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城市扩张下的北京平原区降雨入渗补给量变化

地球科学（中国地质大学学报） 2013年第5期38卷 1065-1072页

作者：朱琳刘畅李小娟郭高轩潘云首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 北京市水文地质工程地质大队北京100195

结合WetSpass模型与地理信息系统(geographic information system,GIS)、遥感(remote sense,RS)技术分析了城市扩张引起的土地利用类型变化对北京平原区降水入渗补给量的影响.在估算出1982年和2007年降水入渗补给量的基础上,将2007年土... 详细信息

结合WetSpass模型与地理信息系统(geographic information system,GIS)、遥感(remote sense,RS)技术分析了城市扩张引起的土地利用类型变化对北京平原区降水入渗补给量的影响.在估算出1982年和2007年降水入渗补给量的基础上,将2007年土地利用类型还原成1982年的情景重新估算,利用转移矩阵分析两年土地利用类型的相互转化关系,同时,基于GIS空间数据统计功能,计算出不同土地利用类型下的地下水补给量.结果表明,1982年至2007年,研究区内水浇地减少874km2,其中517km2转变为城镇建设用地.相对于1982年,2007年城镇建设用地扩张了831km2,区内降水入渗补给量减少约3 000万m3.研究成果可以为北京平原区的地下水资源保护及土地资源配置提供较为科学的参考.

关键词：城市化降雨入渗补给 WetSpass模型土地利用

北京潮白河冲洪积扇地下水水化学的分层分带特征

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地球学报 2014年第2期35卷 204-210页

作者：郭高轩侯泉林许亮刘久荣辛宝东中国科学院大学地球科学学院北京100049 北京市水文地质工程地质大队北京100195

为探讨北京潮白河冲洪积扇第四系地下水系统水化学分布特征,依据地层结构及水文地质条件,于2008年枯水期采集浅、中、深层水样293组,用于水化学分析。利用数理统计法计算了总硬度、溶解性总固体、氨氮、铁、氟、硝酸盐、亚硝酸盐、氯化... 详细信息

为探讨北京潮白河冲洪积扇第四系地下水系统水化学分布特征,依据地层结构及水文地质条件,于2008年枯水期采集浅、中、深层水样293组,用于水化学分析。利用数理统计法计算了总硬度、溶解性总固体、氨氮、铁、氟、硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、重碳酸根、硫酸根等10种组分上、中、下游不同含水层的算术均值和均方差。结果表明,浅层地下水除了NO3–外,其余9种组分的算术均值均呈现由上游到中下游增大的趋势,均方差则中游较上游和下游大;整个冲洪积扇地下水均属偏碱性水,水化学类型多样,由上游的HCO3-Ca·Mg型逐渐过渡到中下游的HCO3-Ca·Na·Mg型和HCO3·SO4-Na·Ca·Mg型;随着往下游径流,地下水的化学类型趋于复杂多样,Cl–、矿化度和硬度等组分浓度升高。TDS、硬度、Cl–、NO3–和电导率均与取样深度呈反相关关系,pH值则与深度成正相关。水化学结果显示冲洪积扇地下水具有良好的分层分带特征,上游地区水质均一性高,是单一含水层结构,上下贯通,水动力条件好的反映,而中下游水动力条件较差,含水层分层明显。从测试组分的浓度分布范围和数值来看,均表现出浅层水样>中层水样>深层水样。地下水质量表现为上游好于中游,中游好于下游,分带特征明显。组分含量较高的样点和超标点绝大多数为浅层水样,这一点反映了中下游地区较强的人为输入和多源补给的特征。

关键词：潮白河地下水化学分层分带第四系地下水

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应用GPR获取多孔介质水力参数研究进展

河海大学学报（自然科学版） 2005年第1期33卷 18-23页

作者：郭高轩吴吉春南京大学地球科学系江苏南京210093

获取多孔介质水力参数,精细刻画野外含水层水力特征,描述含水层空间变异性,一直是水文地质学、土壤学、园艺学等研究的热点.传统的诸多方法或耗时费力,或数据量少,难以在不同尺度上监测含水介质特征的时空变化.由于探地雷达(GroundPenet... 详细信息

获取多孔介质水力参数,精细刻画野外含水层水力特征,描述含水层空间变异性,一直是水文地质学、土壤学、园艺学等研究的热点.传统的诸多方法或耗时费力,或数据量少,难以在不同尺度上监测含水介质特征的时空变化.由于探地雷达(GroundPenetratingRadar,简称GPR)电磁波的传播速度主要决定于多孔介质的介电常数,而影响多孔介质介电常数的主要因素是其孔隙度和含水率,这为电磁波方法确定多孔介质含水率、孔隙度、渗透系数等创造了条件.GPR快速、便捷、无损、多尺度、数据量大,能够精细刻画含水介质水力参数的空间变异性.为此,简要介绍了GPR的工作原理、探测方式及其应用条件,探讨了GPR获取水力参数的物理机制,综述了GPR获取水文地质参数的研究进展,指出了尚未解决的问题,并对用GPR获取水文地质参数方法今后的发展进行了展望.

关键词：水文地质水力参数介电常数探地雷达

基于Voxler辅助条件下的平谷电测深数据三维解译

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物探化探计算技术 2011年第3期33卷 318-322,229页

作者：郭高轩北京市水文地质工程地质大队北京100195

分别用传统电测深数据处理方法(如等视电阻率断面图法、视电阻率平面等值线法、电测深曲线类型法及剖面线法),对平谷盆地的电测深数据进行了垂向和平面解译,探讨了砂卵砾石高阻体的分布形态,并对各种方法进行了对比。针对以往数据处理... 详细信息

分别用传统电测深数据处理方法(如等视电阻率断面图法、视电阻率平面等值线法、电测深曲线类型法及剖面线法),对平谷盆地的电测深数据进行了垂向和平面解译,探讨了砂卵砾石高阻体的分布形态,并对各种方法进行了对比。针对以往数据处理方法仅限于二维,利用数据较少的不足,简述了能够在构建三维空间场的Voxler软件,利用其对平谷盆地内的数据进行三维插值,构建了砂砾石/粗砂粗颗粒地质体的视电阻率三维等值面。三维等值面形象地刻画了地质体在三维空间上的电性差异,从而为研究平谷盆地古河道形成的深度、摆动其次、摆动规模提供了重要信息,节省了大量的时间,从而大大提高了地质研究的精度。

关键词：电测深地质体三维模型 Voxler

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应用GPR获取水文地质参数研究初探

水文地质工程地质 2005年第1期32卷 89-93页

作者：郭高轩吴吉春南京大学地球科学系南京210093

探地雷达(GPR)能够在不同空间尺度上采集水文地质数据来对地下特征进行详细描述,近年来被广泛应用于探测地下结构和埋藏体。本文简要介绍了GPR的工作原理、探测方式及其应用条件;探讨了GPR获取多孔介质水力参数的物理机制;分别利用50MHz... 详细信息

探地雷达(GPR)能够在不同空间尺度上采集水文地质数据来对地下特征进行详细描述,近年来被广泛应用于探测地下结构和埋藏体。本文简要介绍了GPR的工作原理、探测方式及其应用条件;探讨了GPR获取多孔介质水力参数的物理机制;分别利用50MHz和25MHz天线对同一断面进行等采样距测量,经分层标定和时间拾取,获取了沿测线非饱和带含水率及饱和带的孔隙度和渗透系数,并将结果与钻孔取样的岩性进行了对比,结果合理。

关键词： GPR 孔隙度体积含水率渗透系数

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北京平原区第四系地下水污染风险评价

环境科学 2014年第2期35卷 562-568页

作者：郭高轩李宇许亮李志萍杨庆许苗娟北京市水文地质工程地质大队北京100195 中国科学院大学地球科学学院北京100049 北京市地质矿产勘查开发局北京100195

简述了我国近年来在地下水污染调查与评价方面的工作进展,指出了存在的若干问题.探讨了地下水污染风险评价中的相关概念,并重点论述了地下水污染风险评价与污染评价、脆弱性评价及质量评价的异同.针对北京市平原区的特点,选取了地下水... 详细信息

简述了我国近年来在地下水污染调查与评价方面的工作进展,指出了存在的若干问题.探讨了地下水污染风险评价中的相关概念,并重点论述了地下水污染风险评价与污染评价、脆弱性评价及质量评价的异同.针对北京市平原区的特点,选取了地下水污染评价、地下水质量评价、地下水系统脆弱性评价、地下水系统污染源荷载这4个指标作为评价因子.采用专家打分法确定4个评价因子权重.北京平原区地下水污染风险高、较高、中等、较低、低污染风险区的面积分别为1 232.1、699.3、1 951.4、2 644、133.2 km2.平原区西部及近郊一带污染风险性较高,地下水系统较高的脆弱性和较强的地下水污染源荷载共同作用的结果.在平原东南通州地区,主要是由于历史污染源的存在使得地下水污染的风险较高.

关键词：风险评价第四系地下水污染评价脆弱性污染源荷载北京平原

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典型北方山前岩溶泉历史流量序列重建研究

水文 2023年第3期43卷 88-92页

作者：许亮郭高轩北京市地质环境监测所北京100195 城市地下水安全防控技术创新基地北京100195

泉水流量序列的缺失严重影响对水文地质条件变化的认识,故对缺失的泉水流量序列重建具有重要意义。以北方某典型山前岩溶大泉泉群实测流量、流入下游湖水流量和补给区降水量为研究对象,基于泉水动态的周期性和趋势性,采用多元线性回归... 详细信息

泉水流量序列的缺失严重影响对水文地质条件变化的认识,故对缺失的泉水流量序列重建具有重要意义。以北方某典型山前岩溶大泉泉群实测流量、流入下游湖水流量和补给区降水量为研究对象,基于泉水动态的周期性和趋势性,采用多元线性回归模型、考虑泉流滞后降水的多元线性回归模型、SARIMA模型和SARIMA与多元线性回归相结合模型,开展了1961-1974年缺失的该典型大泉泉群流量序列的重建研究。结果表明采用SARIMA和多元线性回归相结合模型重建的流量结果较合理。

关键词：泉水流量降水量入湖流量数据重建

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典型场地四氯化碳污染的健康风险评价

环境科学学报 2011年第11期31卷 2578-2584页

作者：张新钰王晓红辛宝东叶超郭高轩北京市水文地质工程地质大队北京100195

以华北某污染场地为研究区域,采集了场地内大气、土壤、地表水和地下水4个类别共196个样品.分析了25项挥发性有机物在不同区域的分布特征,探讨了超标污染物的污染来源,最后,应用美国环保局的健康风险评价方法,对场地超标污染物进行了健... 详细信息

以华北某污染场地为研究区域,采集了场地内大气、土壤、地表水和地下水4个类别共196个样品.分析了25项挥发性有机物在不同区域的分布特征,探讨了超标污染物的污染来源,最后,应用美国环保局的健康风险评价方法,对场地超标污染物进行了健康风险评价.结果表明,场地超标污染物仅为四氯化碳;主要赋存于地下水中,其污染晕的平面分布与地下水流向显著相关,垂向分布与深度相关;四氯化碳致癌危害程度总体表现为饮水途径>洗浴呼吸吸入途径>洗浴皮肤接触途径,其中饮水暴露途径致癌危害指数最大达到了3.03×10-5,超出了可接受的风险水平,由此将导致每百万人30.3个癌症患者的可能,村民长期以目前水井作为主要的水源,身体健康将受到严重影响;洗浴呼吸吸入途径和皮肤接触途径的致癌危害指数在(10-10～10-7)范围,在可接受风险水平之内.四氯化碳非致癌危害指数均小于1,风险较低.

关键词：场地有机污染调查四氯化碳健康风险评价暴露途径致癌风险指数非致癌风险指数

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北京城湖泊的成因

中国地质 2013年第4期40卷 1092-1098页

作者：蔡向民郭高轩张磊何付兵北京市地质调查研究院北京100195 北京市地质矿产勘查开发局北京100195 北京市水文地质工程地质大队北京100195

北京平原历史时期湖泊众多,第四系的地质结构决定了这些湖泊的分布规律和成因。北京城分布的湖泊主要受永定河冲洪积扇的三维结构控制。通过对北京城沉积物分布类型、结构与古今湖泊的展布特征的分析,发现北京城湖泊的分布具有明显的规... 详细信息

北京平原历史时期湖泊众多,第四系的地质结构决定了这些湖泊的分布规律和成因。北京城分布的湖泊主要受永定河冲洪积扇的三维结构控制。通过对北京城沉积物分布类型、结构与古今湖泊的展布特征的分析,发现北京城湖泊的分布具有明显的规律性。依据地质结构的差异,北京城存在一条清晰的地质界线,界线以西为富含地下水的单一砂砾石层,界线以东为含地下水较少的粘土、粉砂互层的阻水结构。该界线成为划分不同成因类型湖泊的界线。该界线以西分布的湖泊:昆明湖、福海、紫竹院湖、玉渊潭、莲花池等以泉水洼地成因为主;界线以东的湖泊:什刹海、北海等以古河道残留水体成因为主。研究表明:北京城湖泊的分布受地质结构的制约,具有一定的规律性,城市的规划建设应遵循自然规律。开展北京城湖泊的研究对城市发展,防灾减灾和合理利用水资源都有重要的意义。

关键词：北京城湖泊成因冲洪积扇