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水文地质工程地质 2024年第5期51卷 45-55页

作者：刘春燕刘景涛荆继红张玉玺朱亮黄冠星张英陈玺周冰杨明楠解飞李备福建省水循环与生态地质过程重点实验室福建厦门361021 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061

地下水是西宁市的重要供水水源,调查发现其地下水中富铁,限制了开发利用,而针对不同类型含水层中富铁地下水分布特征及其成因缺乏研究。以144组地下水样品水化学测试数据为基础,结合地质和水文地质条件特征,借助统计学和地统计学等方法... 详细信息

地下水是西宁市的重要供水水源,调查发现其地下水中富铁,限制了开发利用,而针对不同类型含水层中富铁地下水分布特征及其成因缺乏研究。以144组地下水样品水化学测试数据为基础,结合地质和水文地质条件特征,借助统计学和地统计学等方法,研究了不同类型含水层地下水中铁含量的分布特征及其影响因素。结果表明:松散岩类孔隙含水层(Ⅰ区)地下水中Fe超过质量浓度0.3 mg/L的水占27.85%,分别是碎屑岩类裂隙孔隙含水层(Ⅱ区)和基岩裂隙含水层(Ⅲ区)的1.6倍和2.7倍,富铁地下水(质量浓度大于0.3 mg/L)在建设用地中的比例明显高于其他土地利用类型区;还原环境和人类活动(如工业废水、生活污水、富铁河水的入渗)可能是影响Ⅰ区地下水中铁含量升高的主要因素,Ⅱ区中富铁地下水除了受还原环境的影响外,农业氮肥的施用和生活污水的排放也是重要影响因素,Ⅲ区中富铁地下水主要受控于还原条件;在区域尺度上,富铁地下水沿河流呈条带或斑状分布,原生地层中铁矿床和人类活动(工业废水)释放的铁是研究区浅层地下水中铁离子的主要来源,地下水中铁离子的迁移和富集主要受还原条件的控制,径流条件也起到一定作用,与pH无明显相关性,未引起明显的“盐效应”。研究结果可为西宁市及类似干旱—半干旱区城市水环境管理提供科学依据。

关键词：地下水人类活动含水层 Fe分布特征影响因素西宁市

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高原河谷城市浅层地下水铁锰分布特征、影响因素及其对生态环境的影响——以西宁市为例

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中国地质 2024年第5期51卷 1776-1790页

作者：刘春燕刘景涛朱亮张玉玺荆继红黄冠星周冰陈玺解飞李备福建省水循环与生态地质过程重点实验室福建厦门361000 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061

【研究目的】高原河谷城市因受地形条件限制,生态环境脆弱,强烈的人为活动已对地下水产生剧烈影响。铁锰离子已成为典型高原河谷城市西宁市浅层地下水中超Ⅲ类地下水的主要贡献指标,威胁着当地生态环境安全及居民身体健康。深入探究高... 详细信息

【研究目的】高原河谷城市因受地形条件限制,生态环境脆弱,强烈的人为活动已对地下水产生剧烈影响。铁锰离子已成为典型高原河谷城市西宁市浅层地下水中超Ⅲ类地下水的主要贡献指标,威胁着当地生态环境安全及居民身体健康。深入探究高原河谷城市浅层地下水中铁、锰的分布特征和影响因素,以期为该区提出地下水污染防治措施及缓解供水水质安全问题提供技术支持。【研究方法】本文以西宁市144组浅层地下水样品水化学组分测试结果为依据,结合研究区地质、地貌、土地利用类型、水文地质调查资料与人类活动影响,研究了西宁市浅层地下水中铁锰分布特征及影响因素。【研究结果】研究区浅层地下水中铁、锰超标率分别为20.98%和9.79%,对超Ⅲ类地下水的贡献率排名较2012年分别上升2名和3名。建设用地中浅层地下水铁锰超标率比其他土地利用类型用地分别高出1.4倍和3.47倍;研究区浅层地下水水化学类型有36种,建设用地中地下水化学类型多达21种,高铁锰地下水主要富集于HCO_(3)–Ca·Mg型水、HCO_(3)·SO_(4)–Ca型水中。地下水中铁锰离子的迁移和富集,除了与上覆盖层性质、地面污染、地下水径流条件有关外,主要受控于氧化还原环境,与酸碱条件无明显相关。【结论】研究区地下水中铁锰含量升高主要是受原生沉积环境所致,而局部建设用地中浅层地下水铁锰含量升高则是受原生沉积环境和人类活动共同影响所致,因此有必要对建设用地中的地下水铁锰含量进行长期监测,制定相应的管理措施,防止未来研究区浅层地下水中铁锰含量进一步升高。

关键词：地下水人类活动铁锰分布特征影响因素水文地质调查工程西宁市青海省

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基于时序InSAR的九龙江河口地区地面沉降时空演变规律及成因分析

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应用海洋学学报 2024年第1期43卷 116-125页

作者：刘春雷张媛静陆晨明李亚松李剑锋福建省水循环与生态地质过程重点实验室福建厦门361021 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061

为探明九龙江河口地区地面沉降情况,本研究采用小基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar, SBAS-InSAR)和永久散射体合成孔径雷达干涉测量(persistent scatterer interferometric synthetic aperture rader, PS-InSAR)技术获取了2017年1月至2022年3月地面沉降的时空分布信息和演变规律,并结合实地调查数据和水文地质调查监测资料对地面沉降成因进行了系统分析。研究结果表明:SBAS-InSAR和PS-InSAR两种方法均发现在研究期间九龙河口地区地面整体呈现出沉降趋势,SBAS-InSAR监测结果发现研究区沉降速率为6.2 mm/a;研究期间该区域的沉降中心持续扩大且沉降量呈增加趋势,最大累积沉降量达到250 mm以上,主要分布在浮宫镇中南部地区、海澄镇、东园镇中南部地区、角美镇和榜山镇东南部地区;该区域由于大量抽取地下水用于养殖,地下水位下降,引起淤泥层发生固结排水、压密,从而导致地面沉降。

关键词：海洋地质学地面沉降 Sentinel-1A 时序InSAR技术九龙江河口

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福建厦门湾底质沉积物重金属分布特征、来源及其对生态环境的影响

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中国地质 2025年第1期52卷 232-245页

作者：刘春雷曹胜伟李亚松张媛静李剑锋李静洪炳义福建省水循环与生态地质过程重点实验室福建厦门361000 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430074 闽东南地质大队福建泉州362000

【研究目的】厦门湾生态环境治理和厦门港口建设,造成厦门湾重金属含量变化较大,查明湾区重金属分布特征、演变及来源分析,对厦门湾重金属污染防治与生态风险管控具有重要意义。【研究方法】本文测定了厦门湾87个海域底质表层沉积物中的... 详细信息

【研究目的】厦门湾生态环境治理和厦门港口建设,造成厦门湾重金属含量变化较大,查明湾区重金属分布特征、演变及来源分析,对厦门湾重金属污染防治与生态风险管控具有重要意义。【研究方法】本文测定了厦门湾87个海域底质表层沉积物中的7种重金属的含量,分析了重金属分布特征、富集程度,并利用因子分解及主成分分析法,定量分析了重金属的主要来源。【研究结果】厦门湾西港区重金属Cu(26.37 mg/kg)、Zn(122.58mg/kg)、Cr(57.25 mg/kg)含量最高,九龙江口区Pb(48.03 mg/kg)、Cd(0.25 mg/kg)、Hg(0.085 mg/kg)、As(9.35mg/kg)含量最高;西港Cu超一类标准率最高,达到25%;九龙江Zn超一类标准率次之,为20.69%。厦门湾重金属富集系数为Cu(1.01)>Cr(0.99)>Cd(0.70)>Zn(0.64)>Pb(0.63)>As(0.48)>Hg(0.33)。Cu表现为轻度富集,Cr与本底值接近。【结论】厦门湾重金属的潜在来源中矿山冶炼贡献率为36.16%、天然母岩风化22.03%、农业与生活污水排放21.98%以及化石燃料燃烧19.83%;Cu、Zn、Cd、Cr主要来源矿山冶炼,As来源分别为燃料燃烧贡献率为85.76%和农业面源污染14.16%。Pb和Hg主要受母岩风化所控制。沉积物重金属潜在生态风险中、重度风险区主要集中在九龙江河口及厦门港附近。

关键词：重金属底质沉积物 PMF源解析海岸带海洋地质调查工程厦门湾福建

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福建盐田海水补给型地热系统地球化学特征及其成因

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水文地质工程地质 2023年第1期50卷 158-167页

作者：刘春雷李亚松洪炳义曹胜伟王婉丽李剑锋中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 福建省水循环与生态地质过程重点实验室福建厦门361021 闽东南地质大队福建泉州362000

海水补给型地热系统具有补给资源量大,但温度低、水质咸化等特点,查明沿海地热水循环补给条件和成因机制,对东南沿海地热资源的合理开发利用和保护具有重要意义。在泉州官桥盐田地热区分别采集了地热水、地下水和海水样品14个,利用水化... 详细信息

海水补给型地热系统具有补给资源量大,但温度低、水质咸化等特点,查明沿海地热水循环补给条件和成因机制,对东南沿海地热资源的合理开发利用和保护具有重要意义。在泉州官桥盐田地热区分别采集了地热水、地下水和海水样品14个,利用水化学同位素特征分析和地球化学温标法,揭示了官桥盐田地热水循环补给和地热资源成因机制。结果表明:地热水水化学类型为Cl—Na型水,与海水水化学类型一致;H01和H02的溶解性固体总量(TDS)分别为2610 mg/L和3090 mg/L,地下水以TDS小于400 mg/L的HCO3—Na型水为主;地热水富集Br-,地下水中Br-未检测,表明盐田地热水存在现代海水或者海相沉积层古海水补给。根据盐田地热田H01和H02地热水Cl-混合模型计算,地热水H01海水混入比为9.13%,H02海水混入比为10.76%,显示H01在出露于第四系地层后混入了更多的地下水。综合分析认为,海水是盐田地热水的重要补给资源,地热水化学组分受海水混合作用影响明显,深层热水上升过程中存在两次或者多次地下水或者海水混入从而形成浅层热储,采用SiO2地热温标和多矿物平衡法估算的浅层热储温度在89~121°C之间。

关键词：地热水水文地球化学环境同位素地球化学温标海水补给

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典型抗生素对湿地反硝化甲烷厌氧氧化的影响

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中国环境科学 2023年第2期43卷 631-637页

作者：杨玉琦赵悦文张秋兰刘长礼文萌托福建省水循环与生态地质过程重点实验室福建厦门361021 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 中国地质大学(武汉) 生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430074

选取甲烷排放通量较高并且受喹诺酮类抗生素(QNs)污染较严重的白洋淀湿地为研究对象,通过开展13C标记的微宇宙实验,研究典型QNs包括:氧氟沙星(OFL)、诺氟沙星(NOR)和氟甲喹(FLU)对白洋淀湿地DAMO过程的短期影响.结果表明:3种QNs均促进... 详细信息

选取甲烷排放通量较高并且受喹诺酮类抗生素(QNs)污染较严重的白洋淀湿地为研究对象,通过开展13C标记的微宇宙实验,研究典型QNs包括:氧氟沙星(OFL)、诺氟沙星(NOR)和氟甲喹(FLU)对白洋淀湿地DAMO过程的短期影响.结果表明:3种QNs均促进了微生物DAMO过程,且对DAMO的促进效果表现为OFL>NOR>FLU;除添加2ng/g的OFL对DAMO反应速率潜势的影响基本可以忽略外,添加其他浓度(20,200,2000ng/g)的OFL均促进了白洋淀湿地的DAMO过程,并且这种促进作用总体呈现出剂量效应;进一步分析QNs对NO_(2)^(-),NO_(3)^(-)分别驱动的DAMO的影响发现,200ng/g的NOR抑制了由细菌驱动的以NO_(2)^(-)为电子受体的DAMO过程(nitrite-DAMO),但更大程度地促进了由古菌驱动的以NO_(3)^(-)为电子受体的DAMO过程(nitrate-DAMO),最终表现为QNs对NO_(3)^(-)和NO_(2)^(-)共同驱动的总体的DAMO过程的促进作用.

关键词：白洋淀湿地喹诺酮类抗生素甲烷反硝化甲烷厌氧氧化 13C标记的微宇宙实验

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药物和个人护理用品对地下水污染的风险评价

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水文地质工程地质 2023年第1期50卷 189-196页

作者：吴林石国伟刘雅慈李亚松李青生福建省海洋生态保护与修复重点实验室福建厦门361005 福建省水循环与生态地质过程重点实验室福建厦门361021 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005

为进一步明确污泥土地利用过程中新型有机污染物—药物和个人护理用品(PPCPs)对地下水污染的风险,采用数学模型初步预测和评价了29种PPCPs在砂土和壤土2种介质条件下对地下水污染的风险。结果表明:砂土条件下,环丙沙星、氧氟沙星、土霉... 详细信息

为进一步明确污泥土地利用过程中新型有机污染物—药物和个人护理用品(PPCPs)对地下水污染的风险,采用数学模型初步预测和评价了29种PPCPs在砂土和壤土2种介质条件下对地下水污染的风险。结果表明:砂土条件下,环丙沙星、氧氟沙星、土霉素、诺氟沙星和咖啡因等5种PPCPs的风险指数大于1,具有高地下水污染风险,其中,除咖啡因外,其余4种PPCPs均为抗生素类药物,应加强其在地下水中的监测和防控。壤土条件下,29种PPCPs对地下水均表现为低污染风险。吸附强度是影响PPCPs对地下水污染风险的最主要因素。PPCPs在包气带中的半衰期、有机碳-水分配系数、土壤密度、有机碳含量、含有机质的上层土壤层厚度是模型主要的敏感参数。不确定性分析显示,PPCPs的有机碳-水分配系数和其在包气带中的半衰期的改变对地下水污染风险评价结果影响较大。验证表明,地下水污染风险指数越大的PPCPs在地下水中的检出率也越高,说明评价结果具有一定的合理性。今后应加强对PPCPs降解产物、地下水中安全浓度值、共存PPCPs相互作用及介质非均质性影响等方面的研究,以便更加精确地评价PPCPs对地下水污染的风险。

关键词：污泥土地利用药物和个人护理用品地下水污染数学模型风险指数

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高寒峡谷城市地下空间资源评价及利用方略

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地下空间与工程学报 2024年第6期20卷 1778-1789,1797页

作者：彭红明刘长礼袁有靖孙伟超阿慧娟青海省环境地质重点实验室西宁810007 青海省地质环境调查院西宁810007 青海九零六工程勘察设计院有限责任公司西宁810007 中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 福建省水循环与生态地质过程重点实验室福建厦门361021

为落实党的二十大提出的建设以人为核心的高质量城镇化的要求,充分利用地下空间把高寒峡谷型城市建设成绿色、低碳、生态、韧性城市,亟待探索高寒峡谷城市地下空间资源潜力评价方法及多维度利用方略。以高寒、干旱、缺水、少地、生态脆... 详细信息

为落实党的二十大提出的建设以人为核心的高质量城镇化的要求,充分利用地下空间把高寒峡谷型城市建设成绿色、低碳、生态、韧性城市,亟待探索高寒峡谷城市地下空间资源潜力评价方法及多维度利用方略。以高寒、干旱、缺水、少地、生态脆弱、自然灾害多发的峡谷型城市海东市平安区为例,通过专门的城市地质调查、野外观测和试验等研究,在查明了城市地质条件基础上,提出了高寒峡谷型城市地下空间资源潜力评价与开发利用新思路、新理念,研发了河谷两侧丘陵山体内地下空间资源潜力评价新方法。评价得到海东市平安区湟水河谷两侧山体中地下空间资源潜力为597.87×10^(6)m^(2),河谷底部地下空间资源潜力为167.58×10^(6)m^(2);城市核心区浅层地下空间资源潜力不大,潜力巨大的地方主要分布于河谷底部深层或河谷两侧山地中。地下空间利用方略为:尽可能多地利用地下空间,以留出更多的地表空间建设生态绿地,发展地下农业解决本地农产品不足等问题;利用湟水河谷底部深层地下空间建蓄水工程,作城市洪涝应急处置工程或应急水源储备设施等。研究结果可为高寒峡谷型城市地下空间利用提供理论指导。

关键词：峡谷型城市侧层地下空间评价方法新型城镇化多维度策略

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福建泉州湾海岸带MIS 3阶段以来的海侵—海退过程

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地质力学学报 2023年第4期29卷 569-583页

作者：赵红梅毛欣刘春雷李亚松刘林敬中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 中国地质科学院第四纪年代学与水文环境演变重点实验室河北石家庄050061 福建省水循环与生态地质过程重点实验室福建厦门361009

海岸带是海陆相互作用的敏感地带,是沿海地区研究第四纪海侵—海退过程的理想场所。基于福建泉州湾沿岸两个第四纪钻孔岩芯(DZ01、DZ02),以地层岩性和岩相组合特征为基础,利用加速器质谱碳同位素(AMS-14C)和光释光(OSL)两种测年方法建... 详细信息

海岸带是海陆相互作用的敏感地带,是沿海地区研究第四纪海侵—海退过程的理想场所。基于福建泉州湾沿岸两个第四纪钻孔岩芯(DZ01、DZ02),以地层岩性和岩相组合特征为基础,利用加速器质谱碳同位素(AMS-14C)和光释光(OSL)两种测年方法建立地层年代框架,结合泉州湾现代沉积物具有指相性的地球化学元素含量统计分析结果,运用地球化学元素比值、有孔虫和介形类环境指标判别晚更新世以来的海侵地层,对比区域钻孔资料,探讨了泉州湾MIS 3阶段以来的海侵—海退过程。结果表明:Sr/Ba、Mn/Fe在泉州湾不同水深海相沉积物中变化规律明显,适宜作为泉州湾海岸带海相及海陆过渡相沉积物的指相元素,其界限值分别为Sr/Ba>0.16、Mn/Fe<0.23;泉州湾MIS 3阶段以来发生过两次海侵—海退过程。第一次海侵发生于MIS 3阶段,对应区域上的“福州海侵”,其极盛期发生在距今约35 ka;第二次海侵发生在全新世,对应于区域上的“长乐海进”,其极盛期发生在距今约7~4 ka。研究成果对于重建海岸带沉积环境变化历史、深入认识海陆相互作用及预测未来环境变化具有重要意义。

关键词：泉州湾海岸带 MIS 3 海侵地球化学元素比值沉积环境

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城市水系统综合治理关键技术及其在长江经济带的示范应用

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地理学报 2024年第9期79卷 2163-2175页

作者：夏军张世彦张永勇佘敦先杨军吴胜军武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院城市环境研究所福建省流域生态重点实验室厦门361021 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714

内涝、水污染与水体黑臭、河湖生态系统退化是城市面临的主要水问题,已成为限制长江经济带绿色发展的关键瓶颈问题之一。深入认识城市发展过程中水系统的演变规律以及各要素之间的相互影响,阐明城市水问题的形成机制,构建城市水系统综... 详细信息

内涝、水污染与水体黑臭、河湖生态系统退化是城市面临的主要水问题,已成为限制长江经济带绿色发展的关键瓶颈问题之一。深入认识城市发展过程中水系统的演变规律以及各要素之间的相互影响,阐明城市水问题的形成机制,构建城市水系统综合治理技术体系,是解决城市复杂水问题的根本途径。本文针对上述水问题,从水循环系统多过程耦合的角度出发,总结了城市水系统的概念和特征,提出了城市水问题系统治理关键技术体系,并以2016—2022年长江经济带城市(群)治理案例为例开展应用。研究表明:泵站抽排和海绵措施可有效减少武汉市发生极端降水时的严重内涝面积和消除成渝城市群内涝点;微生物—植物—水动力一体化协同调控组合工艺可以显著强化武汉市典型黑臭水体的氮磷去除效果;源头控制—路径耗散—末端治理的城市河湖生态综合修复体系使重庆市两河流域水体富营养化水平明显下降;实施上述治理技术体系后,长江中游城市群绿色发展指数平均提升4.8%。本文可为长江经济带绿色发展重大战略提供城市水系统理论和技术支持。

关键词：城市水系统水环境绿色发展内涝城市群长江经济带

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