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SF6 56
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
2.3.1 CFCs示踪和测年方法 61
2.3.2 3H测年方法 71
2.3.3 14C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