氣候變化對地下水的影響精選(九篇)
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第1篇：氣候變化對地下水的影響范文
關(guān)鍵詞：地下水動(dòng)態(tài) 氣候變化 地下水漏斗 氣溫 降水量
地下水動(dòng)態(tài)是在各種影響因素以及使地下水動(dòng)態(tài)產(chǎn)生變化的實(shí)現(xiàn)條件兩者共同作用下形成的。影響地下水動(dòng)態(tài)的基本因素包括氣象、水文、地質(zhì)、生物、宇宙及人為活動(dòng)等等[1]。
大慶市是我國著名石油和石油化工為主體的新興工業(yè)城市，也是我國最缺水的城市之一，水資源問題已經(jīng)成為制約大慶市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和油田開發(fā)建設(shè)的一個(gè)重要因素[2]。從地下水的少量開采，到大規(guī)模開采，再到限制開采，大慶市地下水環(huán)境也隨之演化，人為因素成為了大慶市地下水動(dòng)態(tài)變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。與此同時(shí)，氣溫、降水滲入、蒸發(fā)等自然因素也在驅(qū)動(dòng)研究區(qū)地下水環(huán)境演化。
1. 研究區(qū)概況
研究區(qū)位于松嫩平原中部，屬中溫帶半濕潤、半干旱季風(fēng)氣候，多年平均降水量為420mm，大慶多年平均水面蒸發(fā)量為1，673mm。研究區(qū)屬安達(dá)閉流區(qū)，區(qū)內(nèi)無江河分布，湖沼發(fā)育，工農(nóng)業(yè)及居民生活用水主要是開采地下水和外引嫩江水作為供水水源。為了解決區(qū)域排水不暢問題，先后修建了安肇新河、西部排水干渠、中央排水干渠、東部排水干渠和東二排水干渠等區(qū)域排水工程。
研究區(qū)總的地勢是東北高、西南低，呈緩坡狀平原，局部地貌分布有起伏的河流、湖泊沼澤地、鹽堿低地、江灣漫灘階地等。地貌按其成因類型及形態(tài)特征，區(qū)域?yàn)闆_湖積低平原、局部為沖積洪積河漫灘。
2. 研究區(qū)水文地質(zhì)條件
2.1 第四系含水層
第四系含水層主要有哈爾濱組潛水和白土山組孔隙承壓含水層。
2.1.1 哈爾濱組孔隙潛水含水層
分布于整個(gè)大慶市，發(fā)育較好，巖性為黃褐色粉細(xì)砂、細(xì)砂，分布不穩(wěn)定，埋藏較淺1―4m。砂層一般為2―3層，單層厚度一般在1.5―30m。粉細(xì)砂層之間的粉土及粉質(zhì)粘土垂直節(jié)理發(fā)育，孔隙較大，水利聯(lián)系密切構(gòu)成同一含水層組，形成厚度較大的孔隙潛水層。
由于第四系孔隙潛水含水層的巖性結(jié)構(gòu)松散，埋藏較淺，直接接受大氣降水和地表水入滲的補(bǔ)給，是下部含水層主要的垂向補(bǔ)給來源，同時(shí)也易于污染及蒸發(fā)排泄。
2.1.2 白土山組孔隙承壓含水層
該含水層是由砂礫石組成，在長垣以西埋藏深度和厚度自東向西，自南向北加深加厚，在長垣的東部只在龍鳳――臥里屯一帶分布，含水層頂板埋深30―100m左右，綠色草原一帶埋深達(dá)114m，其含水層自上而下逐漸變粗，厚度東部5―15m，西部20―50m，原始水位距地面2―10m。
2.2 新近系泰康組砂礫石含水層
該層含水層主要是中細(xì)砂巖、砂礫巖，一般自上而下逐漸變粗，上部以中細(xì)砂和粉細(xì)砂為主，底部為砂礫石，該層主要分布于大慶市的西部地區(qū)，呈條帶狀分布，為主要的目的開采層。與上覆第四系砂礫石層之間，有一層分布不穩(wěn)定的粘土和粉質(zhì)粘土，其厚度一般為5―20m，在部分地區(qū)缺失，其隔水性差，使得兩套含水層大部分地區(qū)直接連通，具有同一水力特點(diǎn)，可視為同一含水系統(tǒng)。
含水層頂板埋深60―150m，自東南向西北逐漸加深，向北逐漸變淺變薄至尖滅。原始水位距地面2―13m，一般單井涌水量可達(dá)1，500―3，000m3/d。目前大慶市西部開采區(qū)水位已降落至30―36m，含水層富水性強(qiáng)，一般單井涌水量為3，000―8，000m3/d。
2.3 白堊系明水組含礫砂巖含水層
明水組含礫砂巖含水層廣泛分布于大慶市，只在長垣頂部缺失，該含水層具有分布穩(wěn)定，單層層數(shù)多的特點(diǎn)，可分為明水組二段和明水組一段兩部分，頂板埋深一般在17―210m，明水組上段含水層一般由2―10個(gè)單層組成同一含水層，含水層以中粗砂巖為主，局部含礫砂巖，滲透性好，富水性強(qiáng)。分布極不穩(wěn)定，多為透鏡體，含水層厚度一般為3―26m，累計(jì)厚度10―80m，最大厚度可達(dá)126m。單井涌水量2，400―3，000m3/d。
明水組一段含水層一般有1―8個(gè)單層組成，由于構(gòu)造作用影響頂板埋深由南向北逐漸加深，單層厚度3―29m，累計(jì)厚度5―55m，最大可達(dá)66m。含水層巖性以含礫砂巖為主，局部為中粗砂巖，孔隙較大，連通性較好，富水性強(qiáng)，單井涌水量一般為1，700―3，300m3/d。
由于明水組砂巖含水層在長垣西側(cè)埋藏較深，且上部有第四系及新近系泰康組含水層，因此西部不開發(fā)此含水層，而在長垣東部及肇州北部地區(qū)缺失其他含水層，由于該層分布廣，埋藏淺，原始水位一般距地面8―30m，是這一區(qū)域的開采目的層。
第2篇：氣候變化對地下水的影響范文
[關(guān)鍵詞]氣候變化；水資源；應(yīng)對措施
中圖分類號：TU993.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）42-0236-01
一、 氣候變化與水資源的關(guān)系
水資源循環(huán)系統(tǒng)是氣候變化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在水循化過程中時(shí)刻受到周圍氣候變化的影響。比如，隨著全球氣溫的變暖，水資源循化系統(tǒng)也在不斷地發(fā)生著變化，會(huì)對水資源在時(shí)間和空間上造成較大的影響，使得降雨因季節(jié)地區(qū)而存在很大的差異，同時(shí)也會(huì)影響到水資源的數(shù)量。在水資源循環(huán)過程，氣候會(huì)直接影響降雨、蒸發(fā)、徑流、空氣濕度、土壤濕度等各環(huán)節(jié)。隨著氣候的變化，在某些程度上加劇了地球表面旱災(zāi)、洪災(zāi)和其他災(zāi)害發(fā)生的頻率和強(qiáng)度，會(huì)影響到與水資源有關(guān)項(xiàng)目的管理和規(guī)劃。此外，水資源系統(tǒng)的變化也會(huì)對氣候變化造成較大的影響，人類活動(dòng)會(huì)造成水資源的不斷減少，使得周圍的空氣濕度發(fā)生變化，迫使當(dāng)?shù)貧夂蛞搽S之變化，進(jìn)一步加劇了氣候變暖問題。由上可知，氣候變化與水資源存在著相互影響，彼此密切相連的關(guān)系。
二、 氣候變化對水資源的影響
氣候?qū)λY源的影響主要體現(xiàn)在對地表徑流的影響、對水文循環(huán)的影響、對水資源質(zhì)量的影響這三個(gè)方面。
（1）對地表徑流的影響
地表徑流的大小，不僅僅會(huì)受到地理環(huán)境的影響，還會(huì)受到氣候變化的影響，尤其是在水資源循環(huán)過程，會(huì)影響到整個(gè)地區(qū)的降雨量，使得當(dāng)?shù)氐乃Y源系統(tǒng)循環(huán)難以達(dá)到平衡，降雨量與蒸發(fā)量失衡，就無法正常對地表河流進(jìn)行補(bǔ)給，使得整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，威脅到地球上生命的生存。因此，只要一個(gè)地區(qū)的氣候發(fā)生變化，那么地表徑流也必定會(huì)受到影響。我國地域面積廣泛，跨越了多個(gè)自然帶，各地的氣候差異也很大。當(dāng)氣候發(fā)生變化時(shí)，會(huì)對各地表徑流產(chǎn)生不同的影響。例如：夏季，我國主要受東南季風(fēng)的影響各地的降水量明顯增加，其主要集中在 7、8、9 三個(gè)月，各地的河流特別是處于季風(fēng)區(qū)域內(nèi)的地區(qū)，河流的徑流量會(huì)急劇增加，此時(shí)，我國的大部分地區(qū)會(huì)進(jìn)入汛期。相反，在不受季風(fēng)影響的西北地區(qū)或是在每年的冬季，由于受低壓的影響，降水普遍會(huì)比較少，河流的徑流量也會(huì)明顯減少，甚至某些地區(qū)的河流會(huì)因降水不足而干涸。
（2）對水文循環(huán)的影響
水資源循環(huán)系統(tǒng)很容易受到各種因素的影響，其中最重要的是受氣候變化的影響。氣候變化會(huì)整個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)有著顯著的影響，當(dāng)高緯度北半球，降水較多，然而在南部沙漠地區(qū)降雨量一般會(huì)減少得很突出，對全球水循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的影響。
（3）對水資源質(zhì)量的影響
水是人們的生活和生產(chǎn)的重要資源。全球氣候變暖已經(jīng)對某些地區(qū)的水資源質(zhì)量造成了很大的影響，最突出的是影響到了當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)和生活。氣候變化會(huì)對某些地區(qū)的降水量產(chǎn)生很大的影響，使得在干旱和半干旱地區(qū)降雨量有顯著的差異，水資源質(zhì)量根本就無法相提并論。在某種意義上說全球氣候變暖，會(huì)增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。但對于大部分地區(qū)，由于氣候變化，容易造成旱澇災(zāi)害，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳a(chǎn)和生活。此外，由于高溫造成的污染物減少的水降解，導(dǎo)致河水的水質(zhì)下降，無法滿足人類飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
三、 減輕氣候變化對水資源影響的應(yīng)對措施
（1） 進(jìn)行植樹造林，蓄養(yǎng)水源
林地具有很強(qiáng)的蓄水能力，有關(guān)水資源管理部門要加強(qiáng)管理，對水源地進(jìn)行植樹造林，擴(kuò)大森林覆蓋率。通過提高森林覆蓋率不僅可以很好的蓄養(yǎng)水源，還能有效減少洪澇災(zāi)害發(fā)生的強(qiáng)度和避免其他自然災(zāi)害的發(fā)生。與此同時(shí)，在地下水徑流區(qū)域種植植被，增加地下水的徑流量，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和水文條件，提高水資源的利用率。
（2）提高對水資源的利用效率
通過興建農(nóng)田水利工程加強(qiáng)抗旱、節(jié)水、保水技術(shù)研究，并在全國范圍內(nèi)推廣節(jié)水工程，不斷提高水資源利用效率，并加強(qiáng)水資源循環(huán)系統(tǒng)的降水能力。此外加強(qiáng)對氣象服務(wù)工作的管理，以提高對不利氣候和自然災(zāi)害的防御能力，將影響降至最低。如，通過天氣預(yù)報(bào)預(yù)測氣候變化和自然災(zāi)害的發(fā)生情況，及時(shí)采取防御措施，降低氣候變化和自然災(zāi)害所產(chǎn)生的不良影響。
（3）加大對水資源管理的資金投入
加強(qiáng)科研研究工作加強(qiáng)科研研究工作，不斷加強(qiáng)人工降雨研究工作，提高人工降雨技術(shù)水平。同時(shí)加強(qiáng)南水北調(diào)研究工作，有效調(diào)節(jié)水資源空間分布不均問題。加強(qiáng)節(jié)水宣傳和節(jié)水教育工作增強(qiáng)國民節(jié)水意識，進(jìn)而起到保護(hù)與維護(hù)水資源循環(huán)系統(tǒng)的目的。同時(shí)，通過立法、行政、經(jīng)濟(jì)等措施形成良好的節(jié)約用水的社會(huì)氛圍，構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)。
（4）加強(qiáng)水環(huán)境管理
據(jù)知，河流水質(zhì)和徑流流量、渾濁度之間有著因果關(guān)系。干旱區(qū)水量少的季節(jié)性河流，由于蒸發(fā)嚴(yán)重，河流變得渾濁，水質(zhì)嚴(yán)重下降，加上流量減少、季節(jié)變更，更是加劇了氣候變化對水生生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響，這種影響是無法估計(jì)的。
參考文獻(xiàn)
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第3篇：氣候變化對地下水的影響范文
關(guān)鍵詞：地（水）源熱泵；中央空調(diào)；高鐵車站；管理；維護(hù)
地球表面淺層地?zé)崮懿皇艿赜?、氣候條件的限制，是一種無限的可再生能源。地（水）源熱泵就是這種利用淺層地?zé)豳Y源，既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)設(shè)備，通過利用自然界自身的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對建筑物和環(huán)境之間的能量交換。淺層地?zé)岬臏囟纫荒晁募鞠鄬Ψ€(wěn)定，這種溫度特性使得地（水）源熱泵中央空調(diào)比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%，既節(jié)能又節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。熱泵的污染物排放比空氣源熱泵少40%左右，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%左右。
然而，在武廣高鐵湖南境內(nèi)部分車站安裝的地（水）源熱泵中央空調(diào)卻沒有達(dá)到上述預(yù)計(jì)目標(biāo)，甚至連日常使用都存在問題。本文針對部分高鐵車站地（水）源熱泵中央空調(diào)存在的問題進(jìn)行歸納分析，就該機(jī)組維修管理工作研究探討如下：
一、高鐵車站地（水）源熱泵中央空調(diào)目前存在的問題和產(chǎn)生原因分析
（一）未按設(shè)計(jì)規(guī)范建設(shè)，達(dá)不到設(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生施工遺留問題，導(dǎo)致機(jī)組停用。
例如有的高鐵站采用的是地（水）源熱泵開式循環(huán)系統(tǒng)，由于在設(shè)計(jì)、施工過程中存在問題，開站四年以來大部分時(shí)間未能正常使用。開式循環(huán)系統(tǒng)是直接利用地下水源進(jìn)行熱量傳遞的熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)需配備防砂堵、防結(jié)垢和水質(zhì)凈化等裝置。若忽視了這些設(shè)施的作用，地下水沒有經(jīng)過相關(guān)水質(zhì)處理，直接將地下水通入到熱泵機(jī)組，大量泥沙導(dǎo)致板式換熱器堵塞，這樣會(huì)引發(fā)更為嚴(yán)重問題：
1.中間換熱裝置被取消，地下水直接通到主機(jī)的銅管中，主機(jī)污垢增加，熱阻加大，直接導(dǎo)致冷量（熱量）衰減，能耗加大，壓縮機(jī)負(fù)荷增大，容易造成壓縮機(jī)損壞。
2.無水樣采集口及監(jiān)測口。酸性水質(zhì)具有腐蝕性，會(huì)造成中央空調(diào)機(jī)組冷凝器、蒸發(fā)器銅管腐蝕，直至穿孔使機(jī)組報(bào)廢。地下水換熱系統(tǒng)直接進(jìn)入水源熱泵機(jī)組的地下水質(zhì)應(yīng)滿足PH值為6.5～8.5、CaO小于200mg/L、礦化度小于3g/L、CLˉ小于100mg/L、H2S小于0.5mg/L等要求。
3.由于水系統(tǒng)冬夏兩季切換，未經(jīng)處理的地下水將進(jìn)入到末端系統(tǒng)中，對末端管網(wǎng)設(shè)備造成堵塞和風(fēng)柜表冷器腐蝕報(bào)廢等嚴(yán)重后果。
4.因泥沙過多，增加了銅管清洗次數(shù)與費(fèi)用，影響銅管壽命。
5.抽水井、回灌井不能轉(zhuǎn)換。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB50366-2005《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》之地下水換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2.4條款，抽水井、回灌井相互轉(zhuǎn)換以利于開采、洗井、巖土體和含水層的熱平衡；5.2.5條款，一般為了保證回灌效果，抽水井與回灌井比例不小于1：2。
（二）在工程建設(shè)立項(xiàng)階段對地質(zhì)狀況調(diào)查不夠，本應(yīng)采用開式循環(huán)系統(tǒng)的卻建成了閉式循環(huán)系統(tǒng)。
閉式循環(huán)系統(tǒng)的地下?lián)Q熱器是埋入地下的封閉循環(huán)管道，在冬季地埋管中的流體從地下吸收熱量，通過循環(huán)系統(tǒng)帶入建筑物中；在夏天則是將建筑物內(nèi)的熱能通過管道送入地下。有的高鐵站地勢低洼，地下水極其豐富，將閉式循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)備檢修井淹沒。因此，不但無法下井進(jìn)行巡檢，而且閥門和儀表長時(shí)間浸在地下水中，銹蝕損壞嚴(yán)重（見圖），增加了維修成本，造成巨大的浪費(fèi)。
（三）地（水）源熱泵中央空調(diào)地埋設(shè)備（設(shè)施）區(qū)域管理不善，存在外界破壞因素，導(dǎo)致機(jī)組無法使用。
高鐵車站建成后，四周的地皮價(jià)值飆升，社會(huì)各界都在圈地，鐵路用地被蠶食?，F(xiàn)在有的地埋設(shè)備區(qū)域被當(dāng)成停車場使用，車輛碾壓過后，導(dǎo)致地埋管破損，循環(huán)水泄漏。
施工單位在建設(shè)時(shí)也沒有在檢修井、抽水井和回灌井等井口位置做記號，提供的施工圖又不正確，以致設(shè)備管理單位接管設(shè)備時(shí)很難準(zhǔn)確的找到井口的位置，有的井口已被地方單位占用或被施工遺留廢渣掩埋失去作用，機(jī)組因缺水而停機(jī)。
（四）新建工程都有一定幅度的地質(zhì)自然沉降過程，在縱斷面上會(huì)產(chǎn)生高差。由于施工過程中采購的地埋管材質(zhì)差，經(jīng)受不住地質(zhì)沉降時(shí)產(chǎn)生的剪切力，管道易被拉斷而漏水，影響地（水）源熱泵中央空調(diào)使用效果。
（五）過度開采地下水對高鐵站房地基的影響。
二、解決問題的措施
（一）針對地（水）源熱泵開式循環(huán)系統(tǒng)存在的問題，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：
1. 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB50366-2005《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》之地下水換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2.3條款；氧氣會(huì)與水井內(nèi)的低價(jià)鐵離子反應(yīng)形成鐵的氧化物，也能產(chǎn)生氣體黏合物，引起回灌井阻塞。因此，對地源水的換熱水井進(jìn)行全面改造整治，有效消除空氣入侵現(xiàn)象，防止井內(nèi)氧化物淤積。
2.恢復(fù)原設(shè)計(jì)的板式交換器，避免地下水直接進(jìn)入機(jī)組造成的蒸發(fā)器、冷凝器的腐蝕和損壞。
3.在板式交換器至蒸發(fā)器進(jìn)水口側(cè)增設(shè)適當(dāng)?shù)碾娸o加熱功率，以提高機(jī)組制熱功效。
4.增設(shè)地源水精密過濾及自動(dòng)反沖洗裝置，增設(shè)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)和水質(zhì)自動(dòng)處理軟化系統(tǒng)，使之符合該機(jī)型對水質(zhì)要求如下：
（二）閉式循環(huán)系統(tǒng)是在深埋于地下的封閉管道內(nèi)，注入防凍液，通過換熱器與水或土壤交換能量的封閉系統(tǒng)。對于閉式循環(huán)系統(tǒng)，應(yīng)該選擇在地下水較少的地方，檢修井內(nèi)壁要做防水，避免積水浸泡設(shè)備。
（三）施工單位在建設(shè)過程中應(yīng)該在地埋設(shè)備區(qū)域設(shè)立防護(hù)圍欄，標(biāo)明鐵路用地，防止其他單位和個(gè)人亂圈地。同時(shí)，在檢修井、抽水井和回灌井的井口設(shè)置明顯標(biāo)識，做好圍擋，而且不能把地埋設(shè)備區(qū)域當(dāng)成棄渣場，避免雨水沖涮導(dǎo)致井內(nèi)淤積喪失功能。鐵路建設(shè)指揮部、車站和土地管理部門應(yīng)主動(dòng)與地方國土局對接，追回被蠶食的鐵路用地。
（四）用于收集地?zé)岬墓艿冷佋O(shè)方式有兩種：
1.垂直埋管―深層土壤
垂直埋管可獲取地下深層土壤的熱量。垂直埋管通常安裝在地下50～150米深處，一組或多組管與熱泵機(jī)組相連，封閉的塑料管內(nèi)的防凍液將熱能傳送給熱泵，然后由熱泵轉(zhuǎn)化為建筑物所需的暖氣和熱水，垂直埋管是地源熱泵系統(tǒng)的主要方式。
2.水平埋管―大地表層
在地下2米深處水平放置塑料管，塑料管內(nèi)注滿防凍的液體，并與熱泵相連。水平埋管占地面積大，土方開挖量大，而且地下?lián)Q熱器受地表氣候變化的影響。
由此可見，以上兩種方式地埋管的施工質(zhì)量和管道材質(zhì)如何，直接影響到地（水）源熱泵中央空調(diào)的使用效果。
（五）為避免開采地下水造成建筑物下沉，在立項(xiàng)時(shí)應(yīng)進(jìn)行充分論證，開式循環(huán)系統(tǒng)滿足下列條件才可建設(shè)：
1.地下水資源豐富，并便于實(shí)施供回水工程；
2.地方政策允許大規(guī)模利用地下水；
3.地下水質(zhì)經(jīng)簡單處理能達(dá)到使用要求，水溫適度，水質(zhì)適宜，供水穩(wěn)定，回灌順暢。
三、對地（水）源熱泵中央空調(diào)故障維修的認(rèn)識
第4篇：氣候變化對地下水的影響范文
關(guān)鍵詞：水文化學(xué)；淺層水；礦化度；呼和浩特
Hydrochemical Characteristics and Variation of Mineralization for the Groundwater in Hohhot Country
ZHANG Yi-long，WANG Li-juan， WANG Wen-zhong，LI Zheng-hong，YU Juan，CAO Wen-geng，LONG Wen-hua， MIAO Qing-zhuang， WANG Zhe
(The Institute of Hydrogeology and Enviromental Geoloy，CAGS， Shijiazhuang 050061，China)
Abstract: According to excessive exploitation of groundwater caused the shortage of water which seriously halt the Ecological and economic sustainable development of Hohhot. This paper was systematically sampled and analyzed the shallow groundwater of Hohhot's plain. Descriptive analysis and correlation analysis were synthetically use to comprehensively and systematically study the Groundwater chemical's law and the salinity evolution's character. Research results shown as follows：First，the average concentration of HCO.32-and Ca2+which are derived fromthe shallow groundwater of Hohhot are 333.525 mg/L and 82.970 mg/L ， the values of the HCO.32-and Ca2+’s average concentration are bigger and coefficient of variation are smaller. Secondly， Through the correlation analysis， we know that the Na+ and Mg2+of the underground water mainly come from the various Sulfate， bicarbonate and hydrochloride， and the Ca2+ of the underground water mainly come from all sorts of sulfate and hydrochloride. The discretion of the underground water salinity is mainly controlled by the concentrations of the Mg2+and Cl-which are come from the underground water. The third， along the groundwater flow direction， the mainly ion concentrations bid not follow the trend which is with the increase of flow to increase， but and the underground water temperature present significantly negative correlation. The negative correlation of the HCO.32-， Ca2+ and groundwater temperature are the most significant， that means when the temperature is lower， the concentration of the ions is higher.
Key words: Hydrological chemistry；superficial groundwater ；mineralization；Hohhot
呼和浩特市位于中東部，河套斷陷盆地最東北部，北有大青山天然屏障，東及東南被蠻漢山環(huán)抱，盆地三面環(huán)山呈簸箕形狀，向西南敞開，地勢東北高，西南低。呼和浩特市地處我國北方內(nèi)陸干旱半干旱地區(qū)，人均占有水資源量只有412 m3，是全國人均占有量的1/6，為全國嚴(yán)重缺水城市之一，水資源問題是該區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的瓶頸。有關(guān)呼和浩特市地下水水化學(xué)特征方面的研究，已有少量報(bào)道，但主要集中在2000年之前。2000年后的研究主要集中在對呼和浩特市地下水位動(dòng)態(tài)以及砷氟等地方病方面，如2002年，劉怡敏等對呼和浩特市地下水位動(dòng)態(tài)及影響因素進(jìn)行了分析；2009年楊亮平等對呼和浩特市地下水位動(dòng)態(tài)變化及趨勢進(jìn)行了預(yù)測研究；2009年李浩，梁秀芬等對呼和浩特市（地區(qū)）高砷地下水進(jìn)行調(diào)查研究，查明地下高砷水的形成機(jī)制，以期控制地方性砷中毒。而近些年，呼和浩特市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，日益增長的水資源需求和地下水污染問題以及頻發(fā)的供水安全事件，迫切需要對區(qū)域內(nèi)的地下水資源進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)，而地下水水化學(xué)研究是地下水資源質(zhì)量評價(jià)的重要內(nèi)容。
本研究分析了2009年呼和浩特市地下水中的主要離子含量和水化學(xué)特征，探討了1988年以來地下水礦化度的變化趨勢，目的是研究隨著工農(nóng)業(yè)和生活需水量的增加促使開采量的增大以及多年來氣候變化對礦化度變化趨勢的影響，旨在為呼和浩特市制定合理的發(fā)展計(jì)劃和維護(hù)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定提供科學(xué)依據(jù)。 1 研究區(qū)概況
研究區(qū)主要是指呼和浩特行政區(qū)內(nèi)的平原區(qū)(包括山前傾斜平原、黃河和大黑河沖積平原)，呼包平原的東北部，在行政區(qū)劃上包括呼和浩特市所轄規(guī)劃區(qū)(新城區(qū)、賽罕區(qū)、玉泉區(qū)、回民區(qū))、土默特左旗、托克托縣、清水河縣、和林格爾縣及武川縣。研究區(qū)范圍：x：530 500～591 000；y：4 493 500～4 540 500，土地總面積17 224 km2，氣候?qū)儆趦?nèi)陸干旱半干旱地區(qū)［1］。
呼和浩特市淺層地下水系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的開放系統(tǒng)。按地下水賦存條件，可分為山前沖洪積平原和沖湖積平原，黃河沖湖積平原和湖積臺(tái)地4個(gè)水文地質(zhì)區(qū)；區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給主要來自山區(qū)的側(cè)向徑流補(bǔ)給及平原內(nèi)降水的入滲，地下水的排泄主要靠蒸發(fā)和開采消耗。
2 采樣及測試方法
2.1 采樣及測試
在研究區(qū)共布置了46個(gè)淺層水取樣點(diǎn)，其中包括水文化學(xué)剖面(沿地下水流方向)上的8個(gè)觀測井（圖1），分別在2009年的9月份取樣，TDS是使用上海雷磁水質(zhì)分析儀現(xiàn)場測試完成。
2.2 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理綜合采用了統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 17.0對地下水中的主要離子含量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)和相關(guān)性分析［2］，同時(shí)繪制了折線圖和圓形圖對地下水流方向上離子化學(xué)特征和淺層水礦化度演化進(jìn)行了直觀的分析。
3 結(jié)果與分析
3.1 描述性統(tǒng)計(jì)分析
對2009年呼和浩特市范圍內(nèi)的46個(gè)觀測井水樣的有關(guān)水化學(xué)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到地下水主要離子特征見表1。Table 1 Statistics of hydrochemical parameters of groundwater for Hohhot County in 2009 (n=46)
水化學(xué)參數(shù)最小值最大值平均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)
水溫（℃）8.02112.9889.837320.9584990.097435
TDS/(g·L-1)0.270.820.44880.171240.381551
K+/（mg·L-1）0.627.592.361.431480.606559
Na+/（mg·L-1）13.3165.244.46138.46850.865219
Ca2+/（mg·L-1）39.7915882.970431.834110.38368
Mg2+/（mg·L-1）15.3467.5131.344613.440090.428785
Cl-/（mg·L-1）7.79138.344.812935.584010.794057
SO.42-/（mg·L-1）4.53233.158.354652.257880.895523
HCO.3-（mg·L-1）215.2651.5333.52595.33640.285845
CO.32-/（mg·L-1）0203.426.4131.875146
F-/（mg·L-1）0.11.160.4350.228850.526092
溶解性總固體/（mg·L-1）262.4952.7495.6207.24010.41816
pH值7.578.687.99710.372390.046566
NO.3-/（mg·L-1）0.2155.537.667195.33642.531026 從表1中可以看出在陽離子（Ca2+、Mg2+、 K+、Na+）中Ca2+的含量相對較高，平均為82970 4 mg/L，K+的含量最低，平均為236 mg/L;對于陰離子HCO.3-的平均值達(dá)到了333525 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)差為95336 4，兩值均較大，變異系數(shù)較小，反映了其在地下水中的絕對含量較高，為地下水中的主要陰離子。而CO.32-的平均值僅為3.42 mg/L，即其在地下水中相對其他陰離子含量最低。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是地下水中碳酸存在的形態(tài)受pH影響， 在偏酸、偏堿及中性水中HCO.3-占優(yōu)勢，且在pH=834時(shí)，HCO.32-達(dá)到最高值。本次現(xiàn)場測試結(jié)果在整個(gè)研究區(qū)范圍內(nèi)pH在8.19～775之間， K+、Na+、Cl-、SO.42-和CO.3-的變異系數(shù)均較大，表明其在地下水中的含量變幅較大，表明它們是地下水中隨環(huán)境變化的敏感因子，決定地下水鹽化的作用的主要變量。HCO.3-和 Ca2+的變異系數(shù)相對都較小，表明它們在地下水中的含量相對比較穩(wěn)定。
3.2 離子相關(guān)性
表2為呼和浩特市平原區(qū)2009年地下水中8大離子（CO.32-、HCO.3-、Cl-、SO.42-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+），F(xiàn)-、pH值、礦化度、水溫和溶解性總固體的Pearson相關(guān)系數(shù)。
從表2中可以看出，陰離子HCO.3-、Cl-和SO.42-、與陽離子Na+和Mg2+的相關(guān)性顯著，相關(guān)系數(shù)在0.7以上，這表明地下水中的Na+和Mg2+離子主要是來自各種硫酸鹽，重碳酸鹽和氯酸鹽。陰離子Cl-、和SO.42-與陽離子Ca2+的相關(guān)性也是比較顯著，相關(guān)系數(shù)在0.5以上，表明地下水中的Ca2+離子主要來自各種硫酸鹽和氯酸鹽。pH值與CO.32-呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0896，即表明地下水的pH值主要由CO.32-含量的多少?zèng)Q定。TDS與Mg2+和Cl-的相關(guān)關(guān)系最為顯著，相關(guān)系數(shù)達(dá)到09以上，與CO.32-之間呈負(fù)相關(guān)性，并且與K+、F-之間的相關(guān)性較差，這說明地下水的礦化度高低主要是由水中的Mg2+和Cl-的濃度來控制的。
3.3 補(bǔ)給水流方向上水化學(xué)特征
2009年9月，在呼和浩特市采集46個(gè)觀測井水樣，采樣過程中用GPS記錄樣點(diǎn)的地理坐標(biāo)。呼和浩特市地下水主要的補(bǔ)給來源為來自山區(qū)的側(cè)向徑流補(bǔ)給及平原內(nèi)降水的入滲，地下水的排泄主要靠蒸發(fā)和開采消耗。地下水運(yùn)動(dòng)方向是由東北向西南。根據(jù)采樣點(diǎn)的位置，沿地下水補(bǔ)給水流方向選取8個(gè)觀測井水樣(分別是:①西黃合少鄉(xiāng)黑沙兔村②黃合少鄉(xiāng)添密灣村③金河鎮(zhèn)后三突村④金河鎮(zhèn)八拜村⑤金河鎮(zhèn)后白廟村⑥小黑河鎮(zhèn)楊家營村⑦小黑河鎮(zhèn)郭家營村⑧小黑河鎮(zhèn)烏蘭巴圖村)，進(jìn)行主要離子濃度變化分析。方向是由東北向西南［4-6］。地下水中水溫、pH值及主要離子濃度沿地下水水流方向的變化趨勢，見圖2。
圖2 2009年地下水中主要離子濃度，水溫及pH值沿地下水水流方向的變化趨勢
Fig.2 Changing trends of major ion concentrations，temperature and PH along the groundwater flow direction in 2009
從圖2可見2009年呼和浩特市地下水中主要離子沿補(bǔ)給地下水流動(dòng)方向并不遵循隨流程的增加而濃度增加的趨勢。而是與地下水溫呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)性，HCO.32-和Ca2+離子與地下水溫度的負(fù)相關(guān)最為顯著，即溫度越低時(shí)，離子的濃度反而越高。這可能是因?yàn)檠芯繀^(qū)地層主要以碳酸鹽地層為主，碳酸鹽巖主要由方解石（CaCO.3）和白云石［CaMg（CO.3）.2］這兩種礦物組成。因此，碳酸鹽巖地區(qū)的地下水化學(xué)成分的形成主要由方解石和白云石溶解和沉淀控制，而在一定的二氧化碳分壓（PCO.2）下，地下水的溫度控制著這兩種礦物的溶解和沉淀，但這兩種礦物與大多數(shù)礦物不同，它們的溶解度不是隨溫度的升高而增大，相反，溫度越低，溶解度越高，故出現(xiàn)了溫度越低的取樣點(diǎn)，HCO.32-和Ca2+離子含量越高的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)貼于 從圖2中也可以看出沿地下水流方向所有的取樣點(diǎn)，陰離子都以HCO.3-為主，其次是SO.42-，而Cl-離子濃度很低，這也完全符合碳酸鹽地區(qū)地下水的一般特點(diǎn)。研究區(qū)所有水樣的pH值，均在7~8之間，說明該地區(qū)含水層為開系統(tǒng)。
4 結(jié)論
①呼和浩特市淺層地下水中陽離子Ca2+的含量相對較高，陰離子HCO.3-含量最高，說明研究區(qū)范圍內(nèi)的地下水中主要離子為HCO.3-和Ca2+。且HCO.3-和Ca2+也是地下水中含量相對穩(wěn)定的離子。
②通過相關(guān)性分析，可知地下水中的Na+和Mg2+離子主要是來自各種硫酸鹽，重碳酸鹽和氯酸鹽，地下水中的Ca2+離子主要來自各種硫酸鹽和氯酸鹽。地下水的pH值主要由CO.32-含量的多少?zèng)Q定。地下水的礦化度高低主要是由水中的Mg2+和Cl-的濃度來控制的。
③呼和浩特市地下水中主要離子沿補(bǔ)給地下水流動(dòng)方向并不遵循隨流程的增加而濃度增加的趨勢。而是與地下水溫呈現(xiàn)顯著地負(fù)相關(guān)性，HCO.32-和Ca2+離子與地下水溫度的負(fù)相關(guān)最為顯著，這一特點(diǎn)符合碳酸鹽地區(qū)地下水的一般特點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
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第5篇：氣候變化對地下水的影響范文
【關(guān)鍵字】建筑工程施工；水文地質(zhì)；負(fù)作用；應(yīng)對措施
一、水文地質(zhì)
水文地質(zhì)是一門較為綜合性的學(xué)科，主要是通過對地下水的形成、分布、規(guī)律進(jìn)行研究，并且從多個(gè)角度來反應(yīng)某地區(qū)的地質(zhì)狀況。由于我國幅員遼闊，各地的地下水情況各不相同，加之水文地質(zhì)運(yùn)動(dòng)存在一定的不規(guī)律性，地下水往往會(huì)給建筑施工帶來各種程度上的影響。而當(dāng)前建筑施工單位也經(jīng)常忽略施工前對施工地點(diǎn)的水文條件勘探，水文地質(zhì)情況經(jīng)常會(huì)對建筑施工造成負(fù)作用。如果能夠從地質(zhì)勘查過程中準(zhǔn)確的分析地下水的運(yùn)動(dòng)，為建筑施工提供準(zhǔn)確的依據(jù)，能夠在很大程度上幫助建筑施工工程的科學(xué)開展。
水文地質(zhì)學(xué)主要研究地下水的分布及形成規(guī)律，以及地下水的物理、化學(xué)性質(zhì)等因素。近些年來，隨著我國對于地下水研究的不斷深化，對地下水有了較為深刻的認(rèn)識。優(yōu)點(diǎn)：1、分布較為廣泛，可以就地進(jìn)行開采與使用。2、清潔，不易被污染，經(jīng)過土壤的過濾，水質(zhì)一般都較優(yōu)。3、不占用地面空間。地下水可以在地質(zhì)層當(dāng)中實(shí)現(xiàn)靈活的流動(dòng)。4、較為穩(wěn)定，受外界直接影響程度較小。5、水量受短期氣候變化影響較小，具有一定程度的儲(chǔ)存能力。缺點(diǎn)：1、不合理的開采利用會(huì)造成次生鹽堿化。2、過量開采會(huì)導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)的變化，影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)。3、地下水的變化會(huì)對地上建筑造成影響，出現(xiàn)地基的沉降等現(xiàn)象。
二、水文地質(zhì)對建筑工程的危害
當(dāng)前城市化進(jìn)程逐漸加快，人們對于自然環(huán)境改造程度也在不斷的加深，大量的建筑工程正在建設(shè)施工當(dāng)中。但是研究與長年的經(jīng)驗(yàn)證明，地下水文質(zhì)地情況的變化對于地上建筑有著顯著的影響作用。尤其是在擁有較為強(qiáng)烈的水文地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的地區(qū)，對于建筑物的影響更為嚴(yán)重，地面建筑施工經(jīng)常處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，并且建筑物的使用壽命、抗壓抗震性、穩(wěn)定性等都會(huì)受到一定程度上的影響。水文地質(zhì)對建筑工程的危害主要有以下幾個(gè)方面：
（一）耐久性
地下水一般都是存在于地層的空隙當(dāng)中，包括巖石的縫隙、裂縫和溶洞當(dāng)中。在一些特殊的環(huán)境下，一但遇到較為強(qiáng)烈的水流沖蝕，地下水就有可能在巖石的縫隙當(dāng)中不斷開始蔓延，最終滲透出巖石的層面。這種現(xiàn)象會(huì)使得巖石層的黏合度發(fā)生變化，空隙當(dāng)中出現(xiàn)的一些裂縫也會(huì)不斷的的擴(kuò)大，最終對地層的耐久性產(chǎn)生影響，影響地層的載荷。這種水文地質(zhì)的特點(diǎn)會(huì)對建筑物的耐久性造成直接性的破壞，建筑物容易因?yàn)榈貙虞d荷的變化出現(xiàn)裂縫、沉降等問題。
（二）穩(wěn)定性
由于地下水也是水資源的重要組成部分，近些年隨著我國水資源的持續(xù)短缺，人們對地下水的使用也越來越多。另外由于地下水水量穩(wěn)定，水質(zhì)較好，所以近些年地下水越來越多的被用于農(nóng)業(yè)、灌溉等方面。人們不能合理的開采利用水資源，對地下水資源的過度開采和利用會(huì)導(dǎo)致土地的鹽澤化、沼澤化甚至滑坡等問題，這些現(xiàn)象都是由水文地質(zhì)運(yùn)動(dòng)造成的。對地下水的不合理開采與利用會(huì)對當(dāng)?shù)氐耐寥涝斐善茐男缘挠绊?，從而也對建筑施工帶來困難。
（三）持久性
水文地質(zhì)運(yùn)動(dòng)對建筑施工還可能產(chǎn)生持久性的影響。因?yàn)楫?dāng)前許多建筑施工的經(jīng)驗(yàn)表明，建筑施工都會(huì)在不同的程度上受到水文地質(zhì)條件的影響。一般的建筑在使用壽命上都是以實(shí)現(xiàn)更長的使用壽命為目標(biāo)，但是在地下水運(yùn)動(dòng)不規(guī)律的地區(qū)，建筑物的使用壽命明顯要短的多，有些建筑物甚至不能達(dá)到正常的設(shè)計(jì)使用年限。另一方面，水文地質(zhì)情況不僅僅會(huì)對建筑物的使用壽命產(chǎn)生影響，也會(huì)對建筑物的各種關(guān)鍵參數(shù)產(chǎn)生影響。水位地質(zhì)情況較為復(fù)雜地區(qū)的建筑在抗裂、抗震、抗沉降等多個(gè)方面均受到了影響，總體性能指標(biāo)在不斷的下降。
（四）污染性
地下水也會(huì)給建筑造成一定的污染性，由于許多地下水都受到了不同程度的污染，所以在一些地區(qū)建筑物受地下水的污染影響也較為嚴(yán)重。這些受污染的地下水一方面在不斷地侵蝕著建筑物的基礎(chǔ)，不斷的與建筑材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低建筑材料的強(qiáng)度。另一方面受污染的地下水也對建筑區(qū)域內(nèi)的綠化環(huán)境等造成了損害，破壞了建筑整體的美感。
三、如何有效的處理水文地質(zhì)對建筑施工帶來的負(fù)作用
（一）采用現(xiàn)代化的勘測技術(shù)
現(xiàn)代化的勘測技術(shù)能夠準(zhǔn)確的判斷出某個(gè)地點(diǎn)具體的水文地質(zhì)，并且隨著當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代勘測技術(shù)在計(jì)算機(jī)的輔助下，已經(jīng)可以從根本上解決一些傳統(tǒng)勘察方法上存在的問題。在實(shí)際的勘察過程中，可以將計(jì)算機(jī)技術(shù)、三維成像技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)等有效的整合在同一載體上，建立一個(gè)完整的地質(zhì)勘察體系。同時(shí)引入GPS定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對水文地質(zhì)的精確定位，在建筑施工開始之前就要對施工地點(diǎn)的水文地質(zhì)進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的勘探，只有這樣才能更好的做好事前預(yù)防工作，為建筑施工提供一個(gè)有效的依據(jù)。
（二）裂縫處理
地下水的運(yùn)動(dòng)可以在一定程度上造成地質(zhì)裂縫，這是由于地下水強(qiáng)力的沖刷力造成的，這種強(qiáng)勁的沖刷力不僅僅可以破壞建筑物基層的穩(wěn)定性，還會(huì)使得建筑物出現(xiàn)裂縫。對于建筑施工過程中或者建筑物出現(xiàn)的裂縫，不能僅僅對開裂部分進(jìn)行處理，還要對建筑物進(jìn)行加固處理。首先要運(yùn)用GPS定位系統(tǒng)對水文運(yùn)動(dòng)異常地區(qū)進(jìn)行定位，并且使用現(xiàn)代化的勘測設(shè)備采集詳細(xì)的參數(shù)指標(biāo)，經(jīng)過分析計(jì)算出精確地沖刷力，針對沖刷力進(jìn)行必要的加固。對于一些較小的裂縫，往往可以采用性能較好的黏合劑進(jìn)行填補(bǔ)，而一些較大的裂縫就需要使用高質(zhì)量的混凝土進(jìn)行黏合。
（三）沉降處理
沉降是當(dāng)前建筑工程中所遇到的最為常見的一個(gè)問題，也是水文地質(zhì)對建筑工程造成破壞的一個(gè)重要表現(xiàn)方式。對于水文地質(zhì)造成的沉降，首先要進(jìn)行預(yù)防，也就是在建筑施工初期就對施工地點(diǎn)的水文情況做一個(gè)詳細(xì)的了解，并且在施工過程中就做好積極的預(yù)防措施。其次，在建設(shè)完工之后出現(xiàn)沉降，就要對沉降地區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的勘測，確定沉降量的大小，根據(jù)具體的沉降量來設(shè)計(jì)加固方案?？梢韵瘸槌龅叵螺^多的地下水，并且灌入水泥砂漿，以達(dá)到加固的目的?；蛘呖梢栽O(shè)置鋼筋網(wǎng)或者是鋼筋混凝土進(jìn)行支撐，來實(shí)現(xiàn)對建筑物的加固。
四、總結(jié)：
在建筑施工過程中，要積極的應(yīng)對水文地質(zhì)的負(fù)作用，采取有效地措施，保證建筑施工順利、有序的完成。
參考文獻(xiàn)：
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[2]陳鐵林等.裂隙對非飽和土邊邊緣穩(wěn)定性的影響[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2008.
第6篇：氣候變化對地下水的影響范文
考綱對學(xué)生的要求主要包括以下三點(diǎn)：
1.運(yùn)用示意圖、流量過程圖，分析河流的補(bǔ)給類型和河流的水文特征。
2.運(yùn)用示意圖，說出水循環(huán)的過程和主要環(huán)節(jié)，說明水循環(huán)的地理意義。
3.以某流域?yàn)槔?，分析該流域開發(fā)的地理?xiàng)l件，了解流域開發(fā)的基本內(nèi)容與綜合治理的對策措施。
二、考點(diǎn)解讀
考點(diǎn)一：理解水體的補(bǔ)給關(guān)系
從運(yùn)動(dòng)更新的角度看，陸地上的各種水體之間有著水源相互補(bǔ)給的關(guān)系。
1.表解河流水的補(bǔ)給類型、特點(diǎn)及影響因素。
2.辯證地認(rèn)識河流水與地下水、湖泊水之間存在的互補(bǔ)關(guān)系。
（1）圖解陸地水體類型及補(bǔ)給關(guān)系。
（2）警示特殊現(xiàn)象。
有些河流水與地下水之間并不一定存在互補(bǔ)關(guān)系，如黃河下游、長江荊江段因其為“地上河”，只存在河流水補(bǔ)給地下水的情況。
3.掌握河流流量過程曲線圖的判讀要領(lǐng)。
（1）流量過程曲線反映的主要內(nèi)容：①流量的大小。②從曲線變化幅度了解水量的季節(jié)變化。③從曲線高峰期了解汛期出現(xiàn)的時(shí)間和長短。④從曲線低谷期了解枯水期出現(xiàn)的時(shí)間和長短。
（2）從流量過程曲線分析原因： ①流量是由河流來源決定的。②洪水期出現(xiàn)在夏秋、枯水期在冬春的河流，一般多為雨水補(bǔ)給，但地中海氣候區(qū)河流剛好相反。③汛期出現(xiàn)在夏季的河流，除雨水補(bǔ)給外，也可能有冰川融水補(bǔ)給。④春季和夏季出現(xiàn)兩個(gè)汛期的河流，除雨水補(bǔ)給外，還可能有季節(jié)性積雪融水補(bǔ)給。⑤河流在冬季斷流可能是河水封凍的緣故，而內(nèi)流河往往是由于氣溫低，冰川不融化，沒有冰川融水a(chǎn)給所致。⑥曲線變化和緩，多為地下水補(bǔ)給，也可能是熱帶雨林氣候區(qū)或溫帶海洋性氣候區(qū)的河流。
考點(diǎn)二：描述和闡釋河流的水文特征
河流的水文特征，包括“三量兩期一價(jià)值”?！叭俊奔春恿鲝搅髁浚ù笮〖凹竟?jié)變化）、含沙量和水能資源蘊(yùn)藏量；“兩期”，即汛期、有無結(jié)冰期；“一價(jià)值”，即航運(yùn)價(jià)值。
1.徑流量大小及其季節(jié)變化。
徑流量大小及其季節(jié)變化取決于河流補(bǔ)給類型。
（1）以雨水補(bǔ)給為主的河流流量季節(jié)變化由降水特點(diǎn)決定。
①全年穩(wěn)定型：熱帶雨林氣候區(qū)和溫帶海洋性氣候區(qū)的河流徑流量大，徑流量時(shí)間變化很小。
②夏汛冬枯型：熱帶草原氣候區(qū)和（熱帶、亞熱帶、溫帶）季風(fēng)氣候區(qū)的河流徑流量時(shí)間變化較大，形成夏汛。季風(fēng)氣候區(qū)的河流汛期長短取決于雨季長短。溫帶季風(fēng)氣候區(qū)較高緯度地區(qū)的河流除雨水補(bǔ)給外，還有春季積雪融水補(bǔ)給，形成春汛，一年有兩個(gè)汛期，河流汛期會(huì)較長。但是由于夏季風(fēng)勢力不穩(wěn)定，降水季節(jié)變化和年際變化大，河流徑流量的季節(jié)變化和年際變化均較大。
③冬汛夏枯型：地中海氣候區(qū)的河流徑流量時(shí)間變化較大，且形成冬汛。
（2）以冰川融水補(bǔ)給和季節(jié)性冰雪融水補(bǔ)給為主的河流，流量變化由氣溫變化特點(diǎn)決定。我國西北地區(qū)的河流夏季流量大，冬季斷流；我國東北地區(qū)的河流在春季由于氣溫回升導(dǎo)致冬季積雪融化，形成春汛；以冰川融水補(bǔ)給為主的河流（河段）的徑流量季節(jié)變化較大而年際變化較小。
（3）徑流量大小還與流域面積大小以及流域內(nèi)水系情況有關(guān)。
2.含沙量大小。
含沙量的大小與植被覆蓋情況、土質(zhì)狀況、地形、降水特征和人類活動(dòng)有關(guān)。
（1）植被覆蓋差，地勢起伏大，降水強(qiáng)度大的區(qū)域，河流含沙量大；反之，含沙量小。
（2）人類活動(dòng)主要是通過影響地表植被覆蓋情況而影響河流含沙量大小。
3.水能蘊(yùn)藏量。
水能蘊(yùn)藏量大小由流域內(nèi)的河流落差和河流水量決定。
（1）河流落差受地形影響。地形起伏越大，落差越大，水能資源越豐富。
（2）河流水量受氣候和流域面積影響。降水越多，流域面積越大，河流水量越大，水能資源越豐富。
（3）河流中上游河段落差大，水量大，一般以開發(fā)水能為主。
4.汛期及長短。
（1）外流河汛期出現(xiàn)的時(shí)間和長短，直接由流域內(nèi)降水量的多少、雨季出現(xiàn)的時(shí)間和長短決定；冰雪融水補(bǔ)給為主的內(nèi)流河則主要受氣溫高低的影響，汛期出現(xiàn)在夏季。例如，我國東部季風(fēng)氣候區(qū)的河流都有夏汛，東北地區(qū)的河流除有夏汛外，還有春汛；西北地區(qū)的河流有夏汛。此外，有些溫帶地區(qū)流向高緯的河流有凌汛現(xiàn)象。
（2）流域內(nèi)雨季開始早結(jié)束晚，河流汛期長；雨季開始晚，結(jié)束早，河流汛期短。例如，我國南方地區(qū)河流的汛期長，北方地區(qū)河流汛期較短。
5.有無結(jié)冰期。
有無結(jié)冰期由流域內(nèi)氣溫高低決定。月均溫在0℃以下的河流有結(jié)冰期，0℃以上的無結(jié)冰期。例如，我國秦嶺―淮河以北的河流有結(jié)冰期，秦嶺―淮河以南河流沒有結(jié)冰期。有結(jié)冰期的河流才可能有凌汛出現(xiàn)。
6.河流的航運(yùn)價(jià)值。
（1）河流的航運(yùn)價(jià)值由地形和水量決定。地形平坦，水量豐富的河流航運(yùn)價(jià)值大，因此，河流中下游一般以開發(fā)河流航運(yùn)為主。（2）河流無結(jié)冰期，水位季節(jié)變化小，能保證四季通航。（3）天然河網(wǎng)密度大，有運(yùn)河溝通，能四通八達(dá)。（4）內(nèi)河航運(yùn)可與其他運(yùn)輸方式連接，即聯(lián)運(yùn)價(jià)值大。（5）區(qū)域經(jīng)濟(jì)狀況對運(yùn)輸?shù)男枨蟠螅恿骱竭\(yùn)價(jià)值大。
考點(diǎn)三：掌握水循環(huán)的過程、環(huán)節(jié)和意義
1.驅(qū)動(dòng)水循環(huán)的兩大能量：一是太陽能，二是水的重力能。
2.識記水循環(huán)的主要環(huán)節(jié)名稱。
（1）垂直方向：蒸發(fā)（A、I）、植物蒸騰（F）、降水（B、D）、下滲（H）。（2）水平方向：水汽輸送（C）、地表徑流（E）和地下徑流（G）。
3.解讀水循環(huán)的主要類型、主要環(huán)節(jié)及其意義。
誤區(qū)警示：外流區(qū)域既發(fā)生海陸間循環(huán)，又存在陸地內(nèi)循環(huán)，但以海陸間循環(huán)為主；內(nèi)流區(qū)域以內(nèi)循環(huán)為主。
4.說明水循環(huán)的地理意義。
維持了全球水的動(dòng)態(tài)平衡； 緩解不同緯度熱量收支不平衡的矛盾； 使地球各個(gè)圈層之間、海陸之間實(shí)現(xiàn)物質(zhì)遷移與能量交換；水循環(huán)影響全球的氣候和生態(tài)，并不斷塑造著地表形態(tài)。
5.理解人類活動(dòng)對水循環(huán)的影響。
（1）人類活動(dòng)影響水循環(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)。
人類對水循環(huán)的影響主要體現(xiàn)在：①影響地表徑流，如引水灌溉、修建水庫、跨流域調(diào)水等。②影響地下徑流，如雨季對地下水的人工回灌，抽取地下水灌溉等。③影響降水，如人工降雨等。④影響蒸發(fā)，如植樹造林、修建水庫可以增加局部地區(qū)的水汽供應(yīng)量。
（2）人類活動(dòng)通過三種措施影響水循環(huán)。
水利措施：①修筑水庫、塘壩等攔蓄洪水，增加枯水期徑流量，由于水面面積的擴(kuò)大和地下水水位的提高，可加大蒸發(fā)量。②跨流域調(diào)水、擴(kuò)大灌溉面積在一定程度上增加了蒸發(fā)量，使大氣中水汽含量增加，增加降水量。
農(nóng)林措施：①“旱改水”、精耕細(xì)作、封山育林、植樹造林等能增加下滲，調(diào)節(jié)徑流，加大蒸發(fā)，在一定程度上可增加降水。②圍湖造田則減少了湖泊自然蓄水量，削弱了其防洪抗旱的能力，也減弱了湖泊水體對周圍地區(qū)氣候的調(diào)節(jié)作用。
生態(tài)措施：保護(hù)濕地資源（沼澤）、植樹造林（綠色水庫）、保護(hù)草原（綠色蓄水池）會(huì)產(chǎn)生有利的影響；反之，則會(huì)產(chǎn)生惡劣的后果。
考點(diǎn)四：流域開發(fā)的地理?xiàng)l件，開發(fā)建設(shè)的基本內(nèi)容，綜合治理的對策措施
1.了解流域開發(fā)的地理?xiàng)l件。
從經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社效益三方面評價(jià)其“優(yōu)勢”和“存在的問題”。
（1）自然方面：從地形、氣候、水文、植被、礦產(chǎn)等方面進(jìn)行分析。
（2）人文方面：從人口、聚落、交通、文化、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等方面進(jìn)行分析。
2.了解流域開發(fā)建設(shè)的基本內(nèi)容。
（1）資源開發(fā)：根據(jù)資源優(yōu)勢確定流域開發(fā)方向。
水能資源開發(fā)――發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游、航運(yùn)、防洪等，有利于發(fā)展高耗能工業(yè)；水資源開發(fā)――旅游、灌溉、養(yǎng)殖、航運(yùn)等；生物資源開發(fā)――旅游、教育等；土地資源開發(fā)――因地制宜，發(fā)展農(nóng)、林、牧、漁等多種農(nóng)業(yè)；礦產(chǎn)資源開發(fā)――建立礦產(chǎn)開發(fā)基地，建立相應(yīng)的工業(yè)部門（利用廉價(jià)電力）；旅游資源開發(fā)――做好旅游規(guī)劃，發(fā)展交通，發(fā)展旅游業(yè)。
（2）生態(tài)（恢復(fù)）建設(shè)：根據(jù)“環(huán)境污染和生態(tài)破壞”確定生態(tài)建設(shè)的內(nèi)容。礦產(chǎn)資源開發(fā)導(dǎo)致植被破壞，產(chǎn)生的廢石、廢渣占用大量土地；不合理的開采引發(fā)地面沉降、滑坡、塌陷、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害；礦產(chǎn)資源開發(fā)形成的廢渣、廢水中的有毒元素污染環(huán)境。
3.綜合治理的對策措施。
（1）對水土流失的治理措施：①調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，植樹造林、退耕還林還草等生物措施；②工程護(hù)坡、打壩淤地等工程措施；③進(jìn)行小流域治理。
（2）對河流污染的治理措施：①關(guān)閉污染較重的小工業(yè)；②對工農(nóng)業(yè)及生活污水進(jìn)行治理；③減少枯水期用水，使流量增加；④調(diào)整生產(chǎn)過程，適當(dāng)在洪水期排污。
（3）對生物資源破壞的治理措施：①建立自然保護(hù)區(qū)；②適當(dāng)遷出保護(hù)區(qū)內(nèi)的居民；③調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，控制人類活動(dòng)（如交通建設(shè)）；④加強(qiáng)宣傳教育。
三、題型回顧
例1 （2016年高考上海地理卷，第11～12題）“海綿城市”是指城市能夠像海綿一樣，下雨時(shí)蓄水，需要時(shí)“放水”。
（1）上海建設(shè)“海綿城市”，除能夠提高地下水位外，對地理環(huán)境產(chǎn)生的影響還有（ ）
A.加強(qiáng)城郊間熱力環(huán)流
B.防止海水倒灌
C.減緩地面沉降
D.減弱酸雨污染
（2）上海建設(shè)“海綿城市”可以采取的措施之一是（ ）
A.退耕恢復(fù)濕地 B.鋪設(shè)防滲路面
C.完善排水系統(tǒng) D.增加綠地面積
【解題思路】第（1）題，考查水循環(huán)對地理環(huán)境產(chǎn)生的影響。由材料和題干可知，“海綿城市”能提高地下水位，同時(shí)也能減輕因地下水過度利用而出現(xiàn)的地下漏斗區(qū)，從而有利于減緩地面沉降，C項(xiàng)正確。第（2）題，考查人類活動(dòng)對水循環(huán)的影響。由材料可知，“海綿城市”下雨時(shí)蓄水，說明利于雨水下滲。增加綠地面積，有利于雨水下滲，有利于海綿城市建設(shè)，D項(xiàng)正確；退耕恢復(fù)濕地，是濕地建設(shè)，并不利于雨水下滲，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋪設(shè)防滲路面不利于雨水下滲，B項(xiàng)錯(cuò)誤；完善排水系統(tǒng)，加速地表徑流下泄，不利于雨水收集，C項(xiàng)錯(cuò)誤。故選D項(xiàng)。
【參考答案】（1）C （2）D
例2 （2016年高考江蘇地理卷，第7～8題）圖4為某流域森林火災(zāi)后第1年、第6年兩次相同降雨條件下河流流量過程線圖。讀圖，回答（1）～（2）題。
（1）關(guān)于兩次徑流過程，說法正確的是（ ）
A. 第6年的流量峰值大
B. 第1年的流速峰值小
C. 第6年的河流含沙量大
D. 第1年的河流徑流量大
（2）導(dǎo)致圖示徑流差異的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是（ ）
A. 蒸發(fā) B. 下滲
C. 蒸騰 D. 地下徑流
【解題思路】第（1）題，考查河流水文特征。森林植被具有涵養(yǎng)水源和保持水土的功能。森林火災(zāi)后第6年的森林面積比第1年大，對雨水的涵養(yǎng)功能和保持水土的功能比第1年強(qiáng)，導(dǎo)致第6年地表徑流量較小，流量峰值小，河流含沙量小，而第1年的河流徑流量大，流速峰值大，A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。第（2）題，考查水循環(huán)的環(huán)節(jié)。依據(jù)材料可知，降雨條件相同而森林覆蓋率不同，則圖中徑流差異主要是森林覆蓋率的差異所致，森林覆蓋率的大小與雨水下滲量呈正相關(guān)。故B項(xiàng)正確。
【參考答案】（1）D （2）B
四、命題預(yù)測
1.以文字、示意圖、區(qū)域圖為背景，考查水循環(huán)的過程、主要環(huán)節(jié)名稱及影響因素、水循環(huán)意義、人類對水循環(huán)的影響。
2.以文字、河流徑流量過程曲線圖或柱狀圖、區(qū)域圖為背景，考查河流的補(bǔ)給類型及河流的水文特征。
3.以區(qū)域圖為背景，以某流域?yàn)槔?，考查該流域開發(fā)的地理?xiàng)l件、流域開發(fā)與綜合治理的措施。
五、能力測試
1.圖5表示“海陸間水循環(huán)”，甲、乙表示地表。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A.甲處代表海洋
B.環(huán)節(jié)②參與地表淡水資源的補(bǔ)給
C.環(huán)節(jié)④代表水汽輸送
D.人類活動(dòng)對環(huán)節(jié)③的影響最大
圖6中，甲圖是我國東部河流某河段示意圖，乙圖是河流A、B兩水文站測得的水位變化示意圖。讀圖，完成2～4題。
2.該河流的主要補(bǔ)給類型是（ ）
A.雨水補(bǔ)給 B.地下水補(bǔ)給
C.冰雪融水補(bǔ)給 D.湖泊水補(bǔ)給
3.B水文站洪峰流量峰值小于A水文站，主要是因?yàn)锳、B水文站之間（ ）
A.河道淤積 B.河谷變寬
C.湖泊分流 D.湖水補(bǔ)給量減小
4.甲圖中AB段河流（ ）
A.由西北流向東南
B.由東南流向西北
C.由正東流向正西
D.由正西流向正東
降雨量指一定時(shí)間內(nèi)的降雨平鋪在地面的水層深度；一定時(shí)間內(nèi)的河流徑流總量平鋪在流域地面的水層深度叫徑流深度。圖7是“我國某地氣溫、降雨量和所在流域徑流深度統(tǒng)計(jì)圖”。讀圖，回答5～6題。
5.該流域河流夏季補(bǔ)給來源主要是（ ）
①雨水 ②季節(jié)性積雪融水 ③冰雪融水 ④湖泊水 ⑤沼澤水 ⑥地下水
A.①② B.①③
C.④⑥ D.⑤⑥
6.該流域可能分布在（ ）
A.東北地區(qū) B.西北地區(qū)
C.四川盆地 D.青藏高原
7.閱讀圖文材料，完成下列問題。
天山作為“中亞水塔”，主導(dǎo)了新疆乃至中亞地區(qū)的水循環(huán)，其周邊干旱區(qū)分布廣泛，人類生存與生態(tài)系統(tǒng)受水資源變化的影響十分強(qiáng)烈。近年來，山地冰川融化加速，增加了水資源供給，使得河流對氣候變化更敏感，為合理利用干旱區(qū)有限的水資源，專家提出在該區(qū)域山前洪積扇建設(shè)地下水庫。
（1）簡述天山山脈被稱為“中亞水塔”的原因。
（2）比較說明甲河水循環(huán)與乙河水循環(huán)的差。
第7篇：氣候變化對地下水的影響范文
關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；地下水類型；地下水開發(fā)；地下水應(yīng)用
1 引言
巖溶地質(zhì)學(xué)方面的專家認(rèn)為巖溶地區(qū)地下水的形成原理是大氣所降雨水和地表原有水資源的滲入，這些滲入地表以下的水經(jīng)過一段漫長的時(shí)間和一些不斷發(fā)生的復(fù)雜的物理變化，最終演變?yōu)榈叵滤?。地下水作為水資源的重要組成部分，在保證居民平時(shí)生活用水、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展、生態(tài)與環(huán)境對地球生物的支撐起著至關(guān)重要的作用。巖溶地區(qū)的地下水資源比較豐富，但是要想做到合理地開發(fā)和利用，也絕非易事，首先，要了解不同巖溶地區(qū)的地下水的各個(gè)特點(diǎn)。
2 巖溶地區(qū)地下水的特點(diǎn)
2.1 巖溶地區(qū)地下水的類型
根據(jù)不同巖溶地區(qū)的地形特點(diǎn)，即地層、含水介質(zhì)、巖性等，可以大致將巖溶地區(qū)的地下水分為三大類，即巖溶水、基巖裂隙水和松散巖類空隙水。其中，對巖溶地區(qū)的地下水的開發(fā)，通常是指對巖溶水的開發(fā)利用。所以還需將巖溶水進(jìn)行簡單分類，以方便區(qū)分應(yīng)用開發(fā)的對象。
2.1.1 溶洞 - 管道水
溶洞管道水的分布區(qū)域主要是純石灰含量豐富的區(qū)域，這種地下水的含水介質(zhì)中占主導(dǎo)位置的是溶洞-管道組合，這就使得很大一部分的地下水都集中在地下水的徑流部分，而且出現(xiàn)的形勢大都為暗河狀態(tài)，由于以上種種因素，進(jìn)而導(dǎo)致溶洞管道水的水量富合度極其散亂不均，雖然流量大、流速快、擁有的勢能也比較大，但對其的開發(fā)還需作出更周密的計(jì)劃。另外，降雨量對溶洞管道水的水量影響十分明顯:降雨量大，巖溶水量暴增；降雨量少，巖溶水量劇減。最重要的一點(diǎn)是溶洞管道水的破壞力極強(qiáng)。
2.1.2溶隙 - 溶洞水
溶隙溶洞水的分布區(qū)域主要是在石灰?guī)r和白云巖之間，這種地下水的含水介質(zhì)以脈狀溶蝕裂隙和孤立狀溶洞為主，地下水的流動(dòng)力條件在層流與季流之間交替徘徊，動(dòng)態(tài)變化不像溶洞-管道水那樣大，水流速度呈相對穩(wěn)定狀態(tài)，一般不受季節(jié)降雨量的影響，通常不存在破壞能力。
2.1.3 溶孔 - 溶隙水
溶孔溶隙水的分布區(qū)域主要是在寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群地帶，以微小的溶蝕孔洞和細(xì)小的空隙為主要的含水介質(zhì)。對這類地下水的開采應(yīng)用時(shí)，適合對其建立集中的大型開采區(qū)，原因是溶孔溶隙水的水流狀態(tài)是以層流形態(tài)呈現(xiàn)，故流速相對緩慢，流量更小，補(bǔ)給量也相當(dāng)充沛，再加上水位埋藏線與其他地下水的水位埋藏線相比更淺，而且通常保持有統(tǒng)一的地下水面，具有平面流的特點(diǎn)，因此使得對溶孔溶隙地下水采集的鉆探成井率得到大大的提升。
2.2 巖溶地下水的補(bǔ)給方式
巖溶地下水的補(bǔ)給方式主要分為兩大類，一是滲透補(bǔ)給，二是灌溉補(bǔ)給。
2.2.1滲透補(bǔ)給
滲透補(bǔ)給巖溶地區(qū)地下水的來源主要是大氣降雨、河水、水庫水、莊家灌溉水等通過巖石的溶隙和巖石的空隙等滲透入巖溶地區(qū)地下，對其地下水資源進(jìn)行補(bǔ)給。滲透補(bǔ)給巖溶地區(qū)地下水的特點(diǎn)是：補(bǔ)給來源連續(xù)、水資源流動(dòng)區(qū)域分散、補(bǔ)給的面積非常之大，但是，滲透補(bǔ)給方式的速度相對較慢，補(bǔ)給量也不是很大。
2.2.2 灌溉補(bǔ)給
與滲透補(bǔ)給方式相比，灌溉補(bǔ)給具有速度快、補(bǔ)給量大以及補(bǔ)給面積相對集中等特點(diǎn)。但是灌溉補(bǔ)給巖溶地區(qū)地下水的方式大多發(fā)生在斜坡較大的地區(qū)，特別是由于大氣降雨量大而形成的坡面流和地表溪水流通過地面的豎井、落水洞等較大的孔洞直接進(jìn)入巖溶地區(qū)地下，補(bǔ)給巖溶地區(qū)的地下水量。
2.3 巖溶地下水的埋藏深度
由于水文地質(zhì)條件的相關(guān)影響，巖溶地區(qū)地下水埋藏深度有著很強(qiáng)的地域差異。以埋藏深度低于50m、低于100m以及介于兩者之間的深度差異將巖溶地區(qū)地下水埋藏深度分為三個(gè)埋藏區(qū)--淺埋區(qū)、深埋區(qū)以及中等埋藏區(qū)。開采時(shí)，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膸r溶地質(zhì)特點(diǎn)先對該地區(qū)進(jìn)行認(rèn)真的勘測，劃分好埋藏區(qū)后在進(jìn)行開采，可以有效提高對此巖溶地區(qū)地下水的開發(fā)應(yīng)用。
3 地下水水資源現(xiàn)狀
時(shí)空分布不均是我國水資源的一大特點(diǎn)。南方水資源富含量明顯多于北方，而且季節(jié)對地表水和地下水的影響也十分顯著：雨季洪澇災(zāi)害頻頻發(fā)生，枯季干旱缺水現(xiàn)象十分明顯。
4 巖溶地區(qū)地下水的合理開發(fā)和利用
雖然我國地下水資源比較豐富，但是仍然要遵從國家制定的關(guān)于水資源開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展政策，對其進(jìn)行合理的開發(fā)和利用。再加上巖溶地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，巖溶水系統(tǒng)又相當(dāng)脆弱，氣候變化和人類的活動(dòng)對其影響都相當(dāng)顯著，因此開采計(jì)劃必須經(jīng)過水行政主管部門的審核批準(zhǔn)，要將水文地質(zhì)條件、地面坍塌易發(fā)生程度等多種因素統(tǒng)統(tǒng)考慮在內(nèi)，對巖溶地區(qū)地下水開采量、開采層位、開采井的分布位置等也都要進(jìn)行嚴(yán)密把關(guān)。關(guān)于開發(fā)巖溶地區(qū)地下水時(shí)使用的設(shè)備有一點(diǎn)要明確說明：禁止使用功率過大的抽水設(shè)備抽取巖溶地下水，原因是謹(jǐn)防因水位忽然降低引起地面的坍塌。
巖溶地區(qū)的土壤結(jié)構(gòu)比較脆弱，植被和水資源也不能協(xié)調(diào)到相對穩(wěn)定的程度，因此整個(gè)巖溶地區(qū)的地下水系統(tǒng)也處于相當(dāng)薄弱的狀態(tài)。在對巖溶地區(qū)地下水開采過程中，一定要精確把握被開采地區(qū)地下水資源可以被開發(fā)利用的量，避免地下水開采量大于該巖溶地區(qū)地下水的補(bǔ)給量情況的發(fā)生，從而杜絕該區(qū)域的地下水水位下降。因?yàn)橐坏┰搸r溶地區(qū)地下水水位下降至某一臨界值，量變必然會(huì)促使質(zhì)變，進(jìn)而引發(fā)一系列生態(tài)環(huán)境方面的問題。因此，必須科學(xué)合理地對巖溶地下水進(jìn)行開采利用。
4.1 巖溶地區(qū)地下水的保護(hù)對策
4.1．1 地下水的監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng)
在地下水采集中心設(shè)立地下水水位監(jiān)測系統(tǒng)和地下水水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)，這兩大觀測系統(tǒng)的建立是做到科學(xué)管理、合理開發(fā)及應(yīng)用巖溶地區(qū)地下水的基礎(chǔ)，同時(shí)有利于保護(hù)巖溶地區(qū)地下水資源，為日后有效應(yīng)用巖溶地下水和實(shí)現(xiàn)巖溶地區(qū)地下水采集的可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。通過監(jiān)測觀察巖溶地區(qū)地下水的開采情況，既可以起到對開采單位的監(jiān)督作用，又可以對地下水水位、水質(zhì)等進(jìn)行時(shí)時(shí)刻刻的監(jiān)測，當(dāng)發(fā)生水位異常情況時(shí)，可在第一時(shí)間采取補(bǔ)救措施，避免對日后地下水的開采帶來影響。
4.1.2 地下水的保護(hù)與修復(fù)機(jī)制
根據(jù)不同巖溶地區(qū)的地理特征，結(jié)合地下水的補(bǔ)、徑、排等特點(diǎn)，并遵照人與自然和諧發(fā)展及可持續(xù)發(fā)展理念，針對防止地下水超采或受到污染等現(xiàn)象的發(fā)生制定一款有效的巖溶地區(qū)地下水的保護(hù)與修復(fù)機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。
4.1.3 地下水的管理機(jī)制
關(guān)于巖溶地區(qū)地下水的長期管理機(jī)制的建立主要依賴于各級水行政管理部門，應(yīng)該采取一些以法律、行政、科技、宣傳等多種手段相結(jié)合的方法，通過對該地區(qū)巖溶地下水含量、質(zhì)量等方面的研究，針對該地區(qū)水資源的承載能力制定出一項(xiàng)長期的地下水合理開采及科學(xué)應(yīng)用的相關(guān)計(jì)劃，并加強(qiáng)城市用水的管理，宣傳和鼓勵(lì)使用不降水和少降水。
5 結(jié)語
巖溶地區(qū)地下水的開發(fā)和應(yīng)用，要基于人與自然和諧并進(jìn)、可持續(xù)發(fā)展等原則，結(jié)合各個(gè)巖溶地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)合理開發(fā)。目前我國很多省市在開采應(yīng)用巖溶地區(qū)地下水方面已經(jīng)取得良好成果，不僅緩解了居民日常用水緊張的現(xiàn)象，還使一些干旱地區(qū)的土地得以水源灌溉，大大提升了農(nóng)作物產(chǎn)量，糧食大豐收，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值得到大幅度提升。
近年來，我國的科研領(lǐng)域連連取得可喜成果，已經(jīng)具備足夠的開采技術(shù)和開采條件。對于一些地表水資源短缺、地下水資源豐富的巖溶地區(qū)，應(yīng)及時(shí)制定合理的開采計(jì)劃和利用方案，對其進(jìn)行科學(xué)開采，避免大量開發(fā)潛力大的優(yōu)質(zhì)巖溶地下水白白浪費(fèi)。
參考文獻(xiàn)：
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[2]馮崇武.巖溶地區(qū)地下水的開發(fā)利用[J].云南水力發(fā)電，2008（2），32-36
第8篇：氣候變化對地下水的影響范文
關(guān)鍵帶中發(fā)生的復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物過程相互耦合使其成為不可分割、有機(jī)聯(lián)系、不斷變化的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。按照其性質(zhì)與作用，這些過程大致可分為三類:生態(tài)過程、生物地球化學(xué)過程和水文過程［8］。生態(tài)過程通過植物、微生物等生產(chǎn)者的作用將土壤中的物質(zhì)合成為植物量，經(jīng)消費(fèi)者消費(fèi)后又被微生物分解返回土壤。人類活動(dòng)可被看作是生態(tài)循環(huán)的一部分。由于人類活動(dòng)對生態(tài)過程的影響越來越大，有人又將其單分出來作為一類過程加以研究［9］。生物地球化學(xué)過程將生物過程與非生物過程聯(lián)系在一起，通過流體、沉積和氣體作用，使碳、氮等化學(xué)元素和物質(zhì)在空間上的分布發(fā)生變化。水文過程通過水分運(yùn)移轉(zhuǎn)化使物質(zhì)和能量在空間上重新分布。生物地球化學(xué)過程和水文過程相互耦合，推動(dòng)了生態(tài)過程的持續(xù)進(jìn)行，又共同決定了關(guān)鍵帶的整體形態(tài)和功能。但是，受傳統(tǒng)學(xué)科研究視角和方法的限制，研究人員很少將關(guān)鍵帶作為一個(gè)整體框架，而是人為地將生態(tài)過程、生物地球化學(xué)過程和水文過程割裂開來進(jìn)行研究。例如，土壤學(xué)往往將研究對象局限在植物根區(qū)分布的土壤范圍，而很少考慮植物根區(qū)之下的包氣帶和飽水帶;水文地質(zhì)學(xué)以含水層為研究重點(diǎn)，往往將上覆包氣帶作為“黑箱”進(jìn)行處理;生態(tài)學(xué)以地表面之上的植物為研究重點(diǎn)，對地質(zhì)環(huán)境則重視不夠。當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)所面臨的水資源管理、自然災(zāi)害防治、全球變化應(yīng)對、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等重大戰(zhàn)略問題，迫切需要不同的學(xué)科相互交叉融合，形成一個(gè)新的整體框架，對近地表圈層進(jìn)行系統(tǒng)研究。這正是國際地學(xué)界提出“地球關(guān)鍵帶”的意義所在。關(guān)鍵帶在空間展布上呈現(xiàn)出高度的非均質(zhì)性。大量的調(diào)查和觀測數(shù)據(jù)表明，構(gòu)成關(guān)鍵帶的地質(zhì)介質(zhì)和發(fā)生在其中的生態(tài)過程、生物地球化學(xué)過程和水文過程隨空間的變化表現(xiàn)出明顯的變異。這種變異特性隨空間尺度的變化呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)［10］。造成關(guān)鍵帶高度變異性的原因很復(fù)雜，可歸納為三個(gè)方面:與地質(zhì)、水文等有關(guān)的內(nèi)在因素，與氣候、自然火災(zāi)等有關(guān)的外在因素，與土地利用、城市化等有關(guān)的人類活動(dòng)［11］。按照研究空間范圍的大小，通?？蓜澐譃槲⒂^尺度、中觀尺度和宏觀尺度。目前，人們觀測關(guān)鍵帶的途徑包括兩大類:一類是利用傳感器技術(shù)和測量技術(shù)進(jìn)行點(diǎn)上監(jiān)測，對應(yīng)于微觀尺度;一類是利用遙感技術(shù)進(jìn)行大面積面上監(jiān)測，對應(yīng)于宏觀尺度。針對介于二者之間的中觀尺度的觀測技術(shù)還很不成熟，亟待發(fā)展。關(guān)鍵帶過程的發(fā)生尺度與人們的觀測尺度存在的不一致，對關(guān)鍵帶過程研究與建立模型造成了很大的挑戰(zhàn)，尺度轉(zhuǎn)換成為關(guān)鍵帶科學(xué)研究的重要問題［12］。關(guān)鍵帶在垂向上呈現(xiàn)出明顯的分層特征。如圖1所示，關(guān)鍵帶通常由地面之上的植物冠層、植物根系生長的土壤層、土壤層之下的包氣帶、含水層等組成，并且每一層可能還可細(xì)分為多個(gè)亞層。例如，土壤層可分為腐殖質(zhì)亞層、淋溶亞層、淀積亞層等［13］，包氣帶和飽水帶之間存在一個(gè)過渡的、近飽和的毛細(xì)上升區(qū)［14］。層與層之間形成了關(guān)鍵帶的界面，主要界面有土壤－大氣界面、土壤－植被界面、包氣帶－飽水帶界面、地表水－地下水界面、含水層－基巖界面等，在沿海地區(qū)還有陸地－海洋界面。這些界面對關(guān)鍵帶發(fā)生的各種過程具有重要的控制作用，也為人為調(diào)控關(guān)鍵帶過程提供了重要的切入點(diǎn)。例如，作為包氣帶－飽水帶界面的潛水面對土壤剖面的含水量和水勢分布有很大影響，是土壤發(fā)生鹽漬化的重要原因，也是地表生態(tài)格局變化的影響因子之一［15］。關(guān)鍵帶在外在過程的作用下不斷發(fā)生著短期的變化和長期的演化。NRC將外在過程歸納為四類:由地球內(nèi)部能量驅(qū)動(dòng)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，總的趨勢是增大地表的起伏不平;由地球外部能量驅(qū)動(dòng)的風(fēng)化過程，總的趨勢是削平填洼，使地表趨平;由壓力梯度驅(qū)動(dòng)的流體運(yùn)動(dòng)，使物質(zhì)發(fā)生空間遷移;由生存需求驅(qū)動(dòng)的生物活動(dòng)，對土壤、巖石、水等要素施加了越來越大的影響［3］。
2關(guān)鍵帶研究思路與范式
2.1DPSIR體系框架DPSIR(驅(qū)動(dòng)力－壓力－狀態(tài)－影響－響應(yīng))體系描述了一條引發(fā)環(huán)境問題的起源和結(jié)果之間的因果鏈，為開展關(guān)鍵帶科學(xué)研究提供了可供借鑒的技術(shù)框架(圖2)。這條因果鏈表明了關(guān)鍵帶與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的相互作用關(guān)系，社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)作為長期驅(qū)動(dòng)力作用于關(guān)鍵帶，對關(guān)鍵帶產(chǎn)生壓力，造成關(guān)鍵帶狀態(tài)的變化，從而對關(guān)鍵帶及其發(fā)生的各種過程產(chǎn)生影響，這些影響促使經(jīng)濟(jì)社會(huì)對關(guān)鍵帶狀態(tài)的變化做出響應(yīng)，響應(yīng)措施又作用于驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)和影響。該體系從系統(tǒng)分析的角度看待社會(huì)經(jīng)濟(jì)與關(guān)鍵帶的相互作用，是組織環(huán)境狀態(tài)信息的通用框架［16］。驅(qū)動(dòng)力指影響關(guān)鍵帶的外部過程變化的趨勢，是造成關(guān)鍵帶變化的潛在原因。例如，人類社會(huì)通過人口增長、土地利用等方式作用于關(guān)鍵帶，成為關(guān)鍵帶變化越來越重要的驅(qū)動(dòng)力［17］。壓力指人類活動(dòng)對關(guān)鍵帶的直接作用。社會(huì)經(jīng)濟(jì)從關(guān)鍵帶獲取所需要的水、糧食、建筑材料等資源，同時(shí)在生產(chǎn)和消費(fèi)過程中排出工業(yè)廢物、生活垃圾、廢水等，是造成關(guān)鍵帶變化的直接因素。狀態(tài)用來描述不同時(shí)空尺度關(guān)鍵帶的動(dòng)態(tài)變化。影響描述的是當(dāng)外界對關(guān)鍵帶施加壓力時(shí)其狀態(tài)隨之發(fā)生變化，這些變化對于關(guān)鍵帶功能和服務(wù)所產(chǎn)生的效應(yīng)。響應(yīng)指改善或適應(yīng)關(guān)鍵帶變化而采取的相關(guān)措施，如法律法規(guī)、技術(shù)調(diào)控措施等。關(guān)鍵帶科學(xué)研究的成果，應(yīng)以易于理解的形式，傳遞給管理者和決策者，從而采取相應(yīng)的資源、環(huán)境和生態(tài)管理措施。例如，Banwart等人建議采用生態(tài)服務(wù)方法將關(guān)鍵帶的功能和服務(wù)轉(zhuǎn)化為可以量化的價(jià)值，在科學(xué)研究成果與管理政策之間架起一座溝通的橋梁［18］。2.2填圖－監(jiān)測－建模循環(huán)體系框架循環(huán)上升的填圖－監(jiān)測－建模體系(簡稱3M框架)為研究復(fù)雜、非均質(zhì)、動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵帶提供了一條整合研究的技術(shù)框架(圖3)。通過填圖、監(jiān)測和建模的循環(huán)進(jìn)行，不斷深化對關(guān)鍵帶及其過程隨時(shí)間和空間變化規(guī)律的認(rèn)識，積累越來越多的圖件、數(shù)據(jù)和成果。在此基礎(chǔ)上，通過對圖件、數(shù)據(jù)和成果的集成與分析，針對管理者、科學(xué)家、社會(huì)公眾等不同的服務(wù)對象生產(chǎn)各種產(chǎn)品，將關(guān)鍵帶研究成果最大程度地傳遞給社會(huì)［19］。填圖是了解關(guān)鍵帶組成與結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，也是部署監(jiān)測和開展建模的基礎(chǔ)。關(guān)鍵帶在空間展布上的高度非均質(zhì)性和在垂向上的分層性，要求采用各種技術(shù)手段對不同尺度的關(guān)鍵帶進(jìn)行調(diào)查，獲取關(guān)鍵帶各種要素的物理和化學(xué)參數(shù)，為建立地球關(guān)鍵帶框架模型提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。監(jiān)測是了解關(guān)鍵帶隨時(shí)間變化的基礎(chǔ)，為建模提供所需的輸入數(shù)據(jù)和校正數(shù)據(jù)。需要監(jiān)測的內(nèi)容應(yīng)涵蓋關(guān)鍵帶各種要素，也應(yīng)包含模型運(yùn)行需要輸入的相關(guān)數(shù)據(jù)。建模是開展關(guān)鍵帶過程機(jī)理研究的重要手段，也是開展關(guān)鍵帶定量評價(jià)、預(yù)判關(guān)鍵帶變化的重要工具。建模將填圖所獲得的空間數(shù)據(jù)與監(jiān)測所獲得的時(shí)間數(shù)據(jù)整合在一起，對關(guān)鍵帶中所發(fā)生的水文過程、生物地球化學(xué)過程和生態(tài)過程進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬，以探求隱藏在表象之下的自然規(guī)律。填圖、監(jiān)測、建模構(gòu)成關(guān)鍵帶科學(xué)研究的完整框架，三者相輔相成、循環(huán)上升、互為促進(jìn)。
3關(guān)鍵帶研究進(jìn)展
3.1填圖20世紀(jì)末，近地表圈層得到了越來越多的北美水文地質(zhì)學(xué)家的重視［20］。近地表地質(zhì)圈包括土壤、包氣帶、淺層地下水、生物棲息地、濕地、河溪下層區(qū)和農(nóng)業(yè)用地等。1998年，美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)了2000～2010年地質(zhì)科學(xué)戰(zhàn)略，將近地表圈層作為研究重點(diǎn)之一，確定開展地質(zhì)填圖、地球物理填圖、地球化學(xué)填圖和鉆孔測量，查明控制地下水流及污染的地質(zhì)框架［21］。截至2010年，USGS完成的1∶10萬以上比例尺的地質(zhì)圖達(dá)到了美國國土面積的64%;完成了全國65個(gè)主要含水層12%的三維地質(zhì)調(diào)查，建立了三維水文地質(zhì)框架模型;完成了15個(gè)縣面向地質(zhì)災(zāi)害的三維地質(zhì)調(diào)查，建立了用于減災(zāi)的地質(zhì)框架。在美國國家科學(xué)基金會(huì)資助下，加州大學(xué)、科羅拉多大學(xué)等單位于2007年開始在Christina、BoulderCreek等6個(gè)地區(qū)以流域?yàn)閱卧_展關(guān)鍵帶填圖工作，調(diào)查確定關(guān)鍵帶基巖、土壤、植被和地形的三維空間分布與特性，研究關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的演化規(guī)律、風(fēng)化層與土壤的形成與空間變化特征［22］。2012年，USGS了其核心科學(xué)體系科學(xué)戰(zhàn)略(2013～2023)，明確將關(guān)鍵帶作為其研究的核心靶區(qū)，提出針對關(guān)鍵帶的結(jié)構(gòu)和過程進(jìn)行調(diào)查，建立關(guān)鍵帶3D/4D地質(zhì)框架模型。重點(diǎn)研究內(nèi)容包括利用先進(jìn)的微分析技術(shù)開展點(diǎn)上小至分子尺度的調(diào)查，利用先進(jìn)的遙感技術(shù)開展面上大至全球尺度的調(diào)查，研發(fā)關(guān)鍵帶及其過程的3D/4D模型，形成不同比例尺的地質(zhì)圖、地理圖和生物多樣性圖［23］。針對水資源管理需要，建立不同尺度的3D/4D水文地質(zhì)框架模型;針對自然災(zāi)害防治需要，建立地球表層地質(zhì)、水文和生態(tài)框架［24］。2006年，針對土壤侵蝕、鹽漬化、有機(jī)質(zhì)減少和滑坡等土壤環(huán)境問題，歐盟委員會(huì)了土壤保護(hù)主題戰(zhàn)略，將傳統(tǒng)的1～2m深的土壤層擴(kuò)展到地表至基巖之間的未固結(jié)土層進(jìn)行調(diào)查和研究［7］，類似于NRC所提出的地球關(guān)鍵帶。該戰(zhàn)略認(rèn)為，土壤結(jié)構(gòu)是影響關(guān)鍵帶過程和功能的主要因子。在實(shí)際調(diào)查工作中，強(qiáng)調(diào)利用各種技術(shù)開展關(guān)鍵帶空間分布和土壤結(jié)構(gòu)的調(diào)查。例如，在盧森堡和意大利托斯卡納區(qū)分別采用地電技術(shù)、地震探測技術(shù)、地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)和高光譜技術(shù)對土壤粘土含量、含石量、碳含量和土壤層厚度進(jìn)行了調(diào)查和填圖;在瑞典Damma、奧地利Fuchsenbigl、捷克Lysina和希臘Koiliaris等地區(qū)對土壤的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)查和填圖［25］。關(guān)鍵帶填圖的主要目標(biāo)之一是回答“關(guān)鍵帶如何形成與演化”的基本科學(xué)問題?？屏_拉多大學(xué)聯(lián)合USGS采用淺層地震折射方法對GordonGulch流域的風(fēng)化層厚度、風(fēng)化鋒面深度進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)山坡北坡的風(fēng)化鋒面比南坡的風(fēng)化鋒面更深，風(fēng)化程度也更高［26］。Anderson等根據(jù)野外調(diào)查和模型模擬結(jié)果認(rèn)為，關(guān)鍵帶可視為一個(gè)連通反應(yīng)器，下端的風(fēng)化鋒面將未風(fēng)化的基巖納入反應(yīng)器，上端的生物物理作用為反應(yīng)器提供了反應(yīng)的動(dòng)力，物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化作用共同決定了關(guān)鍵帶的形成過程［27］。Amundson等試圖將關(guān)鍵帶形成與演化的生物作用從生物－非生物的耦合作用中抽離出來，定量刻畫生物作用對關(guān)鍵帶物質(zhì)組成與地貌變化的影響［28］。歐盟資助的歐洲流域土壤變化項(xiàng)目選擇了代表土壤形成不同階段的4個(gè)地區(qū)進(jìn)行調(diào)查研究，分析確定關(guān)鍵帶形成演化的影響因素和關(guān)鍵帶生態(tài)服務(wù)的可持續(xù)性。3.2監(jiān)測根據(jù)NRC提出的關(guān)鍵帶科學(xué)研究戰(zhàn)略，美國國家科學(xué)基金會(huì)于2007年啟動(dòng)了關(guān)鍵帶觀測計(jì)劃。首批在加州的SouthernSierra、科州的BoulderCreek、賓州的SusquehannaShaleHills建立了3個(gè)關(guān)鍵帶觀測站，于2009年又資助在新墨西哥州的Jemez－SantaCatalina、特拉華州的Christina流域、波多黎各的Luquillo增建了3個(gè)關(guān)鍵帶觀測站［29］。目前，6個(gè)關(guān)鍵帶觀測站共有250名科學(xué)家、技術(shù)人員和研究生在開展研究工作。關(guān)鍵帶觀測站以流域?yàn)閱卧瑢﹃P(guān)鍵帶各種要素進(jìn)行長期觀測，為研究關(guān)鍵帶變化提供科學(xué)數(shù)據(jù)。6個(gè)關(guān)鍵帶觀測站按照相同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行觀測，觀測對象包括大氣、植被及微生物、土壤(包氣帶)、含水層及基巖(飽水帶)、地表水，主要監(jiān)測內(nèi)容如表1［30］。例如，BoulderCreek流域關(guān)鍵帶觀測站觀測范圍為1158km2的BoulderCreek流域，利用USGS和特拉華州水文站、觀測井對地表水和地下水進(jìn)行監(jiān)測，設(shè)立了3座氣象站對空氣和土壤參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，埋設(shè)了15組土壤傳感器對土壤含水量、土水勢等土壤參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，安裝了75臺(tái)蒸滲儀對蒸騰蒸發(fā)量、深層滲漏量等進(jìn)行監(jiān)測，在下游河谷地區(qū)布設(shè)了6眼地下水觀測井對地下水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。在美國關(guān)鍵帶觀測站的影響下，德國亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)于2008年啟動(dòng)了陸地環(huán)境觀測建設(shè)項(xiàng)目，主要目標(biāo)是為區(qū)域尺度全球氣候變化對生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的長期影響研究提供地下水、包氣帶水、地表水、生物和大氣的基礎(chǔ)觀測數(shù)據(jù)。目前，已在德國東北低地、Eifel/LowerRhine山谷、中部低地和BavarianAlps等地區(qū)建立了4個(gè)陸地環(huán)境觀測站［31］。觀測站觀測范圍為小流域尺度，面積一般小于104km2，以觀測站為平臺(tái)進(jìn)行陸地系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測、開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)、測量不同時(shí)空尺度環(huán)境長期變化。法國等國家則通過提升現(xiàn)有的“河流盆地網(wǎng)絡(luò)”所屬的觀測站，建設(shè)關(guān)鍵帶觀測設(shè)施，以流域?yàn)閱卧獙﹃P(guān)鍵帶要素進(jìn)行觀測。法國河流盆地網(wǎng)絡(luò)包含20個(gè)觀測站，自2011年開始由關(guān)鍵帶提升項(xiàng)目(CTRTEX)資助增設(shè)關(guān)鍵帶觀測儀器設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施。為了貫徹落實(shí)土壤保護(hù)主題戰(zhàn)略，歐盟委員會(huì)于2009年啟動(dòng)了“歐洲流域土壤變化”項(xiàng)目，其中一項(xiàng)重要任務(wù)是對地球關(guān)鍵帶進(jìn)行長期觀測。該項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)土壤是地球關(guān)鍵帶的核心，將土壤監(jiān)測作為地球關(guān)鍵帶長期觀測的重點(diǎn)。根據(jù)土壤形成的不同階段，選擇了4個(gè)典型地點(diǎn)建立了歐盟地球關(guān)鍵帶觀測站:瑞典的Damma，處于土壤新形成階段;奧地利的Fuchsenbigl，處于沖積平原土壤肥力發(fā)展階段;捷克的Lysina，處于土壤遭到酸雨破壞后人工恢復(fù)階段;希臘的Koiliaris，處于土壤遭受荒漠化威脅階段［32］。歐盟與美國在關(guān)鍵帶觀測方面建立了緊密的合作關(guān)系，其觀測內(nèi)容與美國觀測站相似，主要包括陸地－大氣水碳轉(zhuǎn)化、土壤含水量變化、孔隙水化學(xué)、地表水－土壤水－地下水轉(zhuǎn)化、土壤長期演化等［33］。3.3建模模型對于深化對關(guān)鍵帶形成、運(yùn)行與演化的科學(xué)認(rèn)識具有重要的作用，始終是關(guān)鍵帶科學(xué)研究的重要領(lǐng)域之一。例如，美國關(guān)鍵帶觀測計(jì)劃的重要目標(biāo)之一是建立能夠描述關(guān)鍵帶生態(tài)過程、生物地球化學(xué)過程和水文過程的系統(tǒng)模型，定量預(yù)測氣候變化、地質(zhì)作用和人類活動(dòng)下關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)和功能的響應(yīng)。關(guān)鍵帶過程模型大致可分為兩類:一類是描述單個(gè)過程的數(shù)學(xué)模型，如地下水流動(dòng)、土壤溶質(zhì)運(yùn)移、植物對水分脅迫響應(yīng)等單個(gè)關(guān)鍵帶過程;一類是描述多個(gè)過程疊加的耦合過程的數(shù)學(xué)模型，如地表水－地下水－大氣水轉(zhuǎn)化、生態(tài)－水文過程等關(guān)鍵帶耦合過程。對于第一類過程，目前已建立了較為成熟的模擬模型［34］;而對于第二類過程，是關(guān)鍵帶建模的重點(diǎn)和難點(diǎn)，盡管近年來做了很多探索工作，耦合模型還遠(yuǎn)不成熟。包氣帶與飽和帶水文過程耦合模型研究取得了新的進(jìn)展。通常有兩種做法將包氣帶與飽和帶的水文過程耦合在一起。一種做法是把包氣帶方程與地下水方程耦合在一起，例如，TOPOG_Dynamic模型采用一維Richards方程描述垂向土壤水流，采用二維Boussinesq方程描述地下水水平運(yùn)動(dòng)，采用CDE描述溶質(zhì)運(yùn)移，土壤與含水層由二者接合處土壤水流量進(jìn)行連接［35］。另一種做法是把包氣帶和飽和帶作為一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)，采用三維Richards方程從機(jī)理上描述土壤與地下水水流和溶質(zhì)運(yùn)移，如SWMS_3D和FEMWATER模型［36］。Lin等認(rèn)為上述基于傳統(tǒng)小尺度物理學(xué)方法的數(shù)學(xué)模型，由于沒有將包氣帶的結(jié)構(gòu)考慮在內(nèi)，對于包氣帶中普遍存在的優(yōu)先流不能進(jìn)行準(zhǔn)確刻畫［37］。因此，關(guān)鍵帶建模的挑戰(zhàn)之一是將結(jié)構(gòu)與過程同時(shí)納入統(tǒng)一的模型。生態(tài)過程與水文過程耦合建模研究也取得了很大進(jìn)展。以研究生態(tài)過程與水文過程相互作用為基礎(chǔ)，通常將植物生長模型與水文模型耦合建立生態(tài)水文模型，以定量刻畫植被生長與水文變化的耦合過程，分析全球變化對流域生態(tài)－水文過程演變的影響機(jī)制［38］。例如，BEPS-TerrainLab模型在DSHVM模型基礎(chǔ)上耦合生物地球化學(xué)循環(huán)模型BEPs建立了流域生態(tài)水文模型，用于加拿大北部森林區(qū)碳循環(huán)與水循環(huán)耦合的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究;RHESSys生態(tài)水文模型以水文模型TOPMODEL為基礎(chǔ)，考慮了植被對水文過程的作用，耦合了碳循環(huán)過程Biome-BGC模型和氮循環(huán)過程Century模型，可以用來模擬關(guān)鍵帶水、碳、氮的耦合循環(huán)［39］。美國Luquillo關(guān)鍵帶觀測站采用生態(tài)水文模型tRIBS-VEGGIE對區(qū)域關(guān)鍵帶生態(tài)－水文過程進(jìn)行了模擬，該模型可模擬復(fù)雜地形背景下河流盆地植被生長動(dòng)態(tài)變化過程與水文變化過程［40］。
4結(jié)論與建議
第9篇：氣候變化對地下水的影響范文
1 水資源監(jiān)測的含義
水資源的監(jiān)測工作主要針對加強(qiáng)水資源的保護(hù)和管理而提出。由于水利水電工程建設(shè)管理及防洪抗旱是傳統(tǒng)的水文監(jiān)測的主要服務(wù)對象，但實(shí)際上傳統(tǒng)的水文監(jiān)測是水電工程建設(shè)管理和防洪抗旱的水文監(jiān)測報(bào)告工作，為水資源管理服務(wù)而開展的監(jiān)測工作實(shí)際是就是水資源監(jiān)測。水體是水資源主要監(jiān)測的對象，其中包括水的質(zhì)量和數(shù)量，為了對水資源監(jiān)測工作進(jìn)行區(qū)分，水資源監(jiān)測所指對地下水、地表水及水質(zhì)等影響人為活動(dòng)的水資源的監(jiān)測工作，經(jīng)過長時(shí)間的積累，水文系統(tǒng)已經(jīng)有了大量的基礎(chǔ)信息，在水資源分析過程中將這些信息作為基礎(chǔ)，在監(jiān)測工作中有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
2 水資源監(jiān)測的形式
水資源監(jiān)測主要包括水資源計(jì)量監(jiān)測和動(dòng)態(tài)監(jiān)測兩種。其中，為掌握水資源質(zhì)量或數(shù)量情況而進(jìn)行的監(jiān)測。當(dāng)前，在水量計(jì)量監(jiān)測工作上水文部門還有待進(jìn)一步完善。因此，在監(jiān)測工作中必須加強(qiáng)科學(xué)管理，才能使水文部門的水量計(jì)量監(jiān)測工作的技術(shù)水平得到進(jìn)一步提高。
3 水資源監(jiān)測的實(shí)施
3.1 地下水監(jiān)測
傳統(tǒng)的地下水監(jiān)測工作主要是采用人工觀測，在自動(dòng)觀測逐步普及的情況下，這種監(jiān)測方法已不能滿足時(shí)間。對此，必須對自動(dòng)監(jiān)測各方面的情況進(jìn)行綜合考慮，根據(jù)分級管理的不同要求進(jìn)行改正。由于水量監(jiān)測主要包括兩項(xiàng)監(jiān)測，即泉流量和開采量，所以必須加強(qiáng)對大型地下水水源地、大型礦山及地下水超采區(qū)等進(jìn)行測量監(jiān)測。
3.2 地表水水量監(jiān)測
對于河道低水流量監(jiān)測需要根據(jù)其不同情況選擇監(jiān)測方法，如針對河道低流速或小流量的情況可采用不同的監(jiān)測方法。針對漂浮物較少、含沙量較小的渠道，可利用聲學(xué)多普勒儀器或超聲波法進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測；若渠道較規(guī)則，可選用流速儀法；在有建筑物的地方，對其流量進(jìn)行計(jì)算可以利用過水建筑物由所測得的水深、水位或水頭等代入力學(xué)公式中進(jìn)行計(jì)算；河渠流量范圍為0.001～1.0m3/s，且含沙量小的情況下可采用量水堰施測；而河渠流量范圍為0.006～90m3/s，且含沙量較大的情況下可采用量水槽[2]。此法，根據(jù)不同的情況還可以選擇：電磁法、稀釋法及浮標(biāo)法等。
3.3 空中水監(jiān)測
隨著人工增雨技術(shù)的發(fā)展，空中水監(jiān)測還有待進(jìn)一步加強(qiáng)，尤其是人工增雨過程、云層監(jiān)測方面。對于云層監(jiān)測、實(shí)際降雨等立體監(jiān)測需要通過雷達(dá)、氣象衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測，以便于對增雨情況及效果進(jìn)行研究。此外，為研究水資源受溫室效應(yīng)、氣候變化等各方面的影響，還應(yīng)加強(qiáng)海洋監(jiān)測及大氣監(jiān)測等。
4 水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測分析系統(tǒng)
4.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測
支撐水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)是水資源的實(shí)時(shí)監(jiān)測信息和通信傳輸。通常來說，水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測信息還包括地下水水量、降水、蒸發(fā)和水質(zhì)信息、天氣、災(zāi)害、旱情及植被等社會(huì)發(fā)展信息、遙感信息等。
4.2 信息管理
信息管理系統(tǒng)主要包括了信息接收處理、信息、實(shí)時(shí)預(yù)警及信息查詢服務(wù)等。
4.3 遠(yuǎn)程控制
運(yùn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由三個(gè)子系統(tǒng)而組成，包括遠(yuǎn)程控制管理、監(jiān)控指令反饋及實(shí)時(shí)監(jiān)視管理。對區(qū)域內(nèi)或流域內(nèi)的水利工程的自動(dòng)監(jiān)視與控制主要利用自動(dòng)化監(jiān)視、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及控制技術(shù)等，以此實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)操作、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測。
由于我國水資源比較緊張，并且存在嚴(yán)重水污染和浪費(fèi)水的現(xiàn)象，使用水效率比較低下。再加上各地區(qū)地理環(huán)境存在差異，水資源情況差別較大，這些因素都導(dǎo)致我國水資源存在很多問題，并面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，加強(qiáng)水資源的科學(xué)管理至關(guān)重要。需要通過加強(qiáng)水資源監(jiān)測、綜合治理、優(yōu)化配置等科學(xué)有效的管理措施，以此來提高水資源的可持續(xù)利用性，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
