地下水过度抽取是一项全球性挑战,它威胁着许多社区的可持续经济和社会发展,特别是面对干旱和半干旱地区日益激烈的水资源竞争和气候变化时。在这种资源枯竭的情况下, 缺乏治理或治理不善越来越多地被用作解释地下水持续过度使用的替罪羊,而运用“得当”时,它们可成为改善地下水使用和管理的解决方案。 最近发表在Wiley期刊 WIREs Water 上的一项研究专门着眼于中东和北非(那里 90% 的地下水都用于农业),它审查了现有的为了修复或改善地下水管理而建立的政策与管制框架的缺陷,以实现可持续的资源利用。 “以管理为重点的地下水治理方法未能成功地改善资源状况,也未能调和地下水作为一种资源的基本动态和作为一种社会政治现象的治理之间的关系。” 目前的地下水治理方法通常侧重于通过许可或正式权利来改善法律框架、监测和控制地下水的获取和提取。此外,改善规则和条例的执行和规定以社区为基础的地方管理也被视为良好的地下水治理系统的基石。然而,这些同样的方法未能明确和协调地下水作为一种自然资源和作为一种社会政治治理现象的基本动态和特性。这主要是由于决策制定者和执行者对治理概念的认知狭隘而导致的。将治理的设想与规范的可持续管理方法相融合仍然是问题的一部分。 特定的资源管理概念(例如,使用效率、获取注册和使用分配)被等同于治理并被当作治理来应用。 结果,这些目前的“良好的地下水治理”范例规定并制造了最终范围狭窄的干预措施,因为它们没有充分考虑到受环境职能限制的基本资源限制,使登记和控制变得困难。此外,他们忽视了权力动态以及由此造成的地下水利益分配和获取方面的不平等。 本研究的 作者Alvar Closas 和 Karen G. Villholth 将地下水治理作为由与地下水有利害关系的行为者的各种形式(和动态)资本和权力所塑造的结构化社会的一个固有过程加以介绍和重新构建。因此, 治理不能被限定与运作为政策决策和管理规则执行一致的线性过程。并且,地下水治理不能简单地被认为是“好”或“坏”,因为它是影响资源及其利益相关者的交易现实的综合表现。 此外,辩论不应围绕着用有效执行管理方法作为指标来评定治理是否是“好”的。它应该是围绕着在更广泛的社会经济和可持续发展的范围内解决基本的自然资源保护、分配和使用方面的挑战以明确包括社会固有的多种用户的现实和需求。 根据重新构建的地下水治理概念,该团队提出,在灌溉农业系统中(如中东和北非地区),可持续和公平利用地下水的障碍恰恰来自于现有的治理结构,这些结构往往维持和维护权力关系的现状,并从地下水中获益。 因此,解决地下水治理难题以产生更好的环境和社会效益,其核心是使用方式和使用者(包括环境)之间的公正/公平问题。 除非将这一问题置于类似中东和北非地区的地下水治理研究和讨论的中心,否则这些研究和讨论将不能充分解决围绕地下水治理的主要问题,所提出的解决办法和建议充其量也只能是部分的。 原文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/wat2.1392 期刊介绍: The award-winning WIREs (Wiley Interdisciplinary Reviews) series combines some of the most powerful features of encyclopedic reference works and review journals in an innovative online format. They are designed to promote a cross-disciplinary research ethos while maintaining the highest scientific and presentational standards, but should be viewed first and foremost as evolving online databases of cutting-edge reviews. 期刊链接: https://onlinelibrary.wiley.com/journal/20491948
参考消息网报道 外媒称,美国航空航天局(NASA)6月16日公布的最新卫星资料显示,世界上最大的地下含水层中,三分之一的水位正在以惊人的速度下降,其中包括中国的地下含水层。 据台湾联合新闻网6月18日报道,主持研究的NASA喷气推进实验室水资源科学家法米列提指出:“情势非常严峻,全世界各地的地下水位都在下降。没有用之不竭的水。”这项研究刊载于16日出版的《水资源研究》期刊。 以下为刊登在《水资源研究》期刊上的研究摘要部分: 论文摘要 地下水资源是一种 有限的 资源。目前我们没有采取 可持续性 的方式采集地下水,这让整个含水层系统的恢复能力受到威胁,并使其丧失成为长期水源的可能性。虽然程度尚未被深入探讨,但地下水存储量是决定水层恢复能力的因素。在本研究中,我们对世界上最大的地下水系统进行遥感观测,并评估了 地下水层恢复能力 的极限。地下水总应力(TGS)比率,指的是总储水量与地下水消耗率的比率,可以在时间尺度上用来研究世界上最大的含水层系统和相关的地下水缓冲器容量的消耗率。研究发现,现有跨数量级、大规模地下水储量知识的不足,严重限制了对含水层恢复力特性的研究。此外,地下水的可用性大小(传统被定义为再补给,在本研究中重新定义为“总出水量”),可以改变水层系统是否应力以及应力大小。 美国航空航天局重力恢复和气候实验卫星(GravityRecovery and Climate Experiment satellites)提供了地下含水层最详细 的信息。举例来说,曾据此证明过:如果撒哈拉西北的一个含水层系统以每年2.69±0.8 km 3 的速度枯竭,将 导致 地下储量减少90%,这还是基于50年期,水含量初始值为70 km 3 最低估算 。版权所有 仿冒必究。 作者: Alexandra S.Richey, Brian F. Thomas, Min-Hui Lo, James S. Famiglietti, Sean Swenson, MatthewRodell 点击查看该篇论文: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015WR017351/full
地下水动力学与补给研究中同位素与水化学数据处理分析与解释国际学术会议(以下简称“地下水同位素国际研讨会”)于 2013 年 11 月 4 日至 8 日在北京召开。此次会议是受国际原子能机构委托,我所和院工程地质力学重点实验室具体承办的国际组织区域性会议。来自亚太地区 14 个国家的代表和我国代表 60 余人参加了会议。 大会开幕式由我所 庞忠和 研究员主持,国际原子能机构( IAEA )技术官员 M. Choudhry 博士 , 中国国家原子能机构( CAEA )项目官员刘汉思先生、我所所长助理 郭敬辉 研究员等先后致词。 本次会议有 26 位代表作了大会报告,重点围绕地下水补给区与补给量的确定,地下水运动的动力学等主题。涉及大气降水同位素背景值,地表水径流分割,地下水地表水相互作用等相关内容。我所庞忠和研究员、 黄天明 副研究员、孔彦龙博士后、李捷博士生分别在报告中重点介绍了中国同位素文学及其在地下水补给与循环研究中的应用方面取得的新进展,重点评述了水汽判源与降水过程刻画、地表地下水相互作用、地下水入渗补给、古气候古水文等方面的应用,具体介绍了该课题组近年来在地下水同位素研究中取得的新成果。与会代表认为地下水补给与循环的研究对于地下水资源的可持续开发利用与保护具有重要意义。环境同位素在确定地下水起源、补给、运动、混合、定年等方面具有突出的优越性。一方面广泛地用于研究多种水文地质过程机理,另一方面,越来越多地用于标定地下水水流与溶质运移数值模型,为地下水资源管理提供支撑。希望今后加强相互交流合作。 会议期间,亚太地区项目协调组召开了专门会议,重点交流与评估了在国际原子能机构水资源合作项目( RAS7022 )框架下各国取得的进展。包括中国在内的 14 个国家分别提交了国家报告,在评估进展的基础上制定了后两年的工作计划。国外代表们还考察了北京市地下水监测网回龙观代表性观测井等设施,以及建设中的通州区张家湾的地下水科学试验基地,包括北京市地面沉降观测场、地下水一井多层监测点、水盐运移试验场和三维弥散试验场等,增进了对北京市地下水工作的了解。 会 议 日 程 时间 地点:北京外国专家大厦二楼多功能厅 9:00-9:20 开幕式(主持人:庞忠和) 9:20-9:40 全体参会人员合影 11 月 4 日上午 主持人:庞忠和、 Manzoor Choudhry 9:40-10:05 Manzoor Choudhry 国际原子能机构 Water Resources Program at the IAEA 10:05-10:30 庞忠和 中科院 地质与地球所 Groundwater Studies Using Isotopes and Other Environmental Tracers in China during 1992-2012: A Review 10:30-10:55 文冬光 中国地质调查局 Applications of isotope technologies in hydrogeological survey of main basins in China ( 特邀报告 ) 10:55-11:15 茶 歇 11:15-11:40 Suzanne Hollins Australian Nuclear Science and Technology Organisation Radiocarbon dating and the challenges in revealing the “age” of groundwater-an example from an evaporation-dominated system in arid Australia 11:40-12:05 陈宗宇 中国地科院 水环所 Sustainability of intensively exploited aquifer systems in the North China Plain-Insights from environmental tracers ( 特邀报告 ) 12:05-13:30 午 餐 11 月 4 日下午 主持人:陈宗宇、 Suzanne Hollins 13:30-13:55 Uwe Morgenstern GNS Science - New Zealand Time lag of the water in the Lake Rotorua catchment and delayed arrival of contaminants from past land use activities 13:55-14:20 马金珠 兰州大学 Groundwater availability and renewal in the Northwest China ( 特邀报告 ) 14:20-14:45 Janchivdorj Lunten Mongolian Academy of Sciences Ground Water Resources, Gobi Desert in Mongolia and some results of isotope application for study 14:45-15:10 Wan Zakaria Tahir Malaysian Nuclear Agency Assessment of Groundwater Recharge Using Environmental Isotope and In-direct Conventional Approached Techniques in the North Kelantan River Basin, Malaysia 15:10-15:30 茶 歇 11 月 4 日下午 主持人: M. Azam Tasneem 、 Viraj Edirisinghe 15:30-15:55 苏小四 吉林大学 Combined C and S isotope analysis of petroleum hydrocarbon biodegradation in a shallow contaminated aquifer ( 特邀报告 ) 15:55-16:20 Somashekar Rayasamudra Kalegowda Bangalore University (INDIA) Assessment of Source and origin of 222 Rn in the groundwater of south Karnataka using isotope Hydro-chemical technique 16:20-16:45 马致远 长安大学 The evolution and indicating significance of strontium isotope in the geothermal water of basin type 16:45-17:10 蒋勇军 西南大学 Use of environmental isotopic (Sr, S and C) to trace human impacts on karst groundwater contamination from Nanshan underground river system, SW China 18:00 晚 宴 11 月 5 日上午 主持人: 马金珠 Somashekar Rayasamudra Kalegowda 8:30-8:55 Viraj Edirisinghe Atomic Energy Authority (SRI LANKA) Groundwater recharge study - Jaffna Peninsula - Sri Lanka: An assessment using stable isotope technique 8:55-9:20 黄天明 中科院 地质与地球所 Soil profile evolution following land-use change: Implications for groundwater quantity and quality 9:20-9:45 Paston Sidauruk National Nuclear Energy Agency (INDONESIA) Subsurface flow potential study in gunung kidul karst area using isotopes technique 9:45-10:10 Nasir Ahmed Bangladesh Atomic Energy Commision Using Isotope Techniques to Investigate Groundwater Dynamics and Recharge Condition for Sustainable Groundwater Resource Management in Surma basin, Sylhet, North Eastern of Bangladesh 10:10-10:30 茶 歇 11 月 5 日上午 主持人:叶淑君、 Uwe Morgenstern 10:30-10:55 M. Azam Tasneem Pakistan Atomic Energy Commission Applying isotopes to investigate groundwater dynamics and recharge rate: case studies from Pakistan 10:55-11:20 李捷 中科院 地质与地球所 Dynamics and recharge rates of groundwater in the East Junggar Basin, NW China based on 14 C and stable isotope measurements 11:20-11:45 Soledad Castaneda Philippine Nuclear Research Institute Application of isotope Techniques in Verifying Groundwater Recharge Processes in Bulacan Province, Philippines 11:45-12:05 Ji-Hun Ryu Korea Atomic Energy Research Institute A study of isotopes (δD and δ 18 O) in precipitation and groundwater in the KURT site to investigate groundwater recharge and flow 12:05-13:30 午 餐 11 月 5 日下午 主持人:苏小四、 Soledad Castaneda 13:30-13:55 Kiattipong Kamdee Thailand Institute of Nuclear Technology Application of isotope techniques in groundwater exploration and potential evaluation of Carbonate Aquifers in Saraburi and Lob Buri Provinces, Thailand 13:55-14:20 叶淑君 南京大学 A modified global model for predicting the tritium distribution in precipitation, 1960–2005 ( 特邀报告 ) 14:20-14:45 孔彦龙 中科院 地质与地球所 Using deuterium excess to quantify recycled moisture fraction in precipitation of an arid region 14:45-15:10 张光辉 北京普瑞亿科科技有限公司 The Novel Application of Laser Spectroscopy Technique for Stable Isotope Measurement 15:10-15:35 朱湘宁 北京理加联合科技有限公司 Utilizing cavity ring-down spectroscopy for high-precision analysis of the triple oxygen isotopic composition of water and water vapor 15:35-15:55 茶 歇 15:55-16:40 主题讨论 ( Panel Discussion )(主持人:庞忠和) 16:40-17:00 闭幕式 Topics of the Panel Discussion How are isotope techniques applied in groundwater recharge studies in the AP region? How are they suitable for different geographical and geological settings? How are they useful for different investigation purposes? What contributions can isotope techniques make to the study of groundwater dynamics ? How are they applied in groundwater dynamics studies in the AP region? What needs to be done in order to improve isotope data interpretation and use?
地下水灌注与罕见极端降水事件有关 据前不久发表在《自然—气候变化》上的一项研究称,地下水灌注——补充与抽取的比例与罕见极端降水事件有关。目前而言,强降雨往往与一些负面的社会经济影响的产生有关,比如庄稼作物和财产的损失。但是,由于气候变化耗尽了水资源供给,地下水正成为一种至关重要的未来水资源,由此看来,这项最新发现意味着这些极端降水事件带来的或许也不全是坏处。 Richard Taylor等人查阅了一份最新统计的坦桑尼亚中部一个地下蓄水层55年以来的地下水测量数据。他们发现,该地区异常的强降雨与热带气候变化影响下的一些主要气候事件有关,而这些异常的强降雨又导致了地下水灌注的高频率出现。研究人员预测,由模型显示每月强降雨的趋势将加大,这些气候事件的发生率会在未来有所增加。(来源:中国科学报 张笑) Mixed reviews for US Clean Water Act zhangxia111 添加于 2012-11-20 10:29:16 98次阅读 | 0次推荐 | 0个评论 When the United States’ landmark Clean Water Act (CWA) was signed into law in 1972, the nation's waterways and coastlines were in crisis. Oily debris in the Cuyahoga River in Cleveland, Ohio, had notoriously caught fire several times. The southernmost of North America's Great Lakes, Lake Erie, had been pronounced dead or dying. Fish in Californian coastal waters were so laced with the pesticide DDT that it disrupted the reproductive systems of brown pelicans, threatening them with extinction. 作 者: Lovett, Richard A.; 期刊名称: Nature News 期卷页: 第卷 第期 ~页 学科领域: 地球科学 地理学 自然资源管理 添加人是否为作者: 否 原文链接: http://www.nature.com/news/mixed-reviews-for-us-clean-water-act-1.11809 DOI: doi:10.1038/nature.2012.11809 ISBN: 关键词: Environmental sciences, Ocean sciences, History, Policy
地下水灌注与罕见极端降水事件有关 据前不久发表在《自然—气候变化》上的一项研究称,地下水灌注——补充与抽取的比例与罕见 极端降水事件有关。目前而言,强降雨往往与一些负面的社会经济影响的产生有关,比如庄稼作物和财产的损失。但是,由于气候变化耗尽了水资源供给,地下水正 成为一种至关重要的未来水资源,由此看来,这项最新发现意味着这些极端降水事件带来的或许也不全是坏处。 RichardTaylor等人查阅了一份最新统计的坦桑尼亚中部一个地下蓄水层55年以来的地下水测量数据。他们发现,该地区异常的强降雨与热带气候变化影响下的一些 主要气候事件有关,而这些异常的强降雨又导致了地下水灌注的高频率出现。研究人员预测,由模型显示每月强降雨的趋势将加大,这些气候事件的发生率会在未来 有所增加。(来源:中国科学报 张笑) Figure 4: Projected changes in mean and extreme monthly rainfall in central Tanzania. From Evidence of the dependence of groundwater resources on extreme rainfall in East Africa Richard G. Taylor , Martin C. Todd , Lister Kongola , Louise Maurice , Emmanuel Nahozya , Hosea Sanga Alan M. MacDonald Nature Climate Change(2012)doi:10.1038/nclimate1731Received06 June 2012Accepted02 October 2012Published online11 November 2012
一本挺不错的专业基础书——英文版地下水水文学 肖长来 2012.3.30 这本书来自VIrtual CAmpus In Hydrology and Water Resources(VICAIRE),March 9, 2006。 本书主要包括以下章节: 1 Porous Media - The Solid Phase 多孔介质——固相 2 Porous Media - The Liquid Phase 多孔介质——液相 3 Aquifers 含水层 4 Water Potential in Porous Media 多孔介质中的水势 5 Darcy's Law 达西定律 6 Flow Equations in Porous Media 多孔介质中的水流方程 7 Transport Equation in Porous Media 多孔介质中的运移方程 8 Field and Laboratory Tests野外与室内实验 9 Regional Groundwater Flow区域地下水流 10 Mathematical Modeling of Flow and Transport 水流与溶质运移的数学模型 11 Case Studies 实例研究 12 Remediation of the Polluted Aquifers 污染含水层的修复 13 General Bibliography 参考书目 希望本书能对专业学习者有益。
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.
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。
POSITION DESCRIPTION Postdoctoral Fellow/National Centre for Groundwater Research and Training SCHOOL OF THE ENVIRONMENT Vacancy Reference No: 10265 Major Cost Centre: School of Environment Organisational Unit: National Centre for Groundwater Research and Training (NCGRT) Classification: Research Academic Level B Salary Range: $73 969 to $87 836 pa (wef 20 November 2010) Superannuation: Employer contribution of 17% of salary Employee contribution of 7% of salary Total Remuneration Package: $86 544 to $102 768 p.a. The total remuneration package includes salary and employer superannuation contributions. Employment Type: Fixed-term, full-time (3-year appointment) Supervisor (Title): Dr. Huade Guan (Senior Lecturer), Program 4, NCGRT Closing date: 11.00 am Monday, 22 November 2010 POSITION DESCRIPTION
肖长来,吉林大学环境与资源学院,2010-10-10 前天对本科生免试硕士生进行了面试,感觉总体表现不错,但在专业基础知识和专业概念的把握及灵活应用方面还需要加强。将水文地质学基础(地下水水文学)讲义进行了初步整理完善,以便于大家参考。 0.1 课程的目的与内容 0.1.1 课程的目的 目的是使学生能系统地获得地下水的形成、埋藏、交替循环等方面的理论知识,要求 学生掌握地下水水文学的基本概念、基本原理和基本知识, 培养学生综合分析各种地下水问题和解决实际问题的能力 。 0.1.2 课程的主要内容 通过课堂讲课、课外作业、室内实验和讨论, 主要传授地下水的功能,水文循环及其影响因素,岩石的空隙类型及其中的地下水类型,地下水运动的基本规律 --- 达西定律和包气带地下水运动的规律,地下水形成的化学作用及水化学分析表示方法,地下水的补给与排泄,地下水系统,地下水动态与均衡,孔隙水、裂隙水和岩溶水的基本特征。 0.1.3 课程成绩 总成绩包括平时成绩和期末考试成绩,平时成绩占总成绩的 20~30% ,由平时作业、出勤率、实验课和习题课的成绩组成,期末考试成绩占总成绩的 70~80% 。 0.2 水与水文科学 0.2.1 水 地球表层的水 (Water) 是由地球内部逸出的,经过 35 亿年的积聚和演变,逐渐形成今天的水圈( Hydrosphere )。 水是无色透明的液体,是地球上生命的源泉和生命赖以生存和发展的必需物质。 Water is the liquid that descends from the clouds as rain, forms streams, lakes and seas, and is a major constituent of all living matter; it is an odorless, tasteless, colorless, very slightly compressible liquid made up of a combination of hydrogen and oxygen (GW, GG). 地球上现有 13.86 10 8 km 3 的水,以液态、固态和气态分布于地面、地下和大气中,形成地表水 (surface water) 、地下水 (Groundwater) 和大气水 (atmosperic water) ,其中淡水 (fresh water) 仅占 2.53% 。 地球的层圈可以分为多个,主要包括岩石圈( lithospherre )、水圈( hydrosphere )、大气圈( atmosphere )和生物圈( biosphere )。 0.2.2 水文学 水文学 (Hydrology) 是关于地球上水的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律,以及运用这些规律为人类服务的知识体系。 按《水文学及水文测验术语标准》( BG/T50095-98 ),水文学是研究存在于地球上的大气中和地球表面以及地壳内的各种现象的发生和发展规律及其内在联系的学科,包括水体的形成、循环和分布,水体的化学成分、生物、物理性质以及它们对环境的效应等。 Hydrology is the study of the occurrence, distribution, and chemistry of all waters of the earth(HG). Or hydrology is the science dealing with the properties, distribution, and circulation of water(CG). 0.3 地下水水文学与水文地质学 0.3.1 地下水 地下水是指赋存于地面以下岩石空隙中的水 ,狭义上指 赋存于地下水面以下饱和含水层中的水 。 Ground water is the water contained in interconnected pores located below the water table in an unconfined aquifer or located in a confined aquifer. 0.3.2 水文地质学 水文地质学是研究地下水的形成和分布、物理及化学性质、运动规律、开发利用和保护的科学。 Hydrogeology (geohydrology) is the study of the interrelationships of geologic materials and processes with water, especially ground water. (1) 水文地质学 (hydrogeology) 是从寻找和利用地下水源开始发展的,围绕实际应用,逐渐开展了理论研究。目前已形成了一系列分支。 (2) 水文地质学原理 又 (principle of hydrogeology) 称为 普通水文地质学 ,研究水文地质学的基础理论和基本概念的学科。 (3) 地下水动力学 是研究地下水的运动规律,探讨地下水量、水质和温度传输的计算方法,进行水文地质定量模拟。这是水文地质学的重要基础。 地下水水文学 是运用水文循环和水量平衡原理,研究地下水形成、运动、水情和地下水资源的水文学分支学科。它和水文地质学关系密切,但内容各有侧重。 (4) 水文地球化学 (hydrogeochemistry) 是水文地质学的另一个重要基础。研究各种元素在地下水中的迁移和富集规律,利用这些规律探讨地下水的形成和起源、地下水污染形成的机制和污染物在地下水中的迁移和变化、地下水与矿产形成和分布的关系,寻找金属矿床、放射性矿床、石油和天然气,研究矿水的形成和分布等。 (5) 供水水文地质学 (water supply hydrogeology) 是为了确定供水水源而寻找地下水,通过勘察,查明含水层的分布规律、埋藏条件,进行水质与水量评价。合理开发利用并保护地下水资源,按含水系统进行科学管理。 (6) 矿床水文地质学 (mine hydrgeology) 是研究采矿时地下水涌入矿坑的条件,预测矿坑涌水量以及其他与采矿有关的水文地质问题。 (7) 农业水文地质学 (agrohydrgeology) 的内容主要包括两方面,一方面为农田提供灌溉水源进行水文地质研究;另一方面为沼泽地和盐碱地的土壤改良,防治次生土壤盐碱化等问题进行水文地质论证。 地热是一种新的能源,如何利用由地下热水或热蒸汽携至地表的地热能,用来取暖、温室栽培或地热发电等,以及地下热水的形成、分布规律,以及勘察与开发方法等,是水文地热学的研究内容。 (8) 区域水文地质学 (regional hydrgeology) 是研究地下水区域性分布和形成规律,以指导进一步水文地质勘察研究,为各种目的的经济区划提供水文地质依据。 (9) 古水文地质学 (paleohydrgeology) 是研究地质历史时期地下水的形成、埋藏分布、循环和化学成分的变化等。据此,可以分析古代地下水的起源与形成机制,阐明与地下水有关的各种矿产的形成、保存与破坏条件。 表 0-1 地下水水文学的发展过程 时期 年代 理论或公式 备 注 萌芽时期 ~1600 1856 年以前 奠基时期 ( 1600~1945 ) 稳定流 1856 Darcys Law Q=KAdh/dl, Q=KI 1863 Dupuit Equation Q=2 p KMs w /ln(R/r w ) 1870 Theim Equation Q=2 p bK(h 2 -h 1 )/ln(r 2 /r 1 ) 1886 Forchheimer Flow Net (1885) 1928 Mainzer Leaky aquifer 非稳定流 1935 Theis equation S=Qw(u)/4 p T,Q=4 p Ts/W(u) 1937 美国 . 马斯可特 (Muskat, M.) The flow of homogeneous fluids through porous media 发展时期 ( 1946~ 今) 非稳定流 1945~1960 Jacob- Hantush Equation Unsteady Flow to wells in Unconfined Aquifer 1954 Boulton 非饱和带滞后释水现象 1956 Stallman 数值法、电算 1960s Walton 数值法、电算 1972 Bear, J. Dynamics of fluids in porous media 1972 Neuman 潜水非稳定流公式 1979 Bear, J. Hydraulics of Groundwater 1980s Modflow 1990s Visual MODFLOW 1990s Visual Groundwater 1990s GMS 水文地质学基础(地下水水文学)讲义
Change of Groundwater Seepage Field and its Influence on Development of Land Subsidence in Shanghai 龚士良 . 上海地下水流场变化及对地面沉降发展的影响 . 水资源与水工程学报 ,2009, 20(3):1-6. 全文浏览: 上海地下水流场变化及对地面沉降发展的影响
Massive recruitment in groundwater As our CGS friends and colleagues know, the CGS is now part of the National Centre for Groundwater Research and Training (NCGRT). We are pleased to continue and expand our short course program together with this exciting new Centre. The short courses will continue to operate on the same business model that has been so successful for the CGS. The NCGRT has $55M in funding to spend on research and research training over five years. The NCGRT is recruiting now for about 170 Honours, PhD, Postdoc and Technical and Research positions at universities around Australia. We are inviting Expressions of Interest from Australian and overseas candidates. This is the largest coordinated recruiting drive ever undertaken in groundwater in Australia. You can help us to spread the word. Initial EOIs close on Wednesday 16 September. Please click here for a copy of the advertisement which appeared in The Australians Higher Education supplement on Wednesday 2 September (page 3). Detailed information is available on the Centres website: www.groundwater.com.au Ann-Maree O'Connor, Executive Officer National Centre for Groundwater Research and Training Located at Flinders University, GPO Box 2100 Adelaide SA 5001 Room 1304, Physical Sciences Building Phone: (+61 8) 8201 3744 Fax: (+61 8) 8201 5624 Email: ann-maree.oconnor@flinders.edu.au Mobile 0411 500 203 www.groundwater.com.au