年里,国家一直将农田水利基本建设放在首位。以水库为例,新中国成立之前,全国只有大中型水库23座,其中大型水库仅6座。新中国成立后,国家不断加强水库建设,截至2006年底,全国已建成水库8.58万座,其中大型水库482座,中型水库3000座,总库容5800多亿立方米。然而,这些水库的95%以上是1977年以前完成建设的;最近30年来,我们修建的水库不到4300座,平均每年只修建水库143座。“人造天河”红旗渠、横跨110多公里的“汉北河”等大型水利工程都是35年前建的。 由于经济利益作怪,作为控制农业命运的水库被承包了出去搞网箱养鱼,或搞旅游开发,造成了严重的水体富营养化。因为承包,干旱季节农田急需灌溉时水库不放水,而雨季不需要水时却放水,水库蓄水抗旱的功能被排在了后面。即使水库有水,由于排灌渠道被毁,水路已不畅通。现在,很少人考虑到渠道的功能,不是被截断就是被填埋,或退化成污水沟。很多水库只有养鱼的作用,偶尔能浇灌周边的一些田地,但水流不出几十平方公里的范围。    农田水利严重滞后的现状让人担忧。2008年10月,由全国人大常委会发布的《关于农田水利建设项目实施情况的调研报告》指出:由于国家财政投入不足,多数水利设施老化失修,一些地方在干旱面前束手无策,水利设施不堪重负;大型灌区工程设施的完好率不足50%,中小型灌区工程设施的完好率不足40%;绝大多数泵站的灌排水能力达不到设计标准,有的只有设计标准的40%左右,有的完全失去了灌排功能;全国大型泵站中急需改造的比例高达85%以上。由于水利设施跟不上,我国农田有效灌溉面积少,农业水利设施完全靠“吃老本”。 尽管目前中央也重视农田基本建设,如对红旗渠等工程进行维修,对基本农田水利设施进行建设。但一些维修工程成了“豆腐渣”工程,一些水利设施摆在田间是好看的,里面根本就没有水。    水利部门的数据显示,目前全国18.5亿亩耕地,有灌溉条件的只有8.3亿多亩,其他55%的耕地完全靠天吃饭;而水浇地中大部分灌溉标准不高,灌溉设施老化失修严重,真正旱涝保收的只有2亿多亩。农业不幸回到了靠天吃饭的局面。 二、引来的是污水 在电视镜头上,我们常看到,农民或部队官兵抗旱的塑料水管里,流出的是有颜色的水,在一些干渠或支渠,偶尔能够看到水的,可惜水已变成了棕黑色,成了臭水。这样的水用来灌溉,对庄稼造成的损失是不言而喻的。 笔者在山东家乡了解到,有的农民引来村东头的小河水浇地,但被河水灌溉的几亩西瓜全部死亡。原来,那条小河已被上游一家大型屠宰场和几家工厂化养殖场污染了。有了种西瓜农民的教训,村民们守着河水也不敢用了。今年的春旱只能等老太爷降雪或下雨。 红旗渠是上世纪中国农民的壮举,那条总长1500公里的输水渠,穿越太行山,是河南林县农民用最原始的工具建立起来的。为修建那条生命渠,70多名农民牺牲在悬崖峭壁上;为节省资金,农民们用土法制作炸药;在困难时期,用以充饥的竟然是野菜。红旗渠施工难度之大,质量之高,功能之巨,完全有资格成为世界遗产。遗憾的是,去年笔者带研究小组前往红旗渠考察时,却发现红旗渠水的颜色发生了变化(图2)。沿途的污染物进入渠水,这样的水显然不适宜灌溉了。 因为中国农田缺水,即使污水也用来灌溉,这就造成了粮食污染物超标。不久前,南京农业大学的专家发现,在市面所售卖的大米中,约有10%的米中重金属镉超标,大量被矿山污染的水及土地仍在灌溉及耕种稻米,“毒米”继续在市面出售。2007年以来,南京农大的专家对华东、东北、华中、西南、华南和华北县级以上市场的170多个大米样品,进行了随机采购和分析,发现了上述问题。这一结果与2002年农业部稻米及制质量量监督检验测试中心对全国稻米安全抽检“镉超标率10.3%”的结论基本一致。 三、临渴掘井还能维持多久? 水利设施常年失修,有水也被污染,人们就寄希望于向地下掘井。西南抗旱时,抽调部队官兵打井抽水,山东、河南、河北、内蒙古、山西、等缺水地区,几乎也都将目光盯在了地下水上,于是,井越挖越深。过去,打几十米就能采到地下水的,如今打几百米不见水。有些地方井的深度已突破千米,利用的是所谓的古地层水。 1971年,河北省地下水年开采量约11亿立方米,而近年来的年开采量已达40亿立方米。地下水开采量占到总用水量的60%,造成地下水位大幅度下降。全省已有部分区域水井深度超过1000米,深层地下水水位每年下降2至30米,盆地区浅层地下水大部分被抽干。 大量超采地下水,遭到了大自然一连串的报复。近10年来,河北6万多平方公里的土地上,发生了200多处大地裂;沧州市比上世纪70年代初,大地塌陷近3米; 海河防洪墙下陷2米; 秦皇岛海水内侵,威胁到京山铁路线。因环境污染和海水倒灌,地下水早已不可饮用。北戴河枣园里,原来供应国家领导人喝的甘甜的井水,如今已经全部变成了咸水。 四、农民失去抗旱保苗积极性 32年前的“联产承包”责任制,调动了农民生产积极性,并从此结束了凭票购粮的历史。然而,好景不长,由于我们只重视GDP,轻视了农业的基础地位,目前农业生产的各种矛盾集中暴露出来。由于地块被分割成了“豆腐块”,在一些丘陵地或山地上,大型农机具施展不开,种地重又回到了畜力甚至人力时代,而且种地的农民以妇女和老人为主。 水利欠账多,其深层原因是:农业对GDP贡献较小,很多地方重工轻农、重商轻农,导致农业发展失去应有的资金和人力支持。在这种情况下,农民种地收获缺乏稳定性,投入产出不成比例。农民越不肯种地,土地产出率就越低,对农民的吸引力就越小,由此形成恶性循环。再加上土地被分成若干块,浇水经过别的人家土地时,时常引起纠纷。农民只好各自为政,就地掘井,打不出水来的,只好靠天吃饭。 面对大旱,即使各级政府官员异常心焦,但农民们的反应却相当麻木。这是为什么呢?算一笔账就清楚了:北方受旱作物中,以小麦为主,但种麦农民并不挣钱。种一亩麦子,扣除种子、化肥、农药费、耕地费、浇地费、收获费、仓储费,即使打1000斤麦子,纯收入也不到500元,还不如农民在城里打工一个星期挣得多。农民多收的那点粮食,还不够一张火车票钱,自然就不愿意从打工的城市回家抗旱保苗了。 “能收多少就多少,够自己吃就行了”,农民们普遍有这样的想法。农民不愿抗旱,看到电视镜头上消防官兵开消防车抗旱就不奇怪了。 五、结束语 干旱是自然现象,但在目前人类已掌控的科学技术面前,这已经不是什么不能克服的难题。农田水利基本建设是保障粮食安全的重要措施,对此应常抓不懈,不能再临渴掘井。建议有关部门认真总结这些年来干旱制约农业的严重教训,将国有大小水库从承包人手里收回国有;加强农村面源污染治理,强化农田水利基础建设;发展生态农业,将国家用于补助种子、化肥、农药、农膜、添加剂、转基因等严重违背自然规律的费用直接向农民倾斜,让耕者有其利,从源头调动农民种粮积极性。 图1 山东农村一带遗弃水利设施,建于上世纪70年代 (蒋高明摄) 图2 当年的人间奇迹红旗渠如今流淌的是污水 (蒋高明摄)
个人分类: 建言新农村|6355 次阅读|8 个评论
[转载]震前常出现的异常现象
热度 2 qujiangwen 2011-3-12 14:13
1、地下水异常 地下水包括井水、泉水等。主要异常有发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味、突升、突降、井孔变形、泉源突然枯竭或涌出等。人们总结了震前井水变化的谚语: 井水是个宝,地震有前兆。 无雨泉水浑,天干井水冒。 水位升降大,翻花冒气泡。 有的变颜色,有的变味道。 2、生物异常 许多动物的某些器官感觉特别灵敏,它能比人类提前知道一些灾害事件的发生,例如海洋中水母能预报风暴,老鼠能事先躲避矿井崩塌或有害气体等等。至于在视觉、听觉、触觉、振动觉,平衡觉器官中,哪些起了主要作用,哪些又起了辅助判断作用,对不同的动物可能有所不同。伴随地震而产生的物理、化学变化(振动、电、磁、气象、水氡含量异常等),往往能使一些动物的某种感觉器官受到刺激而发生异常反应。如一个地区的重力发生变异,某些动物可能能过它的平衡器官感觉到;一种振动异常,某些动物的听觉器官也许能够察觉出来。地震前地下岩层早已在逐日缓慢活动,呈现出蠕动状态,而断层面之间又具有强大的磨擦力,于是有人认为在磨擦的断层面上会产生一种每秒钟仅几次至十多次、低于人的听觉所能感觉到的低频声波。人要在每秒20次以上的声波才能感觉到,而动物则不然。那些感觉十分灵敏的动物,在感触到这种声波时,便会惊恐万状,以致出现冬蛇出洞,鱼跃水面,猪牛跳圈,狗哭狼吼等异常现象。动物异常的种类很多,有大牲畜、家禽、穴居动物、冬眠动物、鱼类等等。动物反常的情形,人们也有几句顺口溜总结得好: 震前动物有预兆,群测群防很重要。 牛羊骡马不进厩,猪不吃食狗乱咬。 鸭不下水岸上闹,鸡飞上树高声叫。 冰天雪地蛇出洞,大鼠叼着小鼠跑。 兔子竖耳蹦又撞,鱼跃水面惶惶跳。 蜜蜂群迁闹轰轰,鸽子惊飞不回巢。 家家户户都观察,发现异常快报告。 除此之外,有些植物在震前也有异常反应,如不适季节的发芽、开花、结果或大面积枯萎与异常繁茂等。 3、气象异常 人们常形容地震预报科技人员是"上管天,下管地,中间管空气",这的确有道理。地震之前,气象也常常出现反常。主要有震前闷热,人焦灼烦躁,久旱不雨或霪雨绵绵,黄雾四塞,日光晦暗,怪风狂起,六月冰雹等等。 4、地声异常 地声异常是指地震前来自地下的声音。其声有如炮响雷鸣,也有如重车行驶、大风鼓荡等多种多样。当地震发生时,有纵波从震源辐射,沿地面传播,使空气振动发声,由于纵波速度较大但势弱,人们只闻其声,而不觉地动,需横波到后才有动的感觉。所以,震中区往往有"每震之先,地内声响,似地气鼓荡,如鼎内沸水膨涨"的记载。如果在震中区,3级地震往往可听到地声。地声是地下岩石的结构、构造及其所含的液体、气体运动变化的结果,有相当大部分地声是临震征兆。掌握地声知识就有可能对地震起到较好的预报预防效果。 5、地光异常 地光异常指地震前来自地下的光亮,其颜色多种多样,可见到日常生活中罕见的混合色,如银蓝色、白紫色等,但以红色与白色为主;其形态也各异,有带状、球状、柱状、弥漫状等。一般地光出现的范围较大,多在震前几小时到几分钟内出现,持续几秒钟。我国海城、龙陵、唐山、松潘等地震时及地震前后都出现了丰富多彩的发光现象。地光多伴随地震、山崩、滑坡、塌陷或喷沙冒水、喷气等自然现象同时出现,常沿断裂带或一个区域作有规律的迁移,且与其他宏观微观异常同步,其成因总是与地壳运动密切相关。 目前我们所掌握的地光异常报告,都在震前几秒钟至1分钟左右。如海城地震,澜沧、耿马地震等都搜集到了类似的报告。 6、地气异常 地气异常指地震前来自地下的雾气,又称地气雾或地雾。这种雾气,具有白、黑、黄等多种颜色,有时无色,常在震前几天至几分钟内出现,常伴随怪味,有时伴有声响或带有高温。 7、地动异常 地动异常是指地震前地面出现的晃动。地震时地面剧烈振动,是众所周知的现象。但地震尚未发生之前,有时感到地面也晃动,这种晃动与地震时不同,摆动得十分缓慢,地震仪常记录不到,但很多人可以感觉得到。最为显著的地动异常出现于1975年2月4日海城7.3级地震之前,从1974年12月下旬到1975年1月末,在丹东、宽甸、凤城、沈阳、岫岩等地出现过17次地动。 8、地鼓异常 地鼓异常指地震前地面上出现鼓包。1973年2月6日四川炉霍7.9级地震前约半年,甘孜县拖坝区一草坪上出现一地鼓,形状如倒扣的铁锅,高20厘米左右,四周断续出现裂缝,鼓起几天后消失,反复多次,直到发生地震。 与地鼓类似的异常还有地裂缝、地陷等。 9、电磁异常 电磁异常指地震前家用电器如收音机、电视机、日光灯等出现的异常。最为常见的电磁异常是收音机失灵,在北方地区日光灯在震前自明也较为常见。1976年7月28日唐山7.8级地震前几天,唐山及其邻区很多收音机失灵,声音忽大忽小,时有时无,调频不准,有时连续出现噪音。同样是唐山地震前,市内有人见到关闭的荧光灯夜间先发红后亮起来,北京有人睡前关闭了日光灯,但灯仍亮着不息。 电磁异常还包括一些电机设备工作不正常,如微波站异常、无线电厂受干扰、电子闹钟失灵等。 地震宏观异常在地震预报尤其是短临预报中具有重要的作用,1975年辽宁海城7.3级地震和1976年松潘、平武7.2级地震前,地震工作者和广大群众曾观察到大量的宏观异常现象,为这两次地震的成功预报提供了重要资料。不过也应当注意,上面所列举的多种宏观现象可能由多种原因造成,不一定都是地震的预兆。例如:井水和泉水的涨落可能和降雨的多少有关,也可能受附近抽水、排水和施工的影响, 井水的变色变味可能因污染引起,动物的异常表现可能与天气变化、疾病、发情、外界剌激等有关,还要注意不要把电焊弧光、闪电等误认为地光,不要把雷声误认为地声,不要把燃放烟花爆竹和信号弹当成地下冒火球。 一旦发现异常的自然现象,不要轻易作出马上要发生地震的结论,更不要惊慌失措,而应当弄清异常现象出现的时间、地点和有关情况,保护好现场,向政府或地震部门报告,让地震部门的专业人员调查核实,弄清事情真相。 (2)地震的微观异常 人的感官无法觉察,只有用专门的仪器才能测量到的地震异常称为地震的微观异常,主要包括以下几类: 地震活动异常:大小地震之间有一定的关系。大地震虽然不多,中小地震却不少,研究中小地震活动的特点。有可能帮助人们预测未来大震的发生。 地形变异常: 大地震发生前,震中附近地区的地壳可能发生微小的形变,某些断层两侧的岩层可能出现微小的位移,借助于精密的仪器,可以测出这种十分微弱的变化,分析这些资料,可以帮助人们预测未来大震的发生。 地球物理变化: 在地震孕育过程中,震源区及其周围岩石的物理性质可能出现一些变化,利用精密仪器测定不同地区重力、地电和地磁的变化,也可以帮助人们预测地震。 地下流体的变化: 地下水(井水、泉水、地下岩层中所含的水)、石油和天然气、地下岩层中还可能产生和贮存一些其它气体, 这些都是地下流体。用仪器测定地下流体的化学成份和某些物理量,研究它们的变化,可以帮助人们预测地震。
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地下水流动和补给更新模式的水文地球化学示踪
kejidaobao 2011-2-28 15:47
地下水是地球上水的重要组成部分和构成全球水循环过程的重要环节,它分布广泛、水量和水位动态相对稳定、水质较好、便于开发利用和不易受污染,是农业灌溉、工矿企业和城市用水的重要水源。 地下水中的化学组分(包括水化学离子和同位素等)蕴含了地质历史发展演化的一些证据,将其作为地下水流动和补给更新过程的示踪剂时,其时空分布特征和演化规律能够很好地反映和刻画区域与局部地下水流动系统的特征。因此,地下水中的化学成分组成不仅能反映水质问题,而且在地下水量和地下水文过程研究中也有重要作用。基于此,用水文地球化学技术和同位素示踪技术对地下水的相关水文过程进行研究,是目前国内外地下水科学与工程领域的一个研究热点。 冲洪积平原和盆地地下水中的各种水化学成分通过输入源(主要为大气降水)获取,并通过水—岩作用或与岩层中的水混合而发生变化,其中的钙(Ca)和锶(Sr)及其同位素在揭示水—岩作用和水文地球化学演化方面有着重要的应用。通过研究北京平原区300m以内的第四系地下水中的Ca和Sr及其同位素的空间分布,以及各参数间的相互关系,探索了它们的来源和浓度受控因素,进而为地下水流场、年龄和滞留时间的定量研究及率定提供了参考依据,并为刻画地下水的流动和补给更新模式提供了佐证。 《科技导报》2011年第6期17~20页刊登了翟远征、王金生等的论文“北京平原区第四系含水层中水—岩作用的锶同位素示踪”。本期封面中,底图反映了自然界地下水补给、径流、储存和排泄的一般规律,模型底图勾勒出的线条和标出的数字反映了用水文地球化学方法和同位素示踪技术对地下水流动和补给更新模式进行示踪的基本原理,以及几个重要相关参数间的相对数量关系。图中数字指深层地下水,浅层地下水的数据一般要小2个数量级。图形由翟远征绘制,数据由“北京市平原区地下水循环再生能力研究”课题组提供。本期封面由严佳君设计。(责任编辑 吴晓丽)
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Journal of Hydrology: 塔河下游河岸带地下水对生态输水的响应
热度 3 htam 2011-2-4 22:31
由于水资源紧缺,塔里木河下游生态正处于严重退化之中。大批胡杨树死亡、沙漠化加剧。为了减缓生态退化,国家从2000年起,花费巨资(107亿元)实施跨流域调水工程。迄今已经累计调水23亿方。在内陆干旱区开展大规模人工补给地下水的生态修复工程,举世罕见。然而,这项史无前例的生态工程给塔里木河下游地下水带来了什么样的变化?未来生态走势如何?这是政府和科技界普遍关注的重大问题。 在国家自然科学基金、中科院知识创新工程重要方向项目、水资源项目资助下,地质与地球物理研究所工程地质与水资源研究室庞忠和研究员课题组自2005年起对塔里木河流域水循环与生态开展了系统的同位素水文学研究。该课题组培养的博士生黄天明与庞忠和研究员合作发表的关于塔河下游地下水的文章最近发表于国际水文学权威刊物 Journal of Hydrology (Huang T and Pang Z. 2010. Changes in groundwater induced by water diversion in the Lower Tarim River, Xinjiang Uygur, NW China: Evidence from environmental isotopes and water chemistry. Journal of Hydrology 387: 188-201)。,该成果对于评估调水对于缓解生态退化的效果、调水方式的优化等提供了科学依据。 基于对下游9个地下水监测剖面的40个观测井开展的现场观测,作者对大气水、地表水、地下水、6个土壤剖面开展了系统的水化学、氢氧稳定同位素和氚含量采样和综合研究,得出以下结论: (1)经过8次应急输水,在距离河道700m以内地下水位呈上升趋势; (2)地下水的含盐量受河水含盐量、前期地下水含盐量、含水层含盐量、包气带含盐量及水动力条件综合影响,总体呈下降趋势; (3)下游河岸地下水受现代水补给(包括调水补给和1960s以来补给)的范围十分有限,从上到下分别距河道600-200m以内,小于水位上升区域,说明水位上升是由压力传导而非水分子本身补给; (4)下游地下水的氢氧同位素位于大气降水线以下,又平行于降水线,表明入渗过程中的等量蒸发作用; (5)适于下游主要植被(胡杨、红柳)生长的最小地下水埋深(小于5m)面积十分有限,在距离河道200m以内,且向下游逐渐减少; (6)干旱河岸生态系统是历史时期由于季节性洪水等形成的。调水虽然在一定程度上缓解,但仍不能阻止其退化的总趋势。 作者据此对塔里木河调水修复生态工程提出以下建议:(1)从全流域水资源统一利用和管理着眼,制定可持续的水资源利用和生态保护方案,保证输水的继续;(2)进一步对塔里木河下游地下水水动力条件、包气带、水化学及与生态系统相互作用进行研究。
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Hydrological Processes:塔里木河中游河岸地下水补给与生态修复
热度 2 htam 2011-2-4 22:28
为了减缓塔里木河下游生态退化,从2000年起,国家投资107亿元实施新疆塔里木河流域生态调水工程,迄今已经完成十次调水,累计调水量23亿方。在极端干旱区开展如此规模的生态修复工程,国内外实不多见。它作为超大型的水循环试验,为开展地下水与地表水相互作用、地下水人工补给、有效示踪剂选择等科学研究提供了难得的科研机会。 地质地球所 工程地质与水资源研究室庞忠和 研究员课题组对塔里木河流域开展了干旱区跨流域调水和大规模人工补给地下水的同位素水文学研究,其对塔里木河中游的研究成果即将刊登在国际SCI收录刊物 Hydrological Processes 上(Pang et al. Diminished groundwater recharge and circulation relative to degrading riparian vegetation in the middle Tarim River, Xinjiang Uygur, Western China. Hydrological Processes , 2010, 24: 147-159)。该成果对于评估通过调水缓解生态退化的效果、对调水方式加以优化以实现节水高效等提供了科学依据。 该文基于对中游5个地下水监测剖面的29个观测井开展的现场观测,以及对大气水、地表水、地下水、土壤水的系统采样和水化学、氢氧稳定同位素和氚含量的综合研究,研究得出以下认识:1)塔里木河中游河岸含水层受线性生态输水影响范围有限,从上到下分别距河道500-1600 m以外的地下水不接受现代水补给;2)现代水补给地下水范围与植被分布关系密切,有补给则生长得更好;3)地下水位埋深和含盐量总体上均较大,中游大面积的生态将进一步退化;4)塔里木河胡杨林下游有18万亩,中游却有170万亩,中游的生态退化很可能会进一步加重塔里木河流域生态危机。 作者据此对塔里木河调水修复生态工程提出以下建议: 1)为防止季节性洪水漫溢以及向下游输送更多水量,在塔里木河中游400公里河道北侧修建的堤防可能影响地下水的补给,对中游胡杨林的生长产生不利影响,需要进一步评估;2)对于中游地下水循环属性及其与生态的关系开展系统研究;3)随着博斯腾湖丰水期的退去,需要研究生态输水在频率与数量上的保证途径;4)从全流域水资源统一利用和管理角度出发,制定可持续的水资源利用和生态保护方案。
个人分类: 科研笔记|3988 次阅读|11 个评论

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