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水文地质对种植有哪些影响

发布时间: 2021-02-05 22:46:26

⑴ 地质工程中水文地质现象有哪些

水文地质,地质学分支学科,指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域。《水文地质学》是地质工程专业一门必修的专业基础课。课程的主要任务是培养大家从水文循环的基本原理出发,获得水文地质学的基础知识和基本研究方法,能初步运用所学知识解决工程地质工作中与地下水有关的问题,要求大家掌握地下水形成、分布和运移规律,地下水的动态与均衡以及水化学相关问题;了解该领域研究状况及与其他学科的关系。为今后从事与地下水有关的实际工作或科学研究打下基础。
《水文地质学》是地质学的一个分支,是研究地下水(Groundwater)的一门学科,它是对地质环境中地下水的发生、运动及其水化学特性上的研究。水文地质学研究的是:地下水在与岩石圈、地幔、水圈、大气圈、生物圈和人类活动相互作用下,其水量与水质在时间和空间上的变化,以及对各圈层产生的影响,从而服务于人与自然相互协调的可持续发展。

⑵ 学习水文地质学有什么意义

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专成和起源、属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。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。为农田提供灌溉水源进行水文地质研究,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。

⑶ 水文与水文地质的区别

二者有交集,水文的范围大一些
水文的对象仅仅是所有关于水的,形成包括水位、流量版、雨量、水质权、地下水、蒸发、泥沙等项目齐全、布局比较合理的水文站网。包含部分水文地质的内容。
而水文地质是为地质工程服务的一门学科,水文地质学是地质学的一个分支,是研究地下水(Groundwater)的一门学科,它是对地质环境中地下水的发生、运动及其水化学特性上的研究。主要研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律,并研究如何运用这些规律去兴利除害,为人类服务。

水文,指自然界中水的变化、运动等的各种现象。现在一般指研究自然界水的时空分布、变化规律的一门边缘学科。
水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。

⑷ 地下水对植被分布格局的影响

干旱、半干旱地区地下水与植被生态环境关系密切。同一个地区,气候要素基本相同,地下水对植被类型和群落分布的控制作用,主要体现在潜水水位的埋深(包气带厚度)、包气带含水量分布、土壤含盐量以及潜水的矿化度等因素对植被类型和群落分布的影响。而这些因素均受水文地质条件控制。例如,我国西北干旱地区分布着许多大型内陆盆地,就单个盆内的降水量和气温而言,相差不大,植被种类和群落分布格局,却因水文地质条件不同,呈现较大差异。几乎所有绿洲都分布在水、土条件好的大型洪积扇前缘,绿洲规模则取决于洪积扇规模和地下水排泄量的大小。植被繁茂的绿洲犹如一颗颗绿色的翡翠,沿祁连山、天山、昆仑山前倾斜平原断续分布,镶嵌在黄色苍凉的荒漠中,它们曾经是古丝绸之路的重要驿站,也是当地居民生存的惟一依赖。

洪积扇岩性和水文地质分带对植被类型和群落分布有明显的影响,下文以河西走廊黑河洪积扇为例。

洪积扇的顶部和中部,表土层很薄,岩性多为砾卵石层,地下水位埋深大,一般超过十米,甚至百米,包气带含水量低(含水量为1%~5%),为戈壁砾石带,水分条件差,只适合耐旱植物种群生长,主要建群种有红砂、骆驼刺、合头草、芨芨草等植物。

洪积扇中下部,岩性多为卵砾石层,表土层有所增厚,为亚砂土和粉沙土,厚度0.5~2m,地下水位埋深较大,一般为4~10m,包气带含水量低(含水量为2%~5%),为戈壁砾石与绿洲的过渡带,水分条件较差,主要建群种有泡泡刺、红砂、骆驼刺、白刺、麻黄等耐旱植物,呈稀疏分布。

洪积扇前缘,表土层厚,岩性为亚砂土和亚粘土,地下水位埋深较浅,一般为1~4m,包气带含水量较高(含水量为10%~25%),水、土分条件较好,为绿洲带。主要天然建群种有梭梭、柽柳(俗称红柳)、沙枣等,人工植被有枣树、杨树、苹果、梨、桃及小麦、玉米等作物。地下水集中出露地区(排泄区),多为湿地,地下水埋深小于1m,主要建群种为芦苇、香蒲、柽柳等。湿地周围地区,水位埋深浅,盐渍化作用强烈,植被以耐盐植物种群为主,主要建群种有碱蒿、盐爪爪、柽柳等植物。

通常大型内陆盆地内的洪积扇水文地质分带控制着植被分布格局,使山前倾斜平原植被种群分布呈现带状或斑块状景观。

在青藏高原的黄河源地区,地下水对植被分布格局控制也同样明显。黄河源区属多年冻土区,季节融化带内的地下水埋藏深度,控制着植被种群的分布。冲洪积扇前缘或地形低洼的冰蚀洼地和雪粒盆通常是地下水的汇集和排泄区,往往形成大片沼泽湿地,植被主要建群种有藏嵩草、矮嵩草和苔草,构成覆盖度大于90%的高寒沼泽草甸,其上水塘、小湖星罗棋布,形成青藏高原特有的高寒草甸湿地景观。例如,位于约古宗列曲和卡日曲冰水洪积扇前缘的星宿海沼泽湿地,是黄河源区众多高寒草甸湿地之一。扎陵湖、鄂陵湖两岸湖积平原和湖积阶地(地下水位埋深1~2m),植被主要建群种有紫花针茅、小嵩草、异针茅,并有大黄、冰草和披碱草共生,覆盖度30%~50%,属高寒干草原景观。黄河源区植被分布格局与水文地质条件密切相关。

总的来说,干旱地区稀少的降水基本无法满足植物生长的需求,大多数天然植被依靠地下水而存活。在冲洪积扇前缘的绿洲,地下水埋深控制着植被种群分布的格局和稳定,这种稳定建立在地下水供给量与植被蒸腾量平衡的基础上,因此,维系地下水流场稳定,保持地下水动态平衡,是维护绿洲植被生态环境的关键。

⑸ 存在的主要水文地质问题

工作区地处豫西山区,地形切割强烈,地层发育较齐全,地质构造条件复杂,受地层岩性和构造控制,各种类型地下水分布及富水性差异较大,存在的主要水文地质问题就是因资源型和水质型缺水引起的人畜饮水短缺问题。工作区广泛分布前新生界变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩等。地形起伏大,地表径流迅速,地下水资源分布不均。该区又是河南省主要黄土分布区,地层中多不含水,是该区资源型缺水的主要自然原因。此外,豫西地区是河南省矿业最发达的地区,以煤铝及多金属矿产为主,矿山开采造成区域地下水位下降,部分基岩含水层被疏干,加之矿坑排水、采矿选矿造成的污染,使本已缺水的地区雪上加霜,部分地区人畜饮水非常困难。饮水安全已成为制约该区经济发展和社会主义新农村建设的瓶颈。但要想从根本上解决该区饮水安全问题,特别是广大农村的分散供水,还必须从地下水上下功夫,从找水方法和地下水赋存规律研究方面寻找突破口。显然,地下水资源分布不均、过量开采、水质污染、水资源浪费等问题进一步加剧了巩义市水资源的短缺。

一、地下水储量分布不均

巩义市地貌上从南往北由低山丘陵渐变为河谷平原。对应于地貌类型的变化,地下水储量在不同区域存在明显差异。北部的黄河和伊洛河滩地,地下水储量丰富,取水相对较容易。但是在中南部的大片基岩低山丘陵区以及伊洛河与黄河平原中间的邙山黄土丘陵等区域,地下水储量小,凿井投资大,成井率低,取水则相对困难。

二、地下水过量开采,地下水位快速下降

巩义地区地下水出现过量开采主要存在两个因素:一是工业发展致使用水集中、过量地抽取地下水,二是开发地下矿产资源,疏干含水层,从而使区域地下水位出现下降。

巩义地区作为工业强县,工业逐渐发展壮大,用水量也在不断增大。巩义市工业布局相对集中和高速发展加剧了地下水的开采强度,致使出现了地区集中、层位集中的开采方式,使主要开采含水层长期处于过量开采状态,造成地下水水位持续下降,出现了大面积超采地下水区域,在局部地区甚至形成了开采降落漏斗。典型降落漏斗中心主要出现在康店镇、西村镇、巩义市区、回郭镇、鲁庄镇等地。

市区地下水位多年来降幅较大,已形成以市人民政府、印刷厂、铁匠炉村等为中心的降落漏斗。漏斗中心水位自1970年至1989年下降幅度较大,达29.7m,平均每年下降1.7m。北山口镇汽车站东50m 机井(井深11 7m)在1974年至1980年期间,呈持续下降状态,平均每年下降1.04m。2011年北山口镇铁匠炉村地下水位为88.26m,孝义镇龙尾村为55.25m。受二电厂大量开采地下水的影响在芝田镇也出现了一个集中开采型小漏斗,观测井的水位逐年下降,从1999年的43.57m 降至2000年的55.73m 以及2001年的59.73m。

在康店镇张岭村、叶岭村和康北村本次工作实施的水井地下水位分别为120.31m、11 2.81m和75.22m,西村五岭地下水位为135.8m。

在河洛镇胡坡村水井(井深128m)与鲁庄镇鲁庄村水井(井深70m)中,地下水水位亦可见逐年下降。从图3-5和图3-6中可以看出,从2000年至2009年两地的最大下降幅度分别达到3.2m 与9.5m,其中水位变化最大的月份主要出现在1、2、6、7月份。而2011年受干旱无雨的影响,河洛镇胡坡村水井的水位进一步下降,水位与2009年相比下降近1.5m。本次工作在河洛镇源村实施的水井地下水位为106.2m(井深201.6m),鲁庄镇虎山坡村水井(井深300m)中,地下水水位为130m,显示了地下水位明显下降的态势。

图3-5 河洛镇胡坡村井内水位变化图

图3-6 鲁庄镇鲁庄村井内水位变化图

巩义市赋存煤、铝土矿、硫铁矿、熔剂灰岩、耐火粘土、水泥灰岩、镓、陶瓷土、水泥配料用粘土等21种地下矿产资源。矿产资源主要分布在大峪沟镇至米河镇、涉村镇至鲁庄镇两条成矿带上。矿业开发涉及米河、新中、小关、竹林、大峪沟、北山口、涉村、夹津口、西村、鲁庄等10个镇。丰富的地下矿产资源,为巩义地区带来了巨大的经济效益,但对地下水资源亦造成了严重破坏。

如新中煤矿的开采过程中,大量抽取地下水以降低地下水水位与水压力导致新中、茶店、苇园、温堂、楼子沟、口头、小关等的机井遭到严重破坏(机井水位下降或枯竭),地下水水位的大幅度下降,也切断了地表水与地下水之间的水力联系,造成降水大量下渗难以形成径流,山谷小溪甚至河流都出现枯竭现象,山地植被遭到严重破坏。而大峪沟、庙沟、水地河煤矿的地下开采不仅对区域地下水资源造成了破坏,上部层位地下水甚至已经疏干,局部已经引起地面下降。上庄煤矿采煤则直接导致涉村水东沟8眼机井干涸。米河镇双楼村一口刚实施完的深井,在2008年汶川地震后因封闭含水系统边界条件受到破坏而发生地下水位突然降低78m(原静水位167m,突变为245m),原因是地处20km 外的大裕沟煤矿因地震发生突水。因此,从整体看,地下矿产资源开采过程中疏干地下水对巩义市地下水资源具有极大的破坏作用。

三、水质污染

随着巩义市工农业的发展,工业“三废”大量排放,城市生活污水不断排入河渠,使地表水、地下水、大气降水遭受污染。2002年巩义污水排放总量为1652万t,2010年为8423万t,污水排放量增加了近5倍,而污水处理能力和污水年处理量则呈下降状态(表3-2)。2002~2008年污水处理能力为3.5万t/d,2002~2005年污水年处理量为971万t,2010年污水处理能力和污水年处理量分别为2.0万t/d、346万t。据不完全统计,巩义市几十家国营、私营企业往河道排放污水,几乎100%的沟河受到不同程度的污染,其中,伊洛河水功能区断面回郭镇火车站、石灰雾和伊洛河入黄河口2010年水质均为Ⅴ类(表3-3)。

表3-2 2002~2010年巩义市城镇污水排放量和处理量统计表

表3-3 2010年巩义市伊洛河水功能区断面水质概况

地表水的污染势必影响地下水的水质安全,进而对地下供水水源地产生威胁。2005年对巩义市地下供水水源水质的调查

张琰如.2006.巩义市水资源短缺现状及应对措施。,表明地下水源地受到污染所涉及的村庄近75个,人数近20万人,占全市总人口的25.3%。污染水源地主要集中分布在回郭、芝田、孝义、康店、站街、河洛及米河、新中两大片区。其中,在东站镇的地下水中,硫酸根727.65mg/L,总硬度918mg/L,固形物1300.6mg/L,分别超标2~3倍。在沿黄河边的河洛镇沙鱼沟村,氯酸根443.1mg/L,硝酸根1215mg/L,总硬度1980mg/L,固形物3155mg/L,分别超过2~15倍。汜水河两岸的米河、新中地下水受到不同程度污染,以双楼村饮水水源为例,硫酸根457mg/L,超标1.06倍,硝酸根441.3mg/L,超标5.01倍,总硬度1355mg/L,超标3.01倍,固形物1917mg/L,超标1.92倍,饮水水源中含氟1.65mg/L,超标1.56倍。资料显示,巩义市地下水污染较严重、超标指数高、分布广,且受污染水源在向不利于人们利用的方向蔓延。

四、水资源浪费

由于节水意识和节水方法限制等原因,生产用水重复利用率低,生活用水浪费严重,巩义市近年耗水量在5195万~7602万m3之间(表3-4),耗水主要发生于工业用水、农业灌溉和居民生活用水。以农业灌溉为例,耗水量近年一般在1295万~3544万m3之间。巩义市有效灌溉面积约22万亩,大部分农田灌溉依旧采用大水漫灌方式,未采用更为节水的灌溉方式如喷灌与滴灌。漫灌的用水量是喷灌用水量的2~3倍,是滴灌的5~8倍。如果采用喷灌或滴灌的灌溉方式,仅农业灌溉一项每年即可节水近1300万~2300万m3

表3-4 2002~2010年巩义市耗水量统计表

⑹ 水文地质勘察的作用是什么

水文地质勘察主要在野外进行,工作的结果需要提交水文地质勘察报告并附有相应的图回件。根答据目的、任务、要求和比例尺的不同,水文地质勘察可分为综合性的水文地质普查和专门性的水文地质勘探两类。
一、水文地质普查
其目的是查明区域水文地质条件,了解该调查地区地下水的埋藏、分布状况及补给、径流、排泄条件,概略估算地下水资源的数量和质量,为国民经济规划提供基础资料。普查的结果一般用水文地质图(比例尺一般为1:20万或更小)表示并附有相应的普查报告。
二、专门性的水文地质勘探
为各种专门目的而进行的比较详细的水文地质勘察工作。一般在水文地质普查的基础上进行,采用较大的比例尺。如供水水文地质勘探、矿床水文地质勘探、地热水文地质勘探等。在工作中一般要投入较多的勘探工程量。与工程的设计阶段相适应,专门性的水文地质勘探常可分为初步勘探和详细勘探两个阶段,每一阶段工作的结果都要提交专门性的水文地质勘探报告和有关的图件。

⑺ 什么是土地富营养对种植有什么影响

富营养化是当今中国城市湖泊的重大问题之一,由此引起的一系列环境问题已受到中国政府和环境学家的关注。

富营养化是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流和静止水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。湖里产生的大量藻类主要分布于水体上层,随着水体富营养化的发展,藻类的个体数量迅速增加,而种类逐渐减少。水体本来以硅藻和绿藻为主,蓝藻的大量出现是富营养化的征兆,随着富营养化的发展,最后变为以蓝藻为主。蓝藻繁殖迅速,生长周期短,有限的营养物质在短期内一再被重复利用,一遇适宜环境就暴发性地繁殖,以致出现“水华”现象。死亡的水生生物在微生物作用下分解,消耗氧;或在厌氧条件下分解,产生硫化氢臭气,使水质不断恶化。同时湖泊逐渐变浅,直到成为沼泽。

富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化。在自然条件下,湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态,沉积物不断增多,不过这种自然过程非常缓慢,常需几千年甚至上万年。而人为排放富含营养物质的工业废水、生活污水和农业用水所引起的水体富营养化现象,可以在短时间出现。

富营养化最直接的表现就是蓝藻水华的爆发。90年代初,太湖北部紧邻无锡市的梅梁湾因水华大暴发而导致100多家工厂停产,直接经济损失达1.3亿元。我国的巢湖、滇池、阳澄湖、洪泽湖等也发生过严重的蓝藻水华爆发。大量的湖泊因水质恶化而导致原本并不缺水的地区,也发生水质性缺水。近几年来,城市湖泊富营养化日趋严重,几乎所有公园和房地产小区及高尔夫球场的观赏湖和浇灌湖都有不同程度的水质污染现象,水藻的大量繁殖已严重影响到我们的生活。2002 年4月在浙江省湖州市召开的以“我国湖泊富营养化的发生机制与控制对策”为主题的学术讨论会上,中国环境科学院金相灿研究员指出中国多数城市湖泊水体已处于严重富营养化状态;大部分中型湖泊也进入富营养化状态,部分已达重富营养化;五大淡水湖也具备了富营养化发生条件,太湖和巢湖已进入富营养化状态,湖泊水质恶化,生态系统遭到破坏。

中国是一个湖泊众多的国家之一,大于1平方公里的天然湖泊有2300 余个,湖泊总面积为70988 平方公里,约占全国陆地总面积的0.8%,湖泊总贮水量为7077 多亿立方米。湖泊富营养化在中国已是一个突出的环境问题,中国的湖泊环境非常脆弱,主要表现在湖泊中营养盐背景浓度异常高、营养盐来源多、湖泊富营养化进展迅速以及许多城市湖泊已处于富营养状态。因此必须采取措施进行预防和综合治理,以降低危害,减缓湖泊富营养化进程,使水质趋向好转。
-- 作者:如意君
-- 发布时间:2006-8-13 10:36:36

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sun-dw综合治理法在滇池草海工程上的应用

1999年4月在国家环保总局领导的支持下,经反复筛选,三爱公司在中国联合北京环水联合体和新大禹一起在世博会前期对内草海3平方公里开放水体进行了应急试验工程。据报导,当时草海已经经过换水、疏浚,可是水华仍然无处不在,三爱公司施用无机和生化材料加工成的圣三a型抑藻剂布撒后,取得了十分显著的成效。施剂二十小时后,透明度由零至零点四米提高到零点九米到一点二米,叶绿素a从投药前的平均每立方米205.21mg下降到每立方米45.7mg,全部达到了任务要求。在圣三a缓释作用下,透明度日趋提高,藻华持续下降。昆明的专家观察到施用界线外的蓝藻进入400米后不断的沉降下去。除了实验要求全部标准达到外,一个附加的且至关重要的收获是经进一步生化测试,原水体内17种超标致癌物质经圣三a处理去掉12种,其它5种等于低于国家允许标准。三爱公司的这一方法巧妙地运用了生物酶来分解有机毒素(养鱼除藻的完善体现)。
在世博会前后多名国家领导人考察了草海。原科技部邓楠副部长激情的指示:“把成果巩固下来,你们打报告。”于是三爱总裁刘光钊配合郭所长撰写修改了课题和报告。今天的成功既是云南昆明市的努力,也是三爱的sun—dw方略第一,二步的胜利。
半年后,1999年11月解局长和云南省吴晓青副省长(原省环保局局长)视察草海,指示滇池保办主任去三爱的实验区看看。看到实验区水体的改变,解局长出了一口气对刘光钊说:“你们是中西医结合治理,很好很好。”从实验区开始向东看草海波光粼粼鱼鸥飞翔,这时是完成应急实验已过半年!(应急试验的要求为保持20天)
源引三爱公司sun-dw方略,值得说明的是:① 滇池治理应急试验,如果当时时间允许,施放生化抑藻剂,需要根据水体状况模型,在次数、在量、区域密度进行科学设计状态下的数字化处理和控制下实施精确自动散布;② 如果当时三爱能综合治7平方公里水域,可以接下去按sun-dw方略继续实施的话,其提出2年强化综合治愈滇池,3年强化管理,还一个卅年前的滇池,是可以实现的,现在的草海恐怕已是一个健康美丽的处所了。
圣--涤污(sun--dw)是三爱公司在江河湖泊水库标本兼治综合治理方面集世界最高水平为一体的数字化综合治理成熟方案。在滇池草海应急处理只能用上缺失水环境资料的第一步——“除抑藻”,真正治理还需要系统地开展工作。但是不管以后又做了的一些不成熟的工程措施是什么,此项工程起码证实了在“不可治”“长久治”的种种压力下三爱公司在实践的基础上所提出的突破性独特见解——“蓝藻必可治”!而且可以短时间治愈,推翻了中国几十年来一些同志一致判决它的“死刑”。
六年来三爱公司坚持关心应急试验和成果,发现在昆明方面一些措施配合下,滇池草海水质量显著改善,证明滇池数字化综合治理“sun-dw”方法第一阶段工程是成功的。同时也看出,生化除藻剂的选择是治理蓝藻的关键的第一步,必须选择合适的生物化学除抑藻剂筛选,不仅使之能有效地降低水中的藻类和富集磷,还应以不影响湖泊水质为前提,以便为后续处理奠定良好的基础。圣三a除抑藻剂无毒有益。当然我们也观摩着不断注入“学费”及教训。
三爱公司认为,利用“sun-dw”法,不但能治理蓝藻和水体的富营养化问题,短期内还滇池草海一个健康的水体,而且能在较短的时间内治愈蓝藻造成生态紊乱、水质恶劣等的江河湖海生态病。使之有缓解,在底泥表面引成离子介质透明透气层,阻止底层营养物散逸,调节底层电解要求状态等作用;一般严重富营养化水体强化治理是1-2年,延续3年强化管理。湖泊等水体都能恢复到原来的生态状态,不用留给子孙后代去治理。
草海通过应急治理以后,水体得到有效改善。但滇池外海的水质状况仍水华依旧,没有治好反而恶化更烈,最冷的季节藻华茂盛如常。

sun-dw综合治理法对草海的后期生态恢复上应采取的措施

按现在水体状况,根据三爱公司原方案,只需要用三爱的二、三阶段治理方略,采用世界先进治理技术,改善点面源综合技术改造,对水体进行数字化重建食物链、生物链的生态修复工作。
1、三爱的第二阶段生物抑藻
生物性措施是指利用有益菌群、水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动这一自然过程达到去除水中氨、磷营养物质为目的的方法。它的最大特点是投资省,有利于建立湖泊河流的水生循环。主要有以下两种方法:
方法之一:根据数字化设计,可以向水体适量施放自体驯培的氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌,或是其特定营养源以降解水中的氨氮及有机物,使藻类缺乏生长所必须的氮元素,来抑制藻类的生长。澳大利亚sun a公司开发的圣a-o 系列、圣a-n系列、圣a-d细菌是无毒性、无腐蚀、无病原体的优势混合菌。大量的试验表明,该菌种的投加使用对去除水体中的污染物是非常有效的。
从氮产生结合氮(氨)的一个重要过程是生物固氮作用。氨可以被许多以氨作为唯一氮源的生物同化为有机氮,其中最多的当数蛋白质。各种有机氮在微生物的作用下又可异化为氨。蛋白质首先被分解为氨基酸,氨基酸再经脱氨而进一步分解。在有氧的环境中,有些氨被硝化细菌氧化,并用来作为它们的主要能源,使氨最终变为硝酸盐;在无氧环境中,硝酸盐被反硝化菌转化为氮气,使氮回到大气中,从而改善了水质,抑制了藻类的生长。对于改善水体水质的应用,其加菌频率为每周1-2次,用量为2-10ppm.。
这些伺服的菌种都是自体繁殖和食用菌类繁殖对人体有益无害,更不存在外来菌种。
天然水体中,各种微生物之间的作用是非常复杂的,在透光带,由于光合作用,氧气的供应大于氧气的消耗。透光度是由浑浊度和藻类的生物量决定的,在藻类数量多、浑浊度大的区域,透光带就浅,于是只有少量的藻类在白天产生氧气,氧气还通过风的扩散作用进入水体。在透光带的下面的滞水层,藻类跟其它生物(包括细菌、原生动物、浮游动物等)一样呼吸氧气,异养菌在氧化有机物时消耗氧气并释放二氧化碳。硝化菌、硫化细菌等自养菌也消耗氧气,于是氧气的消耗大于氧气的供应,氧气被消耗殆尽,厌氧条件随之产生。兼性厌氧菌通过水解、酸化作用将有机物转化为有机酸、乙醇、二氧化碳和氢气,随后这些小分子的有机物又可供产甲烷菌和脱硫菌使用。在此种环境下,硝酸根也会被转化为氮气及氮的氧化气体。
方法之二:是向水体中投加复合微生物(或自体饲服复合微生物)。这些微生物利用水中氮、磷及有机污染物,使它们在转化有机物的过程中获得大量繁殖,形成微生物-浮游生物-鱼类食物链为体系的微生态系统,以达到抑制藻类生长的目的。澳大利亚sun a公司开发的圣-a系列微生物是从自然界中分离出来的有益菌,它对抑制有害菌的生长及病毒的传播都有明显的效果。圣a系列微生物在许多国家使用的结果表明:水质得到了改善;病原体和病毒得到了有效控制;鱼虾的产量和质量都得到了提高。
方法之三:近年国际上出现新型(食用)生物酶,三爱公司在六年前率先从中筛选了复合酶(并在中国当地材料中驯化),实施原位有益微生物,诱殖激活底泥及水体微生物,改善水体供氧循环机能,使水体溶氧还原,强化水体自净功能。它在草海发挥了出色的效果,抑制了原水中包括大量致病类化学生物物质的生长。
由于生物量化技术的发展,近年来在海洋学、湖沼学、微生物生态学以及地球生物化学领域取得了很大的进展,使得人们对水体中的微生物和原生动物的作用有了新的认识。这些成果以微生物异养分解为主体的氮、磷的循环可以用来促进水体生态状况改善;水体中的微生物是水生生物食物链的起点,它们为水生生物提供了丰富的食物;水体中的氧气、ph值和氨氮含量的多少与水体中藻类和细菌的种类、多少是相互作用的。这些基础的科学知识及其生物链设计为我们应用生物技术治理天然水体的富营养化提供了很好的借鉴。
在浅水型的富营养湖泊通常种植的高等水生植物,如莲藕、蒲草等,随着这些水生植物的收获,吸收氮、磷营养物也就随水生植物体一道离开了湖泊水体。利用养鱼来去除氮、磷,也是一项化“害”为利的有效措施。各种不同的鱼类有着不同的食性,利用不同的鱼类,放养以浮游生物为食的鱼类而不放养食草性鱼类,就能够达到湖泊去除氮、磷等目的。在水中放养合适的鱼种,可以达到促进渔业生产和净化水质的双重目的。但必须强调的是涉及生物品种的种类和数量的数字化设计。
利用生物治藻在国内外已取得成功的经验。80年代泰国、澳大利亚、巴西等一些低纬度地区曾驯养了一些食藻型鱼类,它的胸腺能够分泌一种生物酶能抑制藻毒素。我们也可以看到报道,在中国武汉的东湖,就有在形成水华的湖面放入适当密度的鲢或鳙,在短期内使水华消失的成功例子。以浮游生物为食的鲢和鳙可以有效地遏制微囊藻水华,当鲢与鳙的投放量低于一定阈值,养鱼除藻有一定的质和量的限度以及应用的范围,如果不平铺其他措施,水华的卷土重来是不可避免的。生物性治理虽然不象截污工程和引污工程对控制外源性营养物质那样有效、明显、直接。科学性量化设计后,当然它也是截污工程的一项去除湖泊内源性污染的有效措施。
但是,像疏浚充氧一样,利用植物、生物机能都有一个科学化,有一个量,有一个度,有一个数字化设计环节。巢湖、西湖、太湖、滇池、五里湖、玄武湖……,都是明显的教训,像过去那样,愈“治”愈“烈”,没有一个科学的方案,再也不能继续了。
2、第三阶段湖泊的生态恢复与管理
河流、湖泊、水库是一个复杂的、动态生态系统,其恢复与管理必须建立在对其生态系统深刻了解的基础上。湖泊和流域的管理是一个多样复杂的系统工程。任何恢复湖泊的方法都完全取决于对湖泊生态知识的正确应用。流域和湖泊是密切相关的,要使湖泊与水库的恢复和管理工作有效,就必须对流域过程和湖泊动态进行综合考虑。湖泊的特征是由一系列复杂的物理、化学和生物因子所决定的,较为重要的因子有:水文、气候、流域地质、土壤肥力、土地利用、水力滞留时间、湖内营养及污染物负荷、湖泊习性和生物区系等。在一定的条件下有机地利用这些因素,可以使湖泊达到生态恢复的目的。
在水环境的食物链中,有机物为细菌和藻类提供了丰富的能源和碳源,水生食草动物以藻类为食,它们的排泄物与死的藻类以碎屑的形式(无生命的有机物,包括溶解的成分和不溶解的微粒)沉入水底。由于水体中的大部分细菌为腐生细菌,腐生菌通过分解碎屑获取生长所需要的能量。好氧型异养菌通过emp、hmp等多种途径和tca循环将有机物氧化为二氧化碳,二氧化碳又是藻类进行光合作用的碳源。厌氧型异养菌通过水解、酸化作用将有机物发酵生成小分子有机化合物,将硫酸盐还原为硫化物。硫化物在化学上也能氧化为硫酸盐。微生物在分解有机物的同时获得了能源和碳源而获得繁殖,这就为原生动物提供了丰富的食物,从而原生动物得到繁殖;原生动物又为浮游生物和小型动物提供了食物;以次类推,浮游生物和小型动物又是鱼虾的美味佳淆。在整个水生食物链中,每一步的生物合成都需要消耗氮、磷等营养元素,从而抑制了藻类的生长,达到治理水体富营养化的目的。

根据设计中央控制系统的管理指令,进行适量的工程措施,实现长效、健康生态管理,就是非常顺当简便的事了。
通过sun-dw综合治理法对滇池的应急治理和后期措施,三爱公司信心十足地表示:世界难题不难,世界难题不用给子孙后代去治,用原规划投资的1/2-1/5,原规划时间的1/2-1/10,采用标本兼治综合活性治理方法,就可以在较短的时间恢复滇池原有的生态,能够达到让子孙后代有个良好的生存环境的目的。

⑻ 水文地质条件对建筑的影响有哪些

水文地质条件系指地下水的存在形式、含水层厚度、矿化度、硬度、水温及其动态等情版况。
其中与场地设计最权直接的就是地下水位,如果过高将不利于工程的地基处理及施工条件,必要时可采取措施降低地下水位。
地下水常被选定为取水水源,但应注意水质污染等问题。地下水的盲目过量开采,可能引起地下水漏斗的出现,甚至引发地面沉降、江、海水倒灌或地表积水等,给工程建设带来不利影响。

⑼ 水文地质条件的影响

研究区处于黄河冲积平原,全区均为第四纪松散地层堆积,地下水就赋存在这些厚度巨大而分布广泛的地层孔隙中,松散岩类中地下水的赋存条件,主要取决于含水层分布范围的大小、厚度、颗粒的粗细和结构的致密程度。一般来讲,含水层分布面积广、厚度大、颗粒粗、结构疏松,赋存条件就好,反之就差。本区各时代含水层从上到下,时代由新到老重叠覆盖,孔隙率也由新到老逐渐变小,这是因为时代新的压密程度较低,较松散,时代老埋藏深,压密程度高,故地下水赋存条件由新到老逐渐变差。

黄河冲积平原浅层水由于古黄河多次改道古河道分布面积广大,砂层颗粒粗,厚度大,结构松散,孔隙大,这对地下水的赋存与分布是极为有利的条件。西部条形岗地浅层水由于含水砂层颗粒细,厚度小,或者无砂层,地下水赋存条件较差。

深层地下水在不同地区、不同深度都埋藏有较厚的中粗砂、中细砂含水层,给地下水的存在和富集形成了较大的空间,地下水缺少储存的空间,而在300m深度以下有厚层的中粗砂含水砾石,其赋存条件较好。

研究区含水层的岩性、地下水的埋藏深度以及地下水的补径排对氟的迁移富集起很重要的作用,以下将分别进行阐述。

(一)含水层岩性的影响

研究区含水层岩性决定含水层的透水能力,而含水层的透水性好坏往往又决定地下水交替的快慢。如果含水层的透水性好,包气带的淋洗水进入含水层后,可及时被带走,有利于土壤的脱盐;另外由于径流条件好,地下水交替积极,潜水的矿化度往往也相对较低。反之,如果含水层的透水性差,来自包气带的淋洗水难以排走,导致土壤向积盐方向发展,造成土壤的盐渍化。例如,在一些干旱、半干旱地区,虽然潜水埋藏深度小于支持毛细带的最大上升高度,但潜水含水层(砂砾石层)透水性极佳,往往见不到盐分聚集现象。

另外,含水层由粒径较细的颗粒(如黏性土)组成时,这些细颗粒的物质可以吸附周围环境中的氟,使含水层中氟的背景值变大,这时在一定的水化学条件下进入地下水中的氟也会相应地增多,容易出现高氟地下水。

在研究区北部、东部以及南部的大部分地区为黄河冲积平原、古河道主流带地区,含水层上游以含砾石、中粗砂为主,下游以中细砂为主,为黄河古河道河床相堆积。含水砂层顶板埋深上游10m左右,下游可达20m。覆盖层岩性为亚砂土夹亚黏土,局部为粉砂,与下层含水层构成上细、下粗的“二元结构”。在古河道主流相和泛流相沉积中易形成这种典型的二元结构,为黄河冲积平原分布面积最大的含水层类型。上部为亚砂土、亚黏土等组成的弱含水层,下部为稳定的含水砂层。主流相含水砂层,以细砂、中细砂、中粗砂为主,厚度一般为10~35m,以HCO3-Ca,HCO3-Ca·Mg,HCO3-Na·Mg,HCO3-Mg·Na型水为主,氟含量一般小于1mg/L。

中牟县芦岗、大马寨,开封县榆园、三里寨、半坡店,杞县城南—裴庄店,通许县城南—太康县杨庙,扶沟县吕潭—太康县、鄢陵板桥、县城—马栏,尉氏县朱曲及临近条形岗地的黄河冲积平原的边缘地带,属于泛流带和泛流边缘带沉积。含水层颗粒细,厚度比较薄,地下水径流条件较差,因而水质也比主流带差,易形成高氟地下水,水化学类型为HCO3-Na·Mg型水,HCO3·Cl-Na·Mg·Ca型水,HCO3·SO4·Cl-Na·Mg型水,局部地区为SO4·Cl-Na·Mg型水,矿化度较高,一般为1~3g/L的微咸水。

(二)地下水埋藏深度的影响

地下水的埋藏深度影响潜水蒸发能力的大小,当地下水位埋深不大时,潜水的蒸发作用强烈,容易引起毛细上升,深层的地下水进入浅层,而潜水又被大量蒸发而浓缩,从而使氟离子含量升高。

地下水埋藏深度对高氟富集的影响在前文中已有阐述,在此不再进行赘述。

(三)地下水补径排的影响

1.地下水的补给

研究区地下水的补给分为垂直补给和水平补给两种,而以垂直补给为主。垂直补给以大气降水为主,其次为河流、渠系及灌溉回渗补给。大气降水的补给与降水量大小、降水强度、包气带岩性、土壤含水量、地形条件、地下水位埋深及植物等因素有关。这些因素不同程度地影响降水入渗补给量的大小,但在一般情况下,降水入渗补给量随降水量的增加而增大,随地下水位埋深增大而减少,包气带岩性越粗、地形越平坦、地下水径流越迟缓、土壤含水量越少、植被越密集则补给量越大,反之则越小。

本区广大平原区地形平坦,地表径流迟缓,岩性以亚砂土为主,地下水位埋深为3~4m,部分为1~2m,少数为4~6m,这对降水补给十分有利。尉氏县西部条形岗地,起伏较大,地表径流较好,降水补给条件稍差。

本研究区的地下水主要补给来源为大气降水,其次在雨季部分河流补给地下水,旱季则排泄地下水。地下水位埋深较浅,对降水补给十分有利。随着降水入渗,包气带中的含氟组分在溶滤作用下随之迁移到地下水中。

2.地下水的径流

地下水水平径流条件较好,有利于氟的迁移扩散,水氟含量较低;水平径流滞缓,则为氟的累积富集提供了有利条件。

研究区内的条形岗地,包括尉氏县西部岗地以及召陵岗地带,由于地形起伏大,地下水径流条件好,不利于氟的富集,故形成矿化度低的淡水;而东部广阔的黄河冲积平原,地形平缓,地下水径流缓慢,尤其是岗间的带状洼地、槽形洼地、碟形洼地等微地形、地貌,地下水流动滞缓,又属于地下水的排泄汇聚点,故易形成高氟地下水。

浅层地下水径流受地形、补给来源和含水层岩性的控制,研究区西部岗地(主要分布在中牟县黄店和尉氏县大桥以西)地形起伏较大,水力坡度也较大,自西向东、东北、东南呈放射状缓慢向下游流动,水力坡度为1/200~1/1000,地下水的径流相对较强,有利于氟的迁移。其他冲积平原地形平坦,地下水水力坡度上游为1/2000、下游为1/4000~1/6000,顺地面坡降由西北向东南流动,地下水的流动相当滞缓,容易造成氟的富集。

在平原区内,受微地貌和古地形的影响,往往形成局部的高氟和低氟地下水区。例如,在黄泛平原区,古河道分布较广,径流条件较好,形成局部的高渗透性透镜体,氟在地下水中的含量就比较低。而在径流条件差的闭塞低洼区,经过长期的水-岩作用,矿化度较高,促使氟向该处集中。

3.地下水的排泄

蒸发是研究区地下水排泄的主要形式,由于包气带岩性和地下水埋深均不同,其蒸发强度也不相同。我国蒸降比为1的地带可以大致看作高低氟地下水的分界区,蒸降比越大,水氟的浓缩特征越明显,这种浓缩特征在以松散均质沉积物构成的平原区尤为显著。在地下水位埋深为1~2m的地区,蒸发量最大,地下水位埋深在4m以下的地区蒸发量微小。研究区蒸降比达到2,地下水位埋深一般2~4m,部分地区1~2m和4~6m,地表岩性尤以亚砂土为主,毛细管作用强烈,蒸发量大,十分有利于氟的浓缩富集。

综合各方面因素可以得出:地下水补径排条件不同,对氟富集的影响不同。可归结为:补排类型为入渗-蒸发型的地区,有利于氟的浓缩富集,常为高氟地下水分布区。该地区主要分布在水位埋深小于2m的地区,面积较小,以降水入渗补给为主,其次为河渠水与灌溉水的补给;地下水水平径流滞缓,或岗间洼地地带的地下水汇聚点。开采水平极低,蒸发是地下水的主要排泄方式,地下水位埋深浅、含水层岩性细,有利于地下水的蒸发,易形成高氟地下水。反之,则不易形成高氟地下水。

⑽  水文地质工作的发展趋势

水文地质工作与国民经济建设密切相关。我国经济建设在21世纪进入高速度发展时期,经济建设与水资源及环境的矛盾日趋严重。随着基础理论的发展、新技术在水文地质中的应用以及个学科之间的相互渗透,也给地下水的研究开展显示了新的局面。水文地质工作在21世纪面临新的机遇和挑战。以下几方面可能将是人们重点关注的研究领域或课题。

1.西部缺水地区寻找地下水

随着国家实施西部大开发战略,西部地区需水量将日益增大。如何认识西北干旱地区和西南岩溶石山地区水资源的形成,运用多种方法在西部缺水地区特别是在极端缺水的贫困地区寻找地下水,将是水文地质工作面临的挑战。在此基础上确定合理的开采方案,以保证西部地区水资源的优化分配,取得最大的经济效益,保持良好的生态环境。

2.人类活动与地下水的相互作用

随着城市人口的集中、工农业的发展和物质文明的逐步提高,人类活动面临的重要问题是水资源短缺。我国有一半的城市缺水,特别是华北、东北、西北的省会城市和大城市以及许多沿海城市。以往由于过量开采地下水已经在大多数城市出现了负环境效应,在一定程度上制约着当地经济建设。如何协调好水资源与环境同社会经济可持续发展的关系,将是摆在我们面前的一项严峻的任务。

3.大流域地下水资源可再生及跨流域调水的重大水文地质和环境地质问题

黄河下游断流次数和时间逐年增大,小浪底水利枢纽截流后下游径流的逐渐减少,引黄灌区地下水的循环系统与动态将产生显著的变化。长江流域在1998年发生罕见的全流域洪灾,以及三峡大坝建成后,将对库区及下游水资源和环境产生很大的影响。跨流域调水也会导致区域性水文地质条件发生明显的变化。如何结合社会、经济、生态等因素研究这些问题,预测其变化,使之朝着有利于社会经济的方向发展,是我国科技工作者面临的艰巨任务。

4.基础理论与应用研究

地下水圈是与地表水圈、大气圈、生物圈、地幔相互作用的一个特定的物质系统,水文地质学需要研究地下水圈的形成条件、演化历史及其在人类活动影响下的变化的一般规律,以便预测其未来发展趋势。在未来的岁月中,在研究普遍存在的地下水在控制各种地质过程中的作用、流体梯度与区域构造应力场的关系、饱和及非饱和系统中水岩之间的相互化学作用、化学成分在不同介质中的迁移以及由于水动力驱使而引起的能量迁移等方面的研究有望得到加强。通过研究大型盆地的演化发展和古水文地质条件,可以指导油气藏的勘查与开发。具有商业价值的地下热水、地下卤水、矿泉水的分布、形成条件的研究及开发利用将更加引起人们的重视。在固体废物、核废物地质处置中遇到的水文地质问题,将促进这些实用领域的水文地质研究。

5.新理论、新技术的应用

21世纪,随着学科之间的相互渗透的加速,其它学科领域的新理论将会更加迅速地在水文地质领域得到应用。先进的测试手段和仪器设备可为研究地下水提供了更加精确的观测数据。研究手段从过去的单一化向着多样化、综合化的方向发展。地下水模拟软件得到进一步开发,使之功能更强大、操作更方便。水文地质信息库将得到进一步完善并被充分利用。水文地质研究成果的展示方式也由过去的图示化(各种不同类型不同比例尺的挂图)发展到数字化(计算机数据库和图形库)再发展到网络化(通过主页在网络上发布),有利于研究成果服务于社会。

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