本书内容包括海河流域社会经济、森林植被、地表水演变与气候变化，以及固态水调控机制、地表水与地下水关系、地下水可更新能力、水资源可持续利用等内容。通过应用地下水年代学揭示地下水的补径排条件，确定降水-地表水-地下水转换关系、第四系水与岩溶水关系，开展泉域边界圈定，岩溶水系统划分，以及更新能力分析和判别，进而合理认识水资源形成和演变。本书以笔者近几年内完成的北京地下水、济南岩溶水同位素水文地质资料成果为基础，结合海河流域水资源利用和环境变化撰写而成，力图揭示海河流域水资源短缺、自然环境退化等问题的控制机理。
样章试读
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总序
序
前言
第1章海河流域气候和水文变化1
1.1研究背景1
1.2自然地理概况1
1.2.1地理位置1
1.2.2气象条件2
1.2.3地形地貌3
1.3海河流域水资源量和调控方式4
1.3.1地表水资源状况4
1.3.2地下水资源状况5
1.3.3水资源调控方式7
1.4海河流域水文环境变化:物候水文学分析方法11
1.4.1人口和环境变化11
1.4.2森林面积变化13
1.4.3海河流域河流水系及河水流量变化16
1.4.4海河流域湖泊湿地及变化19
1.4.5新生代以来气候变化22
1.4.6极地冰冻圈环境变化27
1.4.7海河流域5000年以来的气候变化34
1.5流域水资源调控机制及其阶段性41
1.5.1冰川融水调控区域水和生态42
1.5.2源区基流产出类型43
1.6流域水资源耗散结构体系44
1.6.1冰冻圈消退与陆地水储集量下降45
1.6.2气候变暖促源区水排泄45
1.6.3垦殖水利促水排泄46
1.7固态水和降水耦合调控气候及水文过程机理48
1.7.1我国季风气候特征48
1.7.2气候变化的双重控制机理49
1.8本章小结51
第2章地下水测年原理和方法53
2.1地下水年龄定义53
2.2地下水测年方法分类55
2.2.1“事件”标记方法55
2.2.2人工示踪方法55
2.2.3浓度型示踪剂——CFCs和SF656
2.2.4放射性同位素测年方法56
2.3地下水CFCs、3H和14C测年方法和原理61
2.3.1CFCs示踪和测年方法61
2.3.23H测年方法71
2.3.314C测年方法71
2.4环境示踪剂（CFCs等）的应用73
2.4.1确定降水入渗速率73
2.4.2地下水流速估算73
2.4.3含水层之间发生越流的识别74
2.4.4农灌水入渗范围识别74
2.4.5河水与地下水关系识别75
2.4.6水库坝基渗漏、地下水流场变化识别75
2.4.7地下水脆弱性评价75
2.5本章小结76
第3章海河流域平原区地下水年龄及水文地质过程77
3.1海河流域地下水补给条件77
3.1.1降雨、地形-地貌特征77
3.1.2区域地质79
3.1.3含水层特征80
3.1.4海河流域地下水水位及变化83
3.2海河流域平原区第四系地下水年龄85
3.2.1地下水年龄及其分带性85
3.2.2冲洪积扇区地下水年龄86
3.2.3中部平原区地下水年龄87
3.2.4滨河平原区地下水年龄90
3.3海河流域地下水年龄结构和补给方式91
3.3.1海河流域地下水年龄结构91
3.3.2开采影响地下水年龄结构91
3.3.3地下水补给源调整93
3.4海河流域平原区第四系地下水形成和演化94
3.4.1海河流域第四纪地质特征94
3.4.2海河流域平原区第四系地下水来源95
3.4.3海河流域平原区地下水可更新属性96
3.5海河流域平原区地下水咸化机理98
3.5.1中部平原区含水层咸化98
3.5.2滨海地带淡水咸化99
3.6本章小结103
第4章北京地下水年龄与补径排条件105
4.1研究背景105
4.2气候和水文条件105
4.2.1气候条件105
4.2.2地表径流106
4.3地下水资源量及开发利用状况106
4.3.1地下水资源量变化106
4.3.2超采区107
4.3.3地下水位变化108
4.3.4地面沉降109
4.4第四系含水层特征110
4.4.1含水层分组111
4.4.2含水层结构112
4.5第四系孔隙水年龄113
4.5.1浅层地下水年龄113
4.5.2深层地下水年龄114
4.5.3北京平原区第四系地下水年龄结构115
4.5.4第四系地下水可更新属性116
4.6北京岩溶水年龄及补径排条件117
4.6.1研究背景117
4.6.2北京岩溶区地质背景117
4.6.3西山岩溶水补径排条件和循环规律119
4.6.4顺义-平谷岩溶水补径排条件和循环规律128
4.6.5大兴-通州岩溶水补径排条件和循环规律133
4.7北京永定河河水与西山岩溶水关系136
4.7.1河水流量变化136
4.7.2永定河水渗漏段137
4.7.3河水在岩溶水中的分布138
4.7.4永定河对西山岩溶水补给的影响138
4.8岩溶水水文地质单元圈定140
4.8.1岩溶水水文地质单元和边界140
4.8.2北京岩溶水水文地质单元划分142
4.8.3北京岩溶水水文地质单元的特点146
4.9本章小结148
第5章济南岩溶水年龄与城区泉群泉域圈定150
5.1研究背景150
5.1.1主要问题150
5.1.2济南泉群及断流情况151
5.1.3保泉措施和效果152
5.1.4已有泉域划分方案153
5.1.5工作方法和内容155
5.2自然地理和气象条件155
5.2.1自然地理155
5.2.2气象和水文157
5.3地质条件159
5.3.1地层160
5.3.2构造162
5.3.3岩浆岩164
5.4水文地质条件165
5.4.1含水层类型165
5.4.2泉的类型和分布167
5.5水化学特征169
5.5.1岩溶水化学特征169
5.5.2四大泉的水化学特征170
5.5.3水岩作用171
5.6岩溶水CFCs组成和分布177
5.6.1地下水CFCs测试结果177
5.6.2岩溶水CFCs组分的分布特征与水流场识别179
5.7岩溶发育的水文地质条件184
5.7.1构造及导水性185
5.7.2寒武系—奥陶系灰岩岩溶作用194
5.7.3溶洞展布特征对地下水水流通道形成和水流方向的控制196
5.8降水量、岩溶水位和泉流量之间的关系202
5.8.1降水量202
5.8.2河水与泉群流量203
5.8.3城区供水量分配204
5.8.4泉水位和流量对降水的响应时间206
5.8.5降水量和泉群涌水量之间的关系206
5.8.6城区岩溶水位与泉群流量的关系208
5.8.7岩溶水开采量与泉群流量的关系209
5.8.8地下水循环条件的变化211
5.8.9泉群涌水量动态变化及影响因素212
5.9泉域边界和岩溶水水文地质单元划分213
5.9.1边界类型和划分原则213
5.9.2泉域边界213
5.9.3岩溶水文地质单元划分216
5.9.4泉域边界圈定的若干问题217
5.9.5典型水源地和城区泉群的水力联系219
5.10岩溶水资源量综合评估219
5.10.1岩溶水补给量估算220
5.10.2岩溶水可利用量估算227
5.10.3泉水断流和恢复机理230
5.11本章小结231
第6章地下水补给和资源可持续利用233
6.1地下水补给源和补给过程233
6.1.1补给源和补给方式233
6.1.2地下水补给过程234
6.2地下水补给速率估算方法235
6.2.1物理方法236
6.2.2环境示踪方法238
6.2.3人工示踪方法238
6.2.4不饱和带补给速率239
6.2.5变化的补给条件识别241
6.2.6抽水扰动含水层地下水年龄及补给速率241
6.2.7补给量控制因素242
6.3地下水可更新能力分类248
6.3.1可更新能力概念248
6.3.2可更新能力类型249
6.4地下水资源可持续利用的制约因素251
6.4.1地下水资源可持续利用概念252
6.4.2气候变化与流域水资源253
6.4.3人口数量与资源环境容量254
6.4.4人类行为方式与水资源供需矛盾255
6.4.5人类活动加速水排泄256
6.4.6暴雨洪水条件下的地下水补给和可更新属性257
6.4.7跨流域干旱258
6.5本章小结263
第7章结论265
参考文献268
索引288
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