1、地下水调查监测数据分析方法地下水调查监测数据分析方法郝爱兵郝爱兵2009.12.22 地下水位数据分析方法地下水位数据分析方法 地下水化学与环境同位素地下水化学与环境同位素数据分析方法数据分析方法通过五个实例与大家交流通过五个实例与大家交流数据获取根本基础根本基础数据筛查数据分析去伪存真去伪存真能力水平能力水平结论认识野外工作：工作作风、工作态度、业务素质野外工作：工作作风、工作态度、业务素质实验测试：取样要求、测试方法、测试标准实验测试：取样要求、测试方法、测试标准文献资料：文献质量、单位或作者学术水平文献资料：文献质量、单位或作者学术水平数据获取需要注意的问题自己采集自己采集/同事采集同事
2、采集/收集利用他人收集利用他人可靠性可靠性/代表性代表性代表性：代表性：深度（层位）、位置、周围环境。可靠性：可靠性：采样质量（包装、采样时的气象条件等）、实验室采用的测试标准等。人为影响：人为影响：环境污染、采样污染数据筛查需要考虑的因素自己采集自己采集/同事采集同事采集/收集利用他人收集利用他人去伪存真去伪存真数据分析要点 了解基本的地质、水文地质条件了解基本的地质、水文地质条件 清楚方法的适用性和局限性清楚方法的适用性和局限性 找出比较分析的参照标准（端点、找出比较分析的参照标准（端点、端线、端值）端线、端值） 不断积累经验和知识不断积累经验和知识实例一：根据地下水位动态变化分析实例一：
3、根据地下水位动态变化分析含水层调控能力河西走含水层调控能力河西走廊黑河流域张掖盆地廊黑河流域张掖盆地张掖张掖盆地盆地额济纳平原额济纳平原张掖盆地水系图张掖盆地水系图监测孔位置监测孔位置监测孔位置监测孔位置图5-1 民乐县祁连山前戈壁带65号孔潜水位动态图5-1 民乐县祁连山前戈壁带65号孔潜水位动态1796179818001802180418061808181018121814181685年1月86年1月87年1月88年1月89年1月90年1月91年1月92年1月93年1月94年1月95年1月96年1月97年1月98年1月99年1月潜水位高程（m）89年1月90年1月91年1月1808m181
4、0m水位水位监测孔水位峰监测孔水位峰值滞后河流洪值滞后河流洪峰峰7个月以上，个月以上，地下水位峰值地下水位峰值衰减到补给前衰减到补给前状态约状态约14个月。个月。一孔水位之见一孔水位之见图5-1 民乐县祁连山前戈壁带65号孔潜水位动态图5-1 民乐县祁连山前戈壁带65号孔潜水位动态1796179818001802180418061808181018121814181685年1月86年1月87年1月88年1月89年1月90年1月91年1月92年1月93年1月94年1月95年1月96年1月97年1月98年1月99年1月潜水位高程（m）89年1月90年1月91年1月1808m1810m水位水位该孔反
5、映的山该孔反映的山前戈壁带（冲前戈壁带（冲洪积扇顶部）洪积扇顶部）含水层的水资含水层的水资源调控能力在源调控能力在20个月以上。个月以上。根据黑河干流径流量和张掖盆地泉水溢出量的变化分根据黑河干流径流量和张掖盆地泉水溢出量的变化分析整个戈壁带含水层调控能力：析整个戈壁带含水层调控能力：丰枯周期正好相反，丰枯周期正好相反，调控能力调控能力1010年以上。年以上。146514671469147114731475147785年1月86年1月87年1月88年1月89年1月90年1月91年1月92年1月93年1月94年1月95年1月96年1月97年1月98年1月99年1月水位（头）高程（m）1-1（深层
6、承压水）1-2（浅层承压水）1-3（潜水）1475147614771478147914801481148285年1月86年1月87年1月88年1月89年1月90年1月91年1月92年1月93年1月94年1月95年1月96年1月97年1月98年1月99年1月水位（头）高程（m）2-1（深层承压水）2-2（浅层承压水）2-3（浅水）1427142814291430143114321433143486年1月87年1月88年1月89年1月90年1月91年1月92年1月93年1月94年1月95年1月96年1月97年1月98年1月99年1月水位（头）高程（m）3-1（深层承压水）3-2（浅层承压水）3-3
7、（潜水）13851386138713881389139085年1月86年1月87年1月88年1月89年1月90年1月91年1月92年1月93年1月94年1月95年1月96年1月97年1月98年1月99年1月水位（头）高程（m）5-1（深层承压水）5-2（浅层承压水）5-3（潜水）1355135613571358135913601361136285年1月86年1月87年1月88年1月89年1月90年1月91年1月92年1月93年1月94年1月95年1月96年1月97年1月98年1月99年1月水位（头）高程（m）6-1（深层承压水）6-2（浅层承压水）6-3（潜水）1426142814301432
8、14341436143886年1月87年1月88年1月89年1月90年1月91年1月92年1月93年1月94年1月95年1月96年1月97年1月98年1月99年1月水位（头）高程（m）24-1（浅层承压水）24-2（潜水）1441144214431444144514461447144828-1（浅层承压水）28-2（潜水）acdeghfb1504150515061507150815091510151115121513根据河根据河西走廊西走廊溢出带溢出带潜水水潜水水位与承位与承压水水压水水头动态头动态变化分变化分析其水析其水力联系力联系实例二：根据地下水位动态变化分析径流实例二：根据地下水位动态
9、变化分析径流排泄条件排泄条件新疆天山北麓奎屯新疆天山北麓奎屯河流域南洼地河流域南洼地准噶尔盆地西南缘卫星影像图准噶尔盆地西南缘卫星影像图新疆天山北麓奎屯河流域水文地质剖面图新疆天山北麓奎屯河流域水文地质剖面图南洼地1989年年10月月等水位线图等水位线图1997年年5月月等水位线图等水位线图2003年年9月月等水位线图等水位线图丰水期丰水期G1孔水位孔水位较较N2孔高孔高5-8m枯水期枯水期G1孔水位孔水位仅较仅较N2孔高孔高0.7m奎屯河奎屯河参考基准面参考基准面潜水面潜水面潜水面潜水面丰水期丰水期枯水期枯水期58号孔的水位无论号孔的水位无论上升还是下降，幅上升还是下降，幅度都小于度都小于5
10、9号孔和号孔和DK3号孔。号孔。1991-2005年独山子第二水源地周围年独山子第二水源地周围地下水位变化地下水位变化(m)孔号阶段划分变幅G7下降（1991.011997.12）5.93上升（1998.012005.12）6.258下降（1991.011998.10）4.03上升（1998.112005.12）3.3759下降（1991.011998.08）5.41上升（1998.092005.12）6.29DK3下降（1991.011998.09）5.86南洼地地下水径流分配南洼地地下水径流分配实例三：利用实例三：利用Cl 含量估算地下水补给含量估算地下水补给内蒙古浑善达克沙地内蒙古浑善达
11、克沙地自然界中自然界中Cl是最保守的组分是最保守的组分之一，主要是以之一，主要是以Cl-离子的形式离子的形式（氯盐）存在，很少在化学反应（氯盐）存在，很少在化学反应发生变化。发生变化。ClCl- -离子的特性离子的特性硝酸盐含量（以硝酸盐含量（以N计）超过计）超过20mg/L，说明，说明已受到明显污染。将已受到明显污染。将NO3离子含量超过离子含量超过50mg/L（相当于以（相当于以N计计10mg/L）的样品剔）的样品剔除。除。浅表层地下水的浅表层地下水的TDS高于高于1g/L，说明地下，说明地下水受到后期蒸发，不宜用作补给分析。水受到后期蒸发，不宜用作补给分析。阴阳离子平衡，误差超过阴阳离子
12、平衡，误差超过5%的剔除。的剔除。数据筛查共共76个样品，通过筛查，个样品，通过筛查，49个样品有效个样品有效浑善达克沙地潜水浑善达克沙地潜水Cl离子含量与埋深的关系离子含量与埋深的关系利用雪水样品估算浑善达克沙地的平均降水利用雪水样品估算浑善达克沙地的平均降水入渗系数（入渗系数（ x）为：）为：12. 0/19.30/55. 3LmgLmgx 利用雨水估算浑善达克沙地的最大降水入渗利用雨水估算浑善达克沙地的最大降水入渗系数（系数（ max）为：）为：23. 0/19.30/00. 7maxLmgLmg19. 09 . 08 . 02 . 0maxx 平均降水入渗补给系数平均降水入渗补给系数
13、当地地年降水量：约400mm 地下水补给量：7.2104m3/a/km2 人工牧草亩均灌溉定额：300m3/a 人工牧草种植规模：240亩/km2“围封转移围封转移”水资源保障程度水资源保障程度实例四：根据地下水环境同位素分析水文实例四：根据地下水环境同位素分析水文地质条件地质条件内蒙古额济纳平原内蒙古额济纳平原我国卫星影像图上最清楚的扇形冲洪积平原我国卫星影像图上最清楚的扇形冲洪积平原张掖张掖盆地盆地额济纳平原额济纳平原JJZ3Z3Z3J图5-14 沿西河走向地下水同位素样品取样剖面（图5-11中A-A 剖面）西居延海27赛汗桃来NNEAA黑河41湖西新村西河红星大队304032284618
14、1914136007008009001000110060070080090010001100 额济纳平原水文地质剖面图额济纳平原水文地质剖面图131418193476205891239462134图5-11 额济纳平原水环境同位素样品位置图赛汗桃来西居延海肃古日乃额济纳旗东居延海巴丹吉林沙漠湖西新村蒙大北河河西东阿拉善右旗古务桃亥东河西河东居延海（索果淖尔）西居延海（嘎顺淖尔）16鼎新湖西新村额济纳旗（达来呼布镇）地下水样品地表水样品雨水样品03570km12024km赛汗桃来哨马营狼心山33322737382240282125243623353043424531294144111015/17
15、/26 赤鲁呼都格清水酒泉祁连山嘉峪关金塔甘马鬃山石板井内河鼎新高台黑路井蒙古山AA 额济纳平原环境同额济纳平原环境同位素样品位置图位素样品位置图 关于环境同位素的几个基本概念问题关于环境同位素的几个基本概念问题 地下水的实际年龄和地下水的实际年龄和14C年龄年龄3H和和14C的测年范围和误差的测年范围和误差 地下水中的地下水中的3H值和值和14C含量的关系含量的关系 大气降水的同位素特征大气降水的同位素特征图图5-12 额济纳平原水样 额济纳平原水样 D-D- 1818O关系图O关系图510112091282130412915401628181413323145674442 43341933
16、43173837353639-90-80-70-60-50-40-30-20-100-12-10-8-6-4-20218OD含大量氚（10TU）含少量氚（2-10TU）基本不含氚（2TU）未测氚（不含氚）全球大气降水线D=818O+10现代水蒸发线混合水蒸发线古水蒸发线A AB BC C根据水化学和环境根据水化学和环境同位素特征得到的同位素特征得到的认识：认识： 河水与地下水的河水与地下水的关系关系 深部承压水和浅深部承压水和浅层地下水的关系层地下水的关系 巴丹吉林沙漠地巴丹吉林沙漠地下水下水 中蒙边界地下水中蒙边界地下水的关系的关系 地下水径流速度地下水径流速度JJZ3Z3Z3J图5-14
17、沿西河走向地下水同位素样品取样剖面（图5-11中A-A 剖面）西居延海27赛汗桃来NNEAA黑河41湖西新村西河红星大队3040322846181914136007008009001000110060070080090010001100 额济纳平原水文地质剖面图额济纳平原水文地质剖面图实例五：根据水化学和环境同位素特征分实例五：根据水化学和环境同位素特征分析地下水化学成分演化析地下水化学成分演化塔里塔里木盆地木盆地12345678QE-NPz宗廊冲积平原冲洪积扇山前隆起山间盆地山间盆地昆仑山NQQ图5-14 塔里木盆地南缘水文地质剖面图1-灰岩，2-砂岩，3-泥岩，4-砾岩，5-亚砂土，6-卵
18、砾石，7-砂层，8-水资源转化方向2-323溶滤和蒸发作用对地下水咸化贡献溶滤和蒸发作用对地下水咸化贡献的图解计算示意图的图解计算示意图塔里木盆地南缘溢出带至沙漠塔里木盆地南缘溢出带至沙漠地下水地下水TDS- 18O 关系图关系图编号位置水位埋深（m）TDS（g/l）溶滤作用贡献 蒸发作用贡献(g/l)%(g/l)%S6-1沙漠公路494km1.969.467.8991.00.789.0S6-2沙漠公路494km（水坑）17.077.8948.58.3951.5S6-3沙漠公路494km0.5726.4020.7481.04.8719.0S7沙漠公路373km（手压井）8.995.7269.82.4830.2S8沙漠公路399km1.408.926.1876.01.9524.0S9沙漠公路340.6km1.2510.557.4776.52.2923.5S10-1沙漠公路310.9km1.055.163.5481.00.8319.0S10-2沙漠公路310.9km（水坑）11.523.5433.07.1967.0S11沙漠公路300.6km（手压井）4.312.8480.70.6819.3S13沙漠公路292.5km（机井）4.002.5378.80.6821.2溶滤和蒸发作用对沙漠地下水咸化的贡献溶滤和蒸发作用对沙漠地下水咸化的贡献谢谢！/10/2952.
