李 捷,姜 穎,劉玉蓮,姜 亞,滕彥國

涼水河流域地下水水化學特征和時空變化規(guī)律

李 捷*,姜 穎,劉玉蓮,姜 亞,滕彥國

(北京師范大學,水科學研究院 100875)

北京涼水河流域的同位素和水化學特征分析表明:1)地下水水質(zhì)在100m以淺相對較差,但到2017年為止,水質(zhì)保持穩(wěn)定.2)淺層地下水與平原區(qū)河水同位素相對富集,且落在同一條蒸發(fā)線上;但整體上河水與淺層地下水水化學類型不同,據(jù)此推斷山前沖洪積扇河水入滲是區(qū)域地下水補給的重要來源,下游地下水主要受到側(cè)向徑流影響. 3)同位素平衡和質(zhì)量平衡計算表明人類活動使得河水TDS含量增加了435mg/L,而地下水TDS歷史時期的增量也接近.4)山前沖洪積扇河水入滲是區(qū)域地下水補給的重要來源,是地下水污染防控和調(diào)水工程實施的重點區(qū)域.

地下水；水化學；同位素；演化；時空變化

地下水是人類賴以生存的水資源的重要組成部分[1-2],尤其在干旱半干旱地區(qū),地下水作為不可替代的主要供水水源被長期開采.為了充分利用和合理保護地下水資源,防止和控制地下水污染,保障人民身體健康,促進經(jīng)濟建設,了解區(qū)域地下水水質(zhì)的時空變化特征以及其影響因素至關重要.

全球快速發(fā)展的城市化進程使得城市水問題愈發(fā)突出.根據(jù)聯(lián)合國人口署的預測,2030年世界上每個發(fā)展中國家或地區(qū)的城市化率都將超過50%,2050年將有2/3的人口居住在城市[3].北京作為國際上為數(shù)不多的以地下水作為主要供水水源的大都市,城市水文問題突出.長期以來,由于地表水的匱乏,北京市的工農(nóng)業(yè)和生活用水主要靠地下水,地下水利用占北京全市供水量的三分之二[4].一方面,由于地下水長期超采,區(qū)域地下水位出現(xiàn)大幅下降,并產(chǎn)生地面沉降和地裂縫等環(huán)境地質(zhì)問題[5-8].與此同時,因城市快速發(fā)展而產(chǎn)生的人為污染改變了地下水環(huán)境,地下水水質(zhì)問題日益突出.這使得以地下水為主的工農(nóng)業(yè)生活用水難有安全保障,嚴重制約了地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與社會進步.為緩解北京乃至華北水資源危機,國家級的跨流域跨省區(qū)的調(diào)水工程南水北調(diào)應運而生.其中中線一期工程于2014年汛后建成并通水,每年從丹江口水庫調(diào)10億m3水經(jīng)湖北、河南和河北引入北京.南水入京后,在一定程度上緩解了北京市地下水超采的嚴峻形勢,地下水在北京市供水總量上所占比例由原來的2/3以上降至50%左右[4].同時北京市為涵養(yǎng)地下水資源,利用南水北調(diào)工程來水、官廳水庫、密云水庫等水源相繼實施了潮白河、永定河等河道生態(tài)補水工作,有效促進了全市平原區(qū)總體地下水水位顯著回升,生態(tài)補水區(qū)域周邊地下水水位回升更為顯著[9-11].

總的來說,受人類活動影響,作為水循環(huán)組成要素的地下水的補給和演化條件發(fā)生了變化,因此重新判定區(qū)域地下水的水化學特征和演化規(guī)律對于區(qū)域地下水污染防控意義重大.了解地下水循環(huán)規(guī)律是河道生態(tài)補水對地下水的響應評價的科學基礎.為此,本文選擇潮白河下游的涼水河流域,通過不同井深的地下水樣品和河水樣品的采集、測試和分析工作,了解區(qū)內(nèi)地下水水化學和同位素特征及其演化規(guī)律,進而對地下水污染防控提出科學建議,并幫助評估南水北調(diào)來水河道補給對于區(qū)域地下水補給的影響.

1 研究區(qū)概況

北京屬于典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區(qū),多年平均降水量約600mm[12].地跨山區(qū)和平原兩大地理區(qū),東南部屬于山前沖洪積平原.涼水河是北運河的支流,發(fā)源于豐臺后泥洼村,先后流經(jīng)豐臺區(qū)、大興區(qū)、通州區(qū),后匯入到北運河.全長58km,流域面積630km2.

研究區(qū)地下水主要為第四系孔隙水,水文地質(zhì)特征表現(xiàn)為基巖埋深從西向東遞增,第四系地層主要包括砂卵石層、砂石層和粉質(zhì)黏土層,厚度為50～300m,并自西向東逐漸增大.巖性由粗顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)榧氼w粒,層次由單層變?yōu)槎鄬?地下水水位由深變淺.沖洪積扇頂部地區(qū),為單一的砂卵礫石含水層,大氣降水入滲及河水入滲條件良好,是平原區(qū)地下水的主要補給區(qū);沖洪積扇的中上部地區(qū),砂卵礫石層與粘性土互層,地下水由潛水過渡到承壓水,富水條件較好;沖洪積扇中下部及沖洪積平原區(qū),含水層結構由沖洪積扇中上部單、雙層結構向下逐漸過渡到多層結構,顆粒由砂卵石逐漸過渡到粗砂、中砂、細砂、粉細砂為主.

2 采樣與測試

2011年、2012年和2017年豐水期分別在研究區(qū)采集地下水樣品共計36組,井深在50～300m之間.另外,2015年采集河水樣品若干件.地下水和河水的采樣點位置分布如圖1所示.

采集地下水樣品時,記錄其地理位置、坐標和地質(zhì)構造等信息,待pH值、水溫等參數(shù)穩(wěn)定后再開始取樣.利用多參數(shù)水質(zhì)分析儀(HQ40D,HACH)現(xiàn)場測定水樣品的pH值、ORP、EC、TDS等參數(shù).采集樣品前,加入需采集的水樣清晰采樣瓶3遍.陽離子樣品經(jīng)0.22μm濾膜過濾后,裝入聚乙烯采樣瓶,經(jīng)HNO3酸化至pH<2后密閉保存;陰離子樣品經(jīng)0.22μm濾膜過濾后,裝瓶密閉保存.樣品分析測試是在北京核工業(yè)地質(zhì)研究院完成,地陰離子的測試采用離子色譜(Dionex-500)測定.陽離子的測試采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)測定.陰陽離子平衡檢驗誤差在5%以內(nèi).同位素樣品在中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所,采用激光水同位素分析儀(L1102-I,Picarro)測試完成,同位素比值D/H和18O/16O用相對千分差表示為D(‰)和18O(‰),即=(Sample/Standard-1)×1000.

圖1 采樣點位置圖和水文地質(zhì)剖面

(a)地下水補給河水 (b)河水補給地下水

3 結果與討論

3.1 地下水質(zhì)垂向變化規(guī)律

研究區(qū)2012年的水化學特征隨著井深表現(xiàn)出一定的變化規(guī)律.pH值隨著深度的增加而增大(圖2a),深部的地下水屬于封閉系統(tǒng),與大氣CO2和土壤CO2交換較弱,地下水污染風險相對較低.而淺部地下水屬于開放系統(tǒng),更容易受到自然因素或人類活動影響[13].

圖2 2012年研究區(qū)pH值、TDS、硝酸鹽、硬度與井深的關系

圖2(b)和(c)分別展示了地下水總?cè)芙夤腆wTDS和硝酸鹽含量與井深的關系.低的硝酸鹽含量主要分布在井深大于100m的深部地下水;而高的硝酸鹽含量主要分布在淺部地下水.這與前人在華北平原的研究結果[14]一致.兩個樣品地下水樣品硝酸鹽含量很高,分別為4號(171.0mg/L)和3號(169.0mg/L).研究區(qū)的主要土地利用類型為農(nóng)業(yè)用地,過度使用化肥是區(qū)域內(nèi)地下水硝酸鹽含量明顯升高的主要原因[15].淺層地下水通常是年輕地下水(年齡小于60年)[16],而高硝酸鹽含量在淺層地下水發(fā)現(xiàn)與區(qū)內(nèi)化肥施用歷史也是高度吻合的,中國大量使用化肥開始于1950s～1960s[17-18].除了兩口硝酸鹽含量明顯超標的地下水水井之外,研究區(qū)內(nèi)另有9口地下水井中檢測到硝酸鹽,含量在1.0～31.0mg/L之間,低于WHO規(guī)定的飲用水標準(50mg/L),但是作為地下水水質(zhì)存在風險的重要因素,需要密切監(jiān)測.華北平原曾過量施用化肥,引起包氣帶中硝酸鹽過量累積[19-20],但是從研究區(qū)地下水硝酸鹽數(shù)據(jù)來看累積的硝酸鹽尚未集中到達地下水.

圖3 硬度與TDS的相關關系

總?cè)芙夤腆w(TDS)代表了水中溶解物雜質(zhì)含量,一般說來,流程越長,TDS值越大.地下水TDS與硬度隨井深的關系與硝酸鹽分布類似,高的TDS含量(大于800mg/L)和高的硬度(大于300mg/L)主要分布在100m以淺的地下水樣品中(圖2b、d),進一步表明人類活動主要對淺層地下水水質(zhì)產(chǎn)生影響.硬度升高主要是由于鈣離子和鎂離子溶解增加導致的,這可以看作人類活動影響地下水的重要指標.城市廢水排放和農(nóng)業(yè)灌溉等人類活動可引起地下水中Na+、NH4+、Cl-、SO42-含量升高,進而和地下水鈣鎂離子發(fā)生離子交換.另外,受淺表污染導致的有機物降解影響,淺表CO2含量升高, pH值降低、HCO3-增加,進而引起富含鈣鎂礦物溶解.TDS與硬度之間存在很好的相關關系(圖3),這表明控制TDS和硬度的主要因素是一致的,主要受人類活動影響.

3.2 地下水水化學特征的時間變化

圖4 2011～2017年與歷史時期[21]TDS隨年份的變化

2011～2017年,地下水TDS含量基本保持不變(圖4(a)),這說明地下水水質(zhì)在這段時間內(nèi)基本保持穩(wěn)定.圖5為2011年和2017年地下水的水化學類型變化,可以看出地下水在piper三線圖上的分布變化不大,地下水水質(zhì)相對穩(wěn)定.沿著地下水流向,地下水水化學類型基本符合干旱內(nèi)陸盆地地下水演化的分帶性特征.沿徑流方向,地下水HCO3-和Ca2+離子含量降低,Cl-和Na+含量增加.淺部地下水化學類型出現(xiàn)了HCO3·SO4-Mg·Na,HCO3·Cl-Mg, HCO3-Na·Ca·Mg等多種水化學類型,反映了工業(yè)和城鎮(zhèn)生活的影響.深部地下水水化學類型以HCO3- Na型水為主.圖6為地下水硝酸鹽含量的變化,可以看到,與2012年類似,大于100mg/L的硝酸鹽含量也只有兩個樣品點.但是,2017年的硝酸鹽含量還略低于2011年.這說明地下水水質(zhì)在過去幾年保持穩(wěn)定,人類活動并未加劇對區(qū)域內(nèi)地下水水質(zhì)的影響.

圖5 2011年和2017年地下水piper圖

3.3 地下水水質(zhì)的影響因素分析

氫氧同位素是水分子的直接組成成分,直接參與水循環(huán)過程,因而是水循環(huán)的一種良好天然示蹤劑.圖7為區(qū)域地下水和河水的氘氧關系.可以看到,深層地下水相對貧化,分布趨勢大致平行于大氣降水線.而淺層地下水同位素相對富集,與河水的分布范圍較為一致,分布趨勢較大氣降水線斜率小,可能受到蒸發(fā)的影響.

圖7 地下水氘氧同位素關系

圖8為河水和地下水樣品18O與TDS的關系.其中山區(qū)河水TDS相對穩(wěn)定,大約在200mg/L,與常見大氣降水的TDS含量13～92mg/L[22]存在差異,這是因為在山區(qū),通常河谷較深,溶解有大

量礦物的高TDS的地下水由于水位較高而補給河水,使得河水TDS明顯高于降水.而到了平原區(qū),河水位較高,可以補給淺層地下水,因此平原區(qū)河水同位素與TDS存在較好的相關關系,假設蒸發(fā)是控制河水TDS變化的主要因素,根據(jù)瑞利分餾公式,河水18O存在如下關系:

其中δ18O為蒸發(fā)后樣品的同位素值,假設為平原區(qū)同位素最富集的河水樣品(-6.4‰). δ18O0為初始同位素值,假設為平原區(qū)最貧化的河水樣品(-9.0‰).富集系數(shù)e假定為北京平均溫度(11.7°C)和平均濕度(56%)條件下的-15.6‰.因此,可以計算得到剩余水的比例為85%.依據(jù)質(zhì)量平衡原理,如果蒸發(fā)是河水TDS變化的主控因素,那么發(fā)生蒸發(fā)后河水TDS含量應為.其中C0對應著河水最小的TDS含量.事實上河水最大的TDS含量為737mg/L,因此必然存在其他因素影響河水的TDS變化.假定這個因素是受人類活動影響的,那么人類活動的影響使得河水的TDS增加了737–311= 426mg/L.值得注意的是,歷史時期地下水的TDS含量大致增加了785-350=435mg/L(圖4(b)).河水受人類活動影響的TDS增加量與歷史時期地下水TDS的增量基本一致,進一步證明了前文分析認為地下水TDS的增加主要是受人類活動影響的觀點.

3.4 對地下水污染防控與人工補給的指示

出山口以后,河水水位通常高于地下水水位(圖1(b)),河水補給地下水,這種情況下受到蒸發(fā)的河水可以補給到地下水,使得淺層地下水同位素也有一定的蒸發(fā)信號(圖7).然后經(jīng)過側(cè)向徑流繼續(xù)向下游補給.隨著地下水繼續(xù)向下游流動,它與淺層地表水之間的水力聯(lián)系不再緊密.因此,在區(qū)域河水與地下水的Piper三線圖(圖9)上表現(xiàn)出明顯不同的河水與地下水之間的水化學類型.這主要是因為涼水河功能定位是排水納污[23],水質(zhì)不佳,為防止污水通過河道下滲進入地下水,在整治工程中對自然河道做的防滲措施[24]等,限制了地表水向地下水的補給.因此,地下水主要在沖洪積扇前端,接收河水補給.在地下水污染防控過程中,需要重點關注上游區(qū)域.

圖9 河水與地下水Piper三線圖

另一方面,河道入滲補給是地下水人工補給的重要手段之一.北京市為涵養(yǎng)地下水資源,利用南水北調(diào)工程來水、官廳水庫、密云水庫等水源相繼實施了潮白河、永定河等河道生態(tài)補水工作,有效促進了全市平原區(qū)總體地下水水位顯著回升,生態(tài)補水區(qū)域周邊地下水水位回升更為顯著[9-11].與補水前對比,陳家莊至盧溝橋段永定河沿線10km以內(nèi)10眼監(jiān)測井地下水位半年內(nèi)平均回升4.2m,盧溝橋至房山夏場段沿線10km以內(nèi)10眼監(jiān)測井地下水位平均回升0.96m[25].那么河道補水的關鍵區(qū)域也應該集中在區(qū)域上游,尤其是沖洪積扇頂部的單層砂卵礫石層.事實上,這一區(qū)域受人類活動影響顯著,例如由于地下水強烈開采,華北平原山前地下水的無氚水的垂向深度已經(jīng)從1985年的100m增加到2000年的150m[26],年輕的地下水更快向深部運移.這種人類活動誘導的地下水運動使得淺部污染更容易進入到地下水深部,并通過側(cè)向徑流進入到其他區(qū)域.南水北調(diào)來水取潮白河流域京密引水渠南水放水時期,其水化學類型為HCO3-Ca型.課題組2019年多次在南水放水時期采集河水樣品,測試結果與李炳華等[27]的數(shù)據(jù)基本保持一致.從水質(zhì)上講,地表水與地下水的相互作用影響著水化學成分的分布和演變規(guī)律[28],南水與原有河水之間存在明顯的水化學差異,而南水北調(diào)來水與淺層地下水更為接近.由于水化學類型接近,不同水源混合可能引起的水巖相互作用相對較弱.另外,南水水質(zhì)相對較好,長期持續(xù)補給可能會改善區(qū)域內(nèi)淺層地下水水質(zhì).南水北調(diào)來水河道補給區(qū)域地下水的效果,需要進一步結合水位和水質(zhì)數(shù)據(jù)進一步評估.

4 結論

4.1 地下水的TDS含量、硝酸鹽濃度、硬度等指標的高值主要分布在100m以內(nèi)的井深范圍內(nèi).這主要受人類活動影響.2011～2017年,地下水TDS基本保持穩(wěn)定,人類活動并未對地下水水質(zhì)惡化產(chǎn)生進一步影響.

4.2 從定量的角度講,受人類活動影響,區(qū)域地下水和河水的TDS值明顯升高,增量大致在430mg/L.

4.3 氘氧同位素和水化學證明表明地下水主要在沖洪積扇頂部的單層砂卵礫石層發(fā)生補給,這一區(qū)域是地下水污染防控和調(diào)水補給的重點區(qū)域.

[1] de Graaf I E M, Gleeson T, (Rens) van Beek L P H, et al. Environmental flow limits to global groundwater pumping [J]. Nature, 2019,574:90-94.

[2] D?ll P, Schmied H M, Schuh C, et al. Global-scale assessment of groundwater depletion and related groundwater abstractions: Combining hydrological modeling with information from well observations and GRACE satellites [J]. Water Resources Research, 2014,50:5698-5720.

[3] Mark R M. The urban transformation of the developing world [J]. Science, 2008,319:761-764.

[4] 北京市水務局.北京市水資源公報2015～2018 [Z]. http://www. bjwater.gov.cn/pub/bjwater/gzhd/.

Beijing Water Authority. Beijing water resources Bulletin 2015～2018 [Z]. http://www. bjwater.gov.cn/pub/bjwater/gzhd/.

[5] 劉記來.北京應急地下水源地開采極限研究[D]. 北京:中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所, 2010.

Liu J L. Research on the exploitation limit of emergency groundwater source in Beijing [D]. Beijing: Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, 2012.

[6] Aji K, Tang C, Song X, et al. Characteristics of chemistry and stable isotopes in groundwater of Chaobai and Yongding River basin, North China Plain [J]. Hydrological Processes, 2008,22:63-72.

[7] 李文鵬,鄭躍軍,郝愛兵.北京平原區(qū)地下水位預警初步研究[J]. 地學前緣, 2010,17(6):166-173.

Li W P, Zheng Y J, Hao A B. A preliminary study of groundwater level pre-warning in Beijing Plain [J]. Earth Science Frontiers, 2010,17(6): 166-173.

[8] 張安京.北京地下水[M]. 北京:中國大地出版社, 2008

Zhang A J. Groundwater in Beijing [M]. Beijing: Geological Publishing House, 2008.

[9] 張景華,范久達,李世君.南水北調(diào)進京后懷柔應急水源地地下水資源涵養(yǎng)研究[J]. 城市地質(zhì), 2015,10(2):17-20.

Zhang J H, Fan J D, Li S J. Research on the groundwater resources conservation of Huairou emergency water source after the south-to- north water transfer into Beijing [J]. Urban Geology, 2015,10(2): 17-20.

[10] 張大勝,吳 勁,張世偉,等.基于數(shù)值模擬的北京密懷順地區(qū)地下水資源調(diào)蓄研究[J]. 北京師范大學學報(自然科學版), 2019,55(5): 627-634.

Zhang D S, Wu J, Zhang S W, et al. Groundwater resources storage in Mihuanshun area of Beijing: a numerical simulation [J]. Journal of Beijing Normal University (Natural Science), 2019,55(5):627-634.

[11] 何亞平,李世君,李 陽,等.南水北調(diào)水對潮白河地區(qū)回補情況及水位影響分析[J]. 北京水務, 2019,(3):21-26.

He Y P, Li S J, Li Y, et al. Effect of south-to-north water transfer project on recharge and water level in Chaobai river area [J]. Beijing Water Authority, 2019,(3):21-26.

[12] Li J, Tao T, Pang Z, et al. Identification of different moisture sources through isotopic monitoring during a storm event [J]. Journal of Hydrometeorology, 2015,16(4):1918-1927.DOI:10.1175/JHM-D-15-0005.1

[13] 林學鈺,王焰新,地下水科學 [M]. 北京:中國科學出版社, 2018.

Lin X Y, Wang Y X. Groundwater science [M]. Beijing: China Science Publishing, 2018.

[14] Chen J Y, Tang C Y, Sakura Y, et al. Nitrate pollution from agriculture in different hydrogeological zones of the regional groundwater flow system in the North China Plain [J]. Hydrogeol J, 2015,13:481–492.

[15] Derby N E, Casey F X M, Knighton R E. Long-term observations of vadose zone and groundwater nitrate concentrations underirrigated agriculture [J]. Vadose Zone J, 2009,8:290–300.

[16] Zhai Y Z, Wang J S, Huan H, et al. Characterizing the groundwater renewability and evolution of the strongly exploited aquifers of the North China Plain by major ions and environmental tracers [J]. J. Radioanal Nucl. Chem., 2013,296:1263-1274.

[17] Zhang W L, Tian Z X, Zhang N, et al. Nitrate pollution of groundwater in northern China [J]. Agr. Ecosyst. Environ., 1996,59:223–231.

[18] 張玉銘,胡春勝,毛任釗,等.華北太行山前平原農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中氮、磷、鉀循環(huán)與平衡研究[J]. 應用生態(tài)學報, 2003,14.11:1863–1867.

Zhang Y M, Hu C S, Mao R Z, et al. Nitrogen, phosphorus and potassium cycling and balance in farmland ecosystem at the piedmont of Taihang [J]. Chinese J. Appl. Ecol., 2003,14:1863–1867.

[19] 付玉芹,雷玉平,鄭 力,等.不同施氮水平下深層土壤硝態(tài)氮淋失特征研究 [J]. 中國農(nóng)學通報, 2006,(6):245-248.

Fu Y Q, Lei Y P, Zheng L. Nitrate leaching characteristics in deep soil layer for different fertilization methods [J]. Chinese Agr. Sci. Bull., 2006,22(6):245–248.

[20] Guo Y H, Xu G Q, Gao Z Y, et al. Nitrate in groundwater and the unsaturated zone, Shijiazhuang City, China. In: Application of isotopes to the assessment of pollutant behaviour in the unsaturated zone for groundwater protection [J]. IAEA-TECDOC-1618,IAEA, 2019:31– 66.

[21] 張兆吉,費宇紅,陳宗宇,等.華北平原地下水可持續(xù)利用調(diào)查評價 [M]. 北京:地質(zhì)出版社, 2009.

Zhang Z J, Fei Y H, Chen Z Y, et al. Investigation and assessment of sustainable utilization of groundwater resources in the North China Plain [M]. Beijing: Geological Publishing House, 2009:471.

[22] Zhai Y Z, Wang J S, Zhang Y, et al. Hydrochemical and isotopic investigation of atmospheric precipitation in Beijing [J]. China Science of the Total Environment, 2013,456-457:202-211.

[23] 周 福,潘安君,樓春華.北京市縣域內(nèi)水環(huán)境治理研究 [J]. 中國水利, 2001,(5):46.

Zhou F, Pan A J, Lou C H. Research on water environment management in the county area of Beijing [J]. China Water Resources, 2001,(5):46.

[24] 趙 剛,史 蓉,龐 博,等.快速城市化對產(chǎn)匯流影響的研究:以涼水河流域為例 [J]. 水力發(fā)電學報, 2016,35(5):10.

Impact of rapid urbanization on rainfall-runoff processes in urban catchment: Case study for Liangshui River basin [J]. Journal of Hydroelectric Engineering, 2016,35(5):10.

[25] 生態(tài)補水影響區(qū)域地下水動態(tài)周報(第三十三期) [Z]. 2019-11-29.北京市水文總站.

Weekly report on groundwater dynamics in areas affected by ecological water replenishment (issue 33) [Z]. 2019-11-29. Beijing Hydrological Station.

[26] Cheng Z S, Zhang Y B, Su C, et al. Chemical and isotopic Response to intensive Groundwater abstraction and its implications on aquifer sustainability in Shijiazhuang, China [J]. Journal of Earth Science, 2017,28(3):523-534.

[27] 李炳華,孟慶義,黃俊雄,等.地下水回補污染風險防控及生態(tài)修復技術 [M]. 北京:化學工業(yè)出版社, 2021.

Li B H, Meng Q Y, Huang J X, et al. Groundwater recharge pollution risk prevention and control and ecological restoration technology [M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2021.

[28] 朱金峰,劉悅憶,章樹安,等.地表水與地下水相互作用研究進展 [J]. 中國環(huán)境科學, 2017,37(8):3002-3010.

Zhu J F, Liu Y Y, Zhang S A, et al. Review on the research of surface water and groundwater interactions [J]. China Environmental Science, 2017,37(8):3002-3010.

Hydrolochemical characteristics and spatial-temporal variations of groundwater in the Liangshui River basin, Beijing.

LI Jie*, JIANG Ying, LIU Yu-lian, JIANG Ya, TENG Yan-guo

(College of Water Sciences, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)., 2022,42(4)：1847～1853

We present a case from Liangshui River catchment to investigate and quantify the reasons for these changes. Results indicate that the groundwater with poor quality are limited at depths less than 100m. Shallow groundwater and river samples plot on the same meteoric water line, which indicates river seepage is one of the important controlling factors for groundwater quality. Meanwhile, the hydrogeologic structure of the study area indicates the groundwater is primarily recharged from river seepage in upper alluvial-proluvial plain, which should be considered an important protected region. Antropogenic contamination added about 435mg/L both in the river and shallow groundwater. Although groundwater pollution is observed at shallow depths, the trend is likely in stable state indicated by the steady TDS values over the most recent seven years. In order to mitigate groundwater pollution, limits on pumping phreatic aquifer water and channel anti-seepage treatment measures are put forward for consideration.

groundwater；water chemistry；stable isotopes；evolution；spatial-temporal variations

X523,X703.5

A

1000-6923(2022)04-1847-07

李 捷(1988-),女,山東日照人,講師,博士,主要從事同位素水文學研究.發(fā)表論文30余篇.

2021-09-24

北京市高精尖學科“陸地表層學”資助

*責任作者, 講師, lijie_lm@163.com