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Identification of key factors governing chemistry in groundwater near the water course recharged by reclaimed water at Miyun County, Northern China

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Journal of Environmental Sciences 2013年第9期25卷 1754-1763页

作者： Yilei Yu Xianfang Song Yinghua Zhang fandong zheng Ji Liang Dongmei Han Ying Ma Hongmei Bu Key Laboratory of Water Cycle and Related Land Surface Processes Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research Chinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences Institute of Beijing Hydraulic Research

Reclaimed water was successfully used to recover the dry Chaobai River in Northern China, but groundwater may be polluted. To ensure groundwater protection, it is therefore critical to identify the governing factors of groundwater chemistry. Samples of reclaimed water, river and groundwater were collected monthly at Chaobai River from January to September in 2010. Fifteen water parameters were analyzed. Two kinds of reclaimed water were different in type （Na-Ca-Mg-Cl-HCO3 or Na-Ca-Cl-HCO3 ） and concentration of nitrogen. The ionic concentration and type in river were similar to reclaimed water. Some shallow wells near the river bed had the same type （Na-Ca-Mg-Cl-HCO3 ） and high concentration as reclaimed water, but others were consistent with the deep wells （Ca-Mg-HCO3 ）. Using cluster analysis, the 9 months were divided into two periods （dry and wet seasons）, and all samples were grouped into several spatial clusters, indicating different controlling mechanisms. Principal component analysis and conventional ionic plots showed that calcium, magnesium and bicarbonate were controlled by water-rock interaction in all deep and some shallow wells. This included the dissolution of calcite and carbonate weathering. Sodium, potassium, chloride and sulfate in river and some shallow wells recharged by river were governed by evaporation crystallization and mixing of reclaimed water. But groundwater chemistry was not controlled by precipitation. During the infiltration of reclaimed water, cation exchange took place between （sodium, potassium） and （calcium, magnesium）. Nitrification and denitrification both happened in most shallow groundwater, but only denitrification in deep groundwater.

关键词： reclaimed water groundwater chemistry multivariate analysis Chaobai River water-rock interaction evaporation crystallization cation exchange denitrification

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Impact of reclaimed water in the watercourse of Huai River on groundwater from Chaobai River basin, Northern China

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Frontiers of Structural and Civil Engineering 2017年第4期11卷 643-659页

作者： Yilei YU Xianfang SONG Yinghua ZHANG fandong zheng Licai LIU Beijing Key Laboratory of Wetland Services and Restoration Institute of Wetland Research Chinese Academy of Forestry B eijing 100091 China Key Laboratory of Water Cycle and Related Land Surface Processes Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research Chinese Academy of Sciences Beijing 100101 China Beijing Water Science and Technology Institute Beijing 100048 China

Reclaimed water is efficient for replenishing the dry rivers in northern China, but regional groundwater may be at risk from pollution. Therefore, samples of reclaimed water, river water, and groundwater were collected at the Huai River in the Chaobai River basin in 2010. The water chemistry and isotopic compositions of the samples were analyzed in the laboratory. The reclaimed water had stable compositions of water chemistry and isotopes, and the Na. Ca-HCO3. C1 water type. The water chemistry of the river water was consistent with that of the reclaimed water. A June peak of total nitrogen was the prominent characteristic in the shallow groundwater, which also had the Na. Ca-HCO3. C1 water type. However, the water chemistry and isotopes in most of the deep groundwater remained stable, and the water type was Ca-Mg-HCO3. The amount of reclaimed water recharging the groundwater was about 2.5 - 107 m^3/yr. All of the shallow groundwater was impacted by the reclaimed water, with the mixing proportion of reclaimed water ranging from 42% to 80 % in the dry season and from 20% to 86% in the wet season. Only one deep well, with proportions of 67% （dry season） and 28% （wet season）, was impacted. TDS, EC, and major ions （Na, K, C1, NHn-N, NO2-N, and NO3-N） were increased in the impacted wells.

关键词： groundwater hydrochemistry Huai River reclaimed water stable isotopes

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Water quality of reclaimed water from treated urban wastewater in Chaobai River Basin,North China

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Chinese Journal of Population,Resources and Environment 2014年第2期12卷 103-109页

作者： Yilei Yu Xianfang Song Yinghua Zhang fandong zheng Licai Liu Institute of Wetland Research Chinese Academy of Forestry Key Laboratory of Water Cycle and Relate Land Surface Processes Institute of Geographic Sciences and Natural Resources ResearchChinese Academy of Sciences Beijing Water Science & Technology Institute

The utilization of reclaimed water could be an efficient tool to alleviate water scarcity,especially for dry river ***,it is crucial to monitor water quality to ensure safety to human health and to avoid negative effects on the *** water samples were collected bimonthly from May to November in 2010 in Chaobai River,and the physiochemical parameters were *** main results are as follows:The parameters exceeding the threshold value of the water guidelines are mainly nutrition related to nitrogen and phosphorus,which are known to increase the risk of eutrophication in surface ***,nitrite and nitrate can be detrimental to human *** majority of the parameters have a peaking concentration in May,whereas others either show significant temporal variation over the entire period or remain relatively constant in all four *** analysis shows that some parameters(pH,T and B) have no significant correlation with others,whereas significant positive correlation was found for Sr with EC and TDS,for CI with TDS,for Si02 with TP and for NO3-N with TN and a significant negative correlation between SO4 and *** to principal component analysis,60.108%of the total data is represented by dominant solutes,and the second principal component with a percentage of 31.876 comprises parameters related to *** cluster analysis of parameters identified four groups,which represent different compositions,and samples in May differ from others.

关键词： water quality treated urban wastewater water guidelines multivariate statistical analysis Chaobai River

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基于Modflow的地面沉降与地下水流耦合模型程序实现

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应用基础与工程科学学报 2016年第2期24卷 253-261页

作者：杨勇郑凡东刘立才宋献方北京市水科学技术研究院北京100048 北京市非常规水资源开发利用与节水工程技术研究中心北京100048 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101

在总结前人地下水流模型与地面沉降模型基础上,考虑孔隙率与渗透系数变化之间的相关性,建立了地下水流与地面沉降耦合模型.通过改进国际上通用的Modflow源程序,实现两者之间耦合作用,并模拟这一过程.通过典型算例对改进的程序进行验证,... 详细信息

在总结前人地下水流模型与地面沉降模型基础上,考虑孔隙率与渗透系数变化之间的相关性,建立了地下水流与地面沉降耦合模型.通过改进国际上通用的Modflow源程序,实现两者之间耦合作用,并模拟这一过程.通过典型算例对改进的程序进行验证,结果表明:考虑参数变化的沉降速率变化较快,其主要原因在于,抽取地下水引起水位下降,造成土体压缩、孔隙度和渗透率降低.渗透率降低使得含水层产生了水力梯度和渗透力,可能会导致地面沉降加速下沉.因此,非线性水力特性是流固耦合的交互作用基础,不应该被忽视.该结果进一步验证了改进的程序可以模拟耦合过程,研究成果可为地面沉降与地下水流动耦合模拟研究提供技术支持.

关键词：地面沉降地下水流耦合模型孔隙率渗透系数非线性

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基于AHP和熵权法的北京水务韧性评价体系构建

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北京师范大学学报（自然科学版） 2024年第5期60卷 782-788页

作者：陈建刚龚应安郑凡东李永坤北京市水科学技术研究院城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京

在明确水务韧性内涵的基础上,构建韧性评价框架;基于实际调查、专家咨询等方法,通过筛选、优化,构建包括目标层、准则层和指标层共15项指标的北京水务韧性评价指标体系,综合反映水务韧性状况;采用AHP与熵权法相结合计算综合权重,量化评... 详细信息

在明确水务韧性内涵的基础上,构建韧性评价框架;基于实际调查、专家咨询等方法,通过筛选、优化,构建包括目标层、准则层和指标层共15项指标的北京水务韧性评价指标体系,综合反映水务韧性状况;采用AHP与熵权法相结合计算综合权重,量化评价水务韧性.结果表明:现状2022年水务韧性评价得分为88.04,等级为中高;规划年2025年水务韧性水平逐年提升,与北京市城市韧性总体评价变化趋势一致.在此基础上,进一步提出水务韧性提升建议.研究成果为北京韧性城市水务方面的规划建设提供决策参考.

关键词： AHP 熵权法水务韧性评价指标体系韧性城市北京市

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南水北调水源在密怀顺水源地回灌的地下水水质变化试验

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水文地质工程地质 2015年第4期42卷 18-22,55页

作者：刘立才郑凡东李炳华杨勇北京市水科学技术研究院北京100048

南水北调水源进京后,部分水源计划将进入密怀顺水源地回补严重亏损的地下水。水源地地下水水质的未来变化引起了人们的关注。本次研究通过开展动态含水层模拟试验,分析了南水北调水源进入含水层过程中地下水水质变化,并利用溶质运移模型... 详细信息

南水北调水源进京后,部分水源计划将进入密怀顺水源地回补严重亏损的地下水。水源地地下水水质的未来变化引起了人们的关注。本次研究通过开展动态含水层模拟试验,分析了南水北调水源进入含水层过程中地下水水质变化,并利用溶质运移模型,在不考虑吸附、降解等水岩相互作用等条件下,模拟了试验土柱中各常规组分的水质变化。研究表明:南水北调水源进入含水层过程中,对地下水水质的稀释作用占主导地位,其它水岩相互作用对地下水水质的影响程度较小,南水北调水源在密怀顺水源地回补地下水是可行的。为此,南水北调水源回补地下水后,不仅能够涵养并增加水源地的地下水资源,而且能够改善地下水水质,保证水源地的供水安全。

关键词：南水北调水源含水层稀释作用水岩相互作用

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Theis井函数计算方法及井模型参数优化计算研究

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水文 2015年第3期35卷 8-13,52页

作者：程先云郑凡东杨浩曹大岭杨勇中国水利水电科学研究院北京100038 北京市水科学技术研究院北京100044

归纳总结了Theis井模型中井函数的不同数值计算方法,探讨、分析和比较了各方法的利弊、优缺点及对模型最终参数计算的影响,提出了新的简易计算方法;以经典实际案例为对象,对比研究了优化软件平台在Thies井模型参数计算中的实际应用效果... 详细信息

归纳总结了Theis井模型中井函数的不同数值计算方法,探讨、分析和比较了各方法的利弊、优缺点及对模型最终参数计算的影响,提出了新的简易计算方法;以经典实际案例为对象,对比研究了优化软件平台在Thies井模型参数计算中的实际应用效果;计算结果表明:(1)Thies井模型参数估算应慎用广为采纳的级数展开井函数计算方式;(2)1st Opt通用优化计算平台可很好处理Theis井模型参数优化计算问题,并可广泛用于其它水文模型参数求解。

关键词： Theis井模型 Theis井函数参数优化 1st Opt

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北京东南郊再生水灌区不同水体氢氧同位素特征及成因

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地理研究 2017年第2期36卷 361-372页

作者：王亚俊宋献方马英张应华郑凡东杨丽虎卜红梅中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国科学院大学中丹学院北京100190 北京市水科学技术研究院北京100048

再生水、地表水和地下水的氢氧同位素特征是研究水体转化及水循环过程的重要基础性工作。为了分析北京市东南郊再生水灌区内再生水、地表水和不同深度地下水的氢氧同位素特征及成因,分别于2014年和2015年采集并测定了灌区内不同水体的... 详细信息

再生水、地表水和地下水的氢氧同位素特征是研究水体转化及水循环过程的重要基础性工作。为了分析北京市东南郊再生水灌区内再生水、地表水和不同深度地下水的氢氧同位素特征及成因,分别于2014年和2015年采集并测定了灌区内不同水体的氢氧同位素组成。结果表明:再生水的δ^(18)O和δD范围分别为-7.4‰～-6.4‰和-56‰～-52‰;地表水的δ^(18)O和δD范围分别为-8.2‰～-4.8‰和-64‰～-49‰;地下水的δ^(18)O和δD范围分别为-13.2‰～-6.0‰和-92‰～-52‰。再生水经使用和处理后,氢氧稳定同位素富集。地表水的氢氧同位素沿河渠流向呈富集趋势,但在个别点存在氢氧同位素贫化的地下水输入。深层地下水氢氧同位素组成显著小于浅层地下水,300 m和150 m左右的深层地下水氢氧同位素最为贫化,为寒冷气候条件下降水入渗补给;浅层地下水主要受到再生水、降水、灌溉水等水体垂直入渗补给;而河渠附近10 m范围内的浅层地下水主要由河渠水补给,个别监测井水还受到地下水的侧向补给。

关键词：再生水灌区氢氧同位素地表水地下水北京

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再生水中NO_3^--N、NO_2^--N、NH_4^+-N在粉土介质中迁移转化的研究

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环境污染与防治 2010年第1期32卷 43-46页

作者：王永刚郑凡东安同艳史芫芫孙长虹北京市环境保护科学研究院北京100037 北京市水利科学研究所北京100044

通过土柱实验模拟再生水在粉土层下渗过程中NO3--N、NO2--N、NH4+-N的迁移转化规律。结果表明,实验温度为23.2～25.9℃时,土柱内发生反硝化反应,NO3--N的去除率为9.74%～39.16%,反应符合一级反应动力学方程,衰减系数为0.0968～0.5531m-1... 详细信息

通过土柱实验模拟再生水在粉土层下渗过程中NO3--N、NO2--N、NH4+-N的迁移转化规律。结果表明,实验温度为23.2～25.9℃时,土柱内发生反硝化反应,NO3--N的去除率为9.74%～39.16%,反应符合一级反应动力学方程,衰减系数为0.0968～0.5531m-1;实验温度低于19℃时,土柱内反硝化反应消失,说明低温是制约再生水在土柱内发生反硝化作用的主要因素。

关键词：膜生物反应器再生水硝酸盐反硝化粉土地下水

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典型区域"取供用排"社会水循环数据关联分析与对策研究

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北京水务 2021年第S2期 23-27页

作者：邱彦昭郑凡东赵勇韩丽蔡玉杜婷婷北京市水科学技术研究院北京100048 北京市海淀区水务局北京100089 北京市供水管理事务中心北京100089

"取供用排"协同监管应用作为智慧水务1.0的重要组成部分,是实现"取供用排"数据贯通和业务协同的智能化手段.开展"取供用排"协同监管应用系统建设前,为确保应用建设科学合理,需明确台账建立、数据贯通、业务协同及监督管理等方面实施路径... 详细信息

"取供用排"协同监管应用作为智慧水务1.0的重要组成部分,是实现"取供用排"数据贯通和业务协同的智能化手段.开展"取供用排"协同监管应用系统建设前,为确保应用建设科学合理,需明确台账建立、数据贯通、业务协同及监督管理等方面实施路径.本研究是以探索数据贯通实施路径为目标,以海淀山后地区为试点区域,在汇聚典型区域"取供用排"各环节信息基础上,基于关联算法,分析典型区域"取供用排"全过程的数据特征,并提出对策,为推进"取供用排"协同监管应用建设提供推广借鉴经验.

关键词：关联算法社会循环数据特征分析对策数据水资源

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