第一章 绪论 1
第一节 华北平原地下水环境演化研究的立题思考 1
一、为资源与环境可持续发展研究的需要 1
二、探讨地下水在全球变化研究中的贡献 2
三、研究人类活动影响下的地下水环境演化 2
四、为大陆水圈演化及其资源、环境研究打基础 3
第二节 华北平原地下水环境研究的内容 4
一、研究的观点 4
二、研究的内容 5
第三节 华北平原第四系地下水的形成与分布 6
一、第四系地下水形成的区域背景 6
二、华北平原第四系地下水的形成与分布 6
三、地下水资源量分布及其开发的基本特征 8
四、地下水的循环与转化特点及其对水资源环境的影响 9
第四节 华北平原地下水资源开发利用现状 11
第二章 第四系孔隙地下水循环系统 14
第一节 地下水循环系统的空间展布 14
第二节 地下水运动的整体属性及其分异 15
第三节 人类活动影响下地下水动力场的变异 18
一、区域地下水位及流场的变化 18
二、地下水位降落漏斗的发生发育 19
三、深层地下水开采的环境阈值 25
第四节 地下水动力环境演化的影响因素分析 27
一、含水层产水能力对地下水动力环境演化的控制 27
二、降水量及开采量对地下水动力环境演化的影响 28
三、人类活动对地下水环境的影响 29
第三章 地下水动力场的时空演化 35
第一节 第四系地下水循环系统 35
一、浅部地下水循环系统 35
二、深部地下水循环系统 35
一、浅部地下水循环系统动力场时空演化 36
第二节 地下水动力场的时空演化 36
二、深部地下水循环系统动力场时空演化 40
三、区域地下水位降落漏斗的形成和演化 44
第三节 开采条件下区域水动力场的变异 47
一、浅部地下水循环系统流场的变化 47
二、深部地下水循环系统流场的变异 47
第四节 影响地下水动力环境演化的因素分析 48
一、地下水系统内部因素对地下水动力环境演化的控制 48
二、地下水系统外部因素对地下水动力环境演化的影响 57
第四章 第四纪以来地下水地球化学环境演化的过程和规律 61
第一节 地下水地球化学环境概貌及水质演化特点 61
一、地下水地球化学系统 61
二、水质的时空演化特点 63
第二节 第四纪以来地下水地球化学环境的再塑 67
一、第四纪以来地下水地球化学环境 67
二、地下水水质演化阶段 70
三、咸水形成的几个问题讨论 75
第三节 人类活动与地下水水质演化 77
一、地下水水质演化时期 78
二、人类活动影响下地下水地球化学环境的演化 80
第四节 地下水地球化学演化模拟 88
一、天然条件下浅层水地球化学演化模拟 89
二、开采条件下深层水地球化学演化模拟 94
第五节 地下水水质演化预测 99
一、概率统计模型水质预测 99
二、均质自回归模型水质预测 101
第五章 地下水地球化学环境的演化及其模拟 103
第一节 地下水地球化学系统的形成 103
一、浅部地下水地球化学系统 103
二、深部地下水地球化学系统 104
第二节 地下水地球化学环境的时空演化 108
一、区域地下水地球化学环境面临的主要问题 108
二、城市地区地下水地球化学环境的演化 120
第三节 地下水环境演化的地球化学模拟 126
一、山前平原区水文地球化学演化路径的模拟 127
二、中部平原区水平方向咸淡水混合模拟 133
第四节 开采条件下咸水下移及其溶质运移模拟 134
一、咸水下移及其影响因素探讨 134
二、咸水下移的溶质运移模拟 140
第五节 越流含水层系统的地下水溶质运移模拟 143
第六章 高氟地下水氟元素地球化学研究 149
第一节 浅层地下水系统氟的地球化学模拟 149
一、典型研究区的自然背景条件及研究意义 149
二、浅层地下水中氟及其化学组分存在形式的定量研究 150
三、浅层地下水氟的质量平衡反应模型及其化学演变 157
第二节 深层高氟地下水氟的吸附研究及其吸附动力学模拟 163
一、氟吸附动力学研究 164
二、氟的等温吸附与吸附容量研究 168
三、土壤吸附能力影响因素分析 173
第三节 高氟地下水灌溉区水-土-植物系统氟的迁移转化 178
一、氟的存在形态 178
二、各形态氟含量的确定 178
三、交换性氟的测定方法研究 179
四、氟迁移转化的形态特征分析 181
五、氟迁移转化的动态特征分析 184
六、氟向植物体的迁移 186
七、深层高氟地下水灌溉区水-土-植物系统氟迁移转化规律 187
八、水-土-植物系统氟迁移转化的环境效应分析 188
第七章 海水入侵、咸水入侵含水层中地下水环境演化及其数值模拟 191
第一节 海水入侵、咸水入侵含水层的基本特征 191
一、区域地质背景 191
二、海水入侵含水层的特点 192
三、海水入侵过程中水动力和水化学现象与水-岩间阳离子交换 195
四、咸淡水界面类型及其发生发育规律 199
一、潜水含水层的海水入侵三维数学模型 205
第二节 海水入侵含水层的数值模拟 205
二、海水入侵含水层中交换阳离子运移行为数值模拟 211
第三节 卤水/咸水入侵含水层的数值模拟 220
一、卤水/咸水入侵含水层特点 220
二、卤水/咸水入侵的水文地球化学特征 225
三、卤水/咸水入侵含水层的数值模拟 229
第四节 结语 230
第一节 研究方法概述 232
第八章 华北平原第四系地下水形成演化过程中的年代学及全球变化信息的提取 232
一、地下水年龄、测定方法及存在问题 233
二、最常用的环境同位素测年方法 234
第二节 华北平原第四系地下水形成演化过程分析 237
一、华北平原第四系地下水系统结构特征 237
二、地下水氚含量与地下水的年龄分布特征 237
三、地下水14C 和18O 含量及年龄分布 238
第三节 几点认识 241
一、地下水环境的自然演化阶段 243
第九章 人类活动影响下地下水环境演化的发展趋势 243
第一节 华北平原地下水环境演化过程和特点 243
二、地下水环境的人为因素干扰阶段 244
第二节 地下水资源的未来趋势预测 245
一、地下水资源趋势预测模型 245
二、地下水资源趋势预测 248
第三节 地下水开发利用模式讨论——以石家庄地区为例 251
一、概况 251
二、水资源系统分析 252
三、地下水系统管理模型 258
第四节 土地盐碱化及城镇扩展趋势——遥感地理信息动态监测 260
一、遥感信息提取和动态监测方法 260
二、近20年来华北平原土地盐碱化及城镇占地趋势 262
结论 265
英文摘要 268
参考文献 273