水环所在强开采条件下地下水循环与脆弱性演变机理研究方面取得新进展

中国地质调查局水文地质环境地质研究所水循环与动力学研究团队在地下水强烈开采对地下水循环与脆弱性演变机理研究取得新进展。

该研究从开采条件下地下水化学组分与地下水更新性时空变化特征入手，探讨了水化学组分与地下水年龄结构变化的响应关系，刻画了开采条件下污染成因与地质成因对地下水环境的影响过程，揭示了开采条件下地下水脆弱性变化的主要因素。该研究成果可为国家和地方政府实现地下水安全利用提供科学依据和防护要求。

在持续强烈开采影响下，区域地下水系统由单一自然系统向自然与人类活动相互叠加的复合系统转变，使得地下水流动循环条件和水岩平衡态发生变化，地下水的脆弱性变化也随之发生。该研究以石家庄山前地下水系统为研究对象，通过运用氚时序法刻画地下水年龄结构、厘定水化学组分与地下水年龄结构关系，发现：一是开采条件下浅层年轻地下水脆弱性进一步提高，地下水开采引起不同年龄的地下水混合，导致年轻地下水有扩伸的趋势。二是具有贫水的水文地质条件区域相较于富水的水文地质条件区域更易受到污染，具有更高的脆弱性。高浓度水化学组分基本分布于地下水年龄小于20年区域中的含水层渗透性及富水性较低的西部，而在含水层渗透性及富水性较高的西北部却极少出现。三是强烈开采地下水在缩短污染水化学组分渗入地下水的同时也干扰了浅层较年老地下水的水岩平衡，造成地下水质有恶化趋势。年龄小于20年的年轻地下水中离子最高且与地下水年龄不具有相关性，年龄为20-80年的中等年龄地下水中离子浓度次之且随着地下水年龄增加，而年龄大于80年的年老地下水中离子浓度最低且随地下水年龄减少。

该研究受国家自然科学基金资助。成果发表于国际水文地质顶级学术期刊《Journal of Hydrology》（中科院一区top，影响因子5.722）。