一、莱州湾南岸第四纪含水层咸水入侵

    本文通过多种环境示踪剂调查，对莱州湾南岸第四系含水层的地下水补给、盐分来源、混合过程及古水文地质条件的演化提供了新的认识。咸水入侵主要诱因是南部淡水的集中超采和北部卤水的开采形成的两个地下水位漏斗。地下水水型特征从南到北受到咸水运移及其与区域地下水混合的控制。特殊离子比例（Ion/Cl）与Cl的关系揭示了咸淡水的混合趋势，也揭示了在自然和人为影响下混合的重要性。稳定同位素的调查和地下水中氯离子含量也揭示出咸水的端元是卤水而不是现代海水。卤水的现代碳百分比为 ~30 - 60 pMC，首次通过对比海水蒸发线认为，卤水可能形成于全新世，并经历了海进海退和蒸发过程。而深层的淡水稳定同位素相对贫化，现代碳百分比小于20 pMC，这说明深层淡水的补给很可能在晚更新世的较冷气候条件下，而这样的现象在中国北方比较普遍。对比此次研究调查结果与上世纪90年代浅层地下水中的盐分和氚含量，表明卤水的集中开采局部导致了年轻淡水和卤水的快速混合。相对于海水，卤水中高的Br/Cl比说明卤水达到岩盐的饱和，后期又受到淡水的混合。随着深度的增加和距离海岸线越近14C活度有减小的趋势，说明莱州湾南岸第四系含水层是在上千年的时间尺度上受控于区域侧向地下水流。

1. Han D.M.（韩冬梅）, Song X.F.（宋献方）, Currell M.J., Yang J.L., Xiao G.Q., 2014. Chemical and isotopic constraints on evolution of groundwater salinization in the coastal plain aquifer of Laizhou Bay, China. Journal of Hydrology. 508:12-27.

二、华北平原实际蒸散发的计算与地下水存储量变化对其影响评价

    蒸散发是盆地尺度的水均衡中关键的水排泄项。准确地估算蒸散发（ET）对可持续水资源管理有着重要意义。对ET与地下水存储量变化之间的关系的分析可以提高我们对集中农业和土地利用变化条件下大尺度盆地水循环过程认识。华北平原已有前人利用遥感方法已经对蒸散发空间分布进行了大量研究，本次研究利用华北平原范围内23个气象站的数据，主要针对过去50年华北平原蒸散发时间序列动态变化进行分析。对于华北平原，地下水灌溉主要通过蒸散发消耗，来自降水入渗和灌溉回归的地下水补给量仅是一项内部交换量，净径流量可被忽略不计。采用互补关系的蒸散发模型是一种有效的区域蒸散发估算方法。此类模型计算过程中避免了复杂的植被－土壤系统，不需要径流和土壤湿度资料，仅利用常规气象数据。计算ETa 的月值分布显示出与降水量相同的变化趋势，而计算 ETp结果与蒸发皿测定数据具有相同的变化趋势。ETa和蒸发皿数据分布模式的不一致：对于半干旱气候的华北平原，实际蒸散发主要受可用水分（降水）、湿度和温度的控制，而蒸发皿测得的蒸发和ETp主要受风速控制。因为年际尺度上土壤水储存量变化非常小，水储存量变化主要是地下水储存量变化，ETa和降水量之差（蒸发降水差，ETa - P）可以表示地下水储存量变化量。据此，计算地下水储存量减少为36 mm/yr，或按体积计为48 亿m3/yr。与主要气象要素变化对比说明：60年代至80年代末期蒸发皿蒸发的减小主要是因为风速的降低，而1990年以后增加的蒸发皿蒸发是受升高的气温控制。日照时间的减少，风速的降低是造成华北平原蒸散发减少的主要因素。总之，虽然华北平原大量的地下水灌溉造成水分蒸发流失增加，但近半个世纪以来土地利用模式的变化也改变了陆面条件，因而对蒸散发造成影响。计算蒸散发表明华北平原在特定时间段内存在“蒸发悖论”现象，潜在蒸散发和实际蒸散发都呈现逐渐减小趋势。

2. Cao G.L.(曹国亮), Han D.M.* (韩冬梅), Song X.F. (宋献方), 2013. Evaluating actual evapotranspiration and impacts of groundwater storage change in the North China Plain. Hydrological Processes. DOI:10.1002/HYP.9732
3. Yuan R.Q.（袁瑞强）, Song X.F.（宋献方）, Han D.M.（韩冬梅）, Zhang L.（张亮）, Wang S.Q.（王仕琴）, 2013. Upward recharge through groundwater depression cone in piedmont plain of North China Plain. Journal of Hydrology. 500:1-11.

三、城市未衬砌垃圾填埋场对地下水有机、无机污染的研究

    对没有防护处理的城市垃圾填埋场的地下水污染调查目的是更好的了解垃圾渗滤液渗漏对地下水质的影响。此次研究调查了周口垃圾填埋场附近的浅层含水层沉积物和地下水中的有机污染物和无极污染分布状况。水样中不同程度地检测到了氯代烃、有机氯杀虫剂及其他农药和多环芳烃。在所检测到的11种多环芳烃中，菲、芴、荧蒽在大多数地下水中占主导地位。垃圾填埋场附近的地下水中PAHs的浓度从低于检测限到2.19 ug/L。结果表明垃圾填埋坑底部沉积物中的PAHs含量比较低，而浅层地下水（18-30 m深）已经受到了重污染，尤其是在雨季期间。形成东西长3 km南北长2 km的椭圆形污染晕分布，主要出现在地下水位埋深2-4m的地区。地下水位的波动也对浅层含水层中有机污染物的分布起着重要作用，而石油和燃烧污染的混合是垃圾填埋场附近地下水中PAHs的来源。稳定同位素组成显示了一定的高程补给效应和在水到达饱水带之前发生的不同程度的蒸发过程。这一地区没有发现明显的重金属污染。Cl， NH4， Fe和Mn的浓度可以作为垃圾渗滤液渗透引起的地下水无机污染的主要指标。浅层地下水在夏季主要受到灌溉回流的影响。我们利用MODFLOW和MT3DMS建立了一个二维对流－扩散运移模型来反演污染物运移的控制因素。在稳定流和非稳定流模型中氯离子的运移模拟表明，在垃圾填埋场形成的过去13年中，污染晕仍然保留在上层含水层中。氯离子污染晕的运移距离模拟结果和所观测到的氯离子浓度在上层含水层中的分布对比表明，对于含水层的盐分变化可能存在其他可能的局部贡献。季节性的水位变化的非稳定流模型模拟结果表明垂向水力梯度和流量变化可能对垃圾填埋场底部污染物的运移有很大影响。总之，周口垃圾填埋场附近浅层含水层（30m深度范围内）中地下水是不适宜饮用，我们也提出相应的污染控制措施期望改善和提高这一地区的地下水质。

4. Han D.M.,（韩冬梅） Tong X.X.*, Jin M.G., Hepburn E., Tong C.S., Song X.F.（宋献方）, 2013. Evaluation of organic contamination in urban groundwater surrounding a municipal landfill, Zhoukou, China. Environ Monit Assess. 185:3413-3444.
5. Han D.M.（韩冬梅）, Tong X.X., Currell M., Cao G.L., Jin M.G., Tong C.S., 2013. Evaluation of the impact of an uncontrolled landfill on surrounding groundwater quality, Zhoukou, China. Journal of Geochemical Exploration. DOI:10.1016/j.gexplo.2013.09.008.

附件:

1. JH2013_HAN et al.pdf
2. HP2013_NCP.pdf
3. JH2013_Yuan et al.pdf
4. EMA2013_HAN et al.pdf
5. JGE2013_HAN et al.pdf