發(fā)布時間：2024-01-10 14:54:32
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的地下水的優(yōu)勢樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】 民族地區(qū);稅收優(yōu)惠政策;區(qū)域經(jīng)濟;民族區(qū)域自治;調(diào)整方向
一、民族地區(qū)現(xiàn)行的稅收優(yōu)惠政策及其執(zhí)行效果
1.民族地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀。改革開放、特別是建立社會主義市場經(jīng)濟體制以來,民族地區(qū)經(jīng)濟得到較快發(fā)展。民族自治地方國內(nèi)生產(chǎn)總值、糧食產(chǎn)量、棉花產(chǎn)量、原油產(chǎn)量以及發(fā)電量都有大幅度提高,民族地區(qū)經(jīng)濟已經(jīng)成為我國經(jīng)濟不可缺少的重要組成部分。同時應(yīng)看到,民族地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的同時,與東部沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的差距越來越大,我國區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不平衡情況越來越突出。無論是人均GDP,還是民族地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展總量在全國經(jīng)濟總量中所占比重都不斷下降。
2.民族地區(qū)現(xiàn)行的稅收優(yōu)惠政策。(1)所得稅方面:一是對設(shè)在西部地區(qū)國家鼓勵類產(chǎn)業(yè)的內(nèi)資企業(yè)和外商投資企業(yè),在2001年～2010年期間,減按15%的稅率征收企業(yè)所得稅。二是經(jīng)省級人民政府批準,民族自治地方的內(nèi)資企業(yè)可以定期減征或免征企業(yè)所得稅,外商投資企業(yè)可以減征或免征地方所得稅,中央企業(yè)所得稅減免的審批權(quán)限和程序按現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。三是對在西部地區(qū)新辦交通、電力、水利、郵政、廣播電視企業(yè),上述項目業(yè)務(wù)收入占企業(yè)總收入70%以上,可以享受企業(yè)所得稅優(yōu)惠政策。(2)農(nóng)業(yè)特產(chǎn)稅方面:對為保護生態(tài)環(huán)境,退耕還林(生態(tài)林應(yīng)80%以上)、草產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)特產(chǎn)收入,自收得收入年份起10年內(nèi)免征農(nóng)業(yè)特產(chǎn)稅。(3)耕地占用稅方面。對西部地區(qū)公路國道、省道建設(shè)用地,比照鐵路、民航建設(shè)用地免征耕地點用稅。享受免征耕地占用稅的建設(shè)用地具體范圍限于公路線路、公路線路兩側(cè)邊溝所占用的耕地,公路沿線的堆貨場、養(yǎng)路道班、檢查站、工程隊、洗車場等所占用的耕地不在免稅之列。
二、民族地區(qū)現(xiàn)行稅收優(yōu)惠政策存在的問題
1.稅收優(yōu)惠政策的稅收優(yōu)勢不優(yōu)。從國家已出臺的西部優(yōu)惠稅收政策看,基本上只是過去對東部沿海地區(qū)優(yōu)惠政策的重復,不足以構(gòu)成像當年東部地區(qū)那樣的稅收優(yōu)勢。
2.稅收優(yōu)惠政策的嚴肅性不夠。我國民族地區(qū)稅收優(yōu)惠政策大多通過零散的法規(guī)規(guī)章公布,且只是規(guī)定了一些原則,優(yōu)惠層次多、劃分復雜,造成優(yōu)惠政策政出多門、權(quán)大于法,任意“優(yōu)惠”等現(xiàn)象屢有發(fā)生。
3.稅收優(yōu)惠政策的激勵作用不強。我國在稅收優(yōu)惠的操作上基本采用降低稅率、定期減免、再投資退稅等直接稅收優(yōu)惠措施,這種形式的特點是政策的透明度高,征、納雙方易于操作。
4.稅收優(yōu)惠政策的產(chǎn)業(yè)導向性不明。在我國的西部大開發(fā)實踐中,由于過分偏愛區(qū)域稅收優(yōu)惠而忽略了產(chǎn)業(yè)稅收優(yōu)惠,在某種程度上給我國民族地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展環(huán)境和秩序帶來了一系列問題,所產(chǎn)生的負效應(yīng)也是不言而喻。稅收優(yōu)惠政策往往鼓勵內(nèi)外資向建設(shè)周期短、利潤高、風險低的傳統(tǒng)工業(yè)和加工工業(yè)投資,必然會造成短期投資增多,投機行為擴大,不利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,加劇了經(jīng)濟的無序競爭和政府收入的流失,降低了稅收對資源配置的調(diào)節(jié)作用,使制約民族地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”現(xiàn)象始終難以緩解。
三、完善我國民族地區(qū)稅收優(yōu)惠及建議
1.事權(quán)與財權(quán)、稅權(quán)應(yīng)該基本統(tǒng)一。建立民族地區(qū)稅收體系,首要劃分事權(quán),然后合理劃分中央與民族地區(qū)政府的收入范圍和稅收管理權(quán)限。按照目前事權(quán)的劃分,解決地方政府機關(guān)的正常運轉(zhuǎn)問題的事權(quán)責任,是各級政府的財政支出范圍。民族地區(qū)財政困難,特別是“吃飯難”、發(fā)工資難和政府機關(guān)正常運轉(zhuǎn)經(jīng)費不能保證,已經(jīng)在一定程度上影響了政府機關(guān)職能的發(fā)揮,處理不當,將會引發(fā)一些社會矛盾。
2.建立完善民族自治地方在資源開發(fā)、輸出過程中的稅收利益補償機制,保障民族自治地方的資源轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的地方財政優(yōu)勢。民族自治地方未能在資源開發(fā)中得到相應(yīng)的財稅利益,卻要為其自身工業(yè)化、城鎮(zhèn)化承擔額外的資源開發(fā)成本,甚至是資源開發(fā)越多,財政越貧困的怪圈。應(yīng)建立資源跨區(qū)域開發(fā)中政府間稅收管轄協(xié)調(diào)機制,使資源地從資源跨區(qū)域開發(fā)中得到財稅利益。
關(guān)鍵詞：地下水開采；過量開采；環(huán)境地質(zhì)；問題；分析
中圖分類號：P642 文獻標識碼：A
目前哈爾濱市因為過量開采地下水資源所導致的環(huán)境地質(zhì)問題較為突出的有地下水降落漏斗以及地面沉降、部分河水干枯等，并且這些問題隨著時間的推移由越來越嚴重的趨勢，已經(jīng)對哈爾濱市的用水以及環(huán)境地質(zhì)保護產(chǎn)生影響，為了加強人們對地下水的保護意識，下面就對過量水資源開發(fā)對環(huán)境地質(zhì)方面產(chǎn)生的影響進行詳細分析。
1.地下水位下降導致用水量衰減
從黑龍江環(huán)境水文地質(zhì)總站所提供的檢測資料可以看出，在1970年時哈爾濱地下水的開采量還較少，雖然也造成了一定程度的水位下降，但依然能夠保持地下水的采補平衡，從1971年開始，社會發(fā)展速度加快，水資源供給不足，于是加大了地下水資源的開采量，出現(xiàn)了采量遠大于補量的現(xiàn)象，導致哈爾濱市的地下水位大幅度持續(xù)下降。1980年至今，哈爾濱市出現(xiàn)了各種新型產(chǎn)業(yè)，以重型機械廠、松江罐頭廠、道理煤氣公司、電焊條廠為主，提高了整體城市的水資源使用量，在20年之間地下水資源的開采率呈直線上升，并導致以上廠區(qū)位置中出現(xiàn)了小幅度的水位下降，形成小型下降漏斗。在這樣的持續(xù)情況下，2007年采水量達到了一個新高峰，水位也出現(xiàn)了較大幅度地下降，5個區(qū)域的小漏斗在隨著不斷擴大最終匯聚成一個大型水位下降漏斗，以重型機械廠為中心不斷擴大。與此同時，哈爾濱市平房地區(qū)以東安機械廠為中心也出現(xiàn)了小面積的漏斗。自2010年開始人們已經(jīng)感受到地下水過度開采造成的負面影響，所以逐漸減少開采量，整體地下水水位的下降速度有所減緩，到2016年10月，該地區(qū)漏斗中的水位累計下降了36.8m，并且因為地下水水位下降，導致當?shù)氐撵o水壓減小，含水層越來越薄，單井的用水量已經(jīng)由1980年的5000m3/d衰減至當前的2000m3/d。但因為地下水是必需品，無法徹底關(guān)閉地下水開采系y，所以漏斗問題持續(xù)發(fā)展，水位也成持續(xù)下降狀態(tài)。
2.江水入侵引起沿江一帶水質(zhì)變差
因為地下水的水位一直處于持續(xù)下降狀態(tài)，所以導致松花江的江水水位一直要高于地下水水位，引發(fā)江水倒灌補給地下水現(xiàn)象，而江水因為環(huán)繞著人們的生活區(qū)域，并大量雨水地下沒有地層的過濾，所以其中含有大量雜質(zhì)，地下水在長期的江水入侵影響下，水的質(zhì)量有了很大變化，經(jīng)過抽水試驗，可以看出水中的Cl以及懸浮物呈成倍增長趨勢，雖然地下水所處含水層對水資源有一定的凈化，但凈化的能力十分有限，長久的江水與地下水混合，勢必會降低地下水資源的整體水質(zhì)。
3.過量地下水開采導致河流斷流或干枯
哈爾濱市現(xiàn)有西河溝、信義溝、馬家溝以及運糧河四處河流，統(tǒng)稱“三溝一河”在七十年代初期時，這些河流附近存在幾個水源豐富、水質(zhì)清澈的泉眼，但隨著地下水的大量開采導致泉眼中的水量減少，起先位于上游的泉眼開始干枯，隨著地下水開采力度增大，有些地區(qū)的層間水小時，下游的泉眼也隨之干枯，從前“三溝一河”中的清水消失不見，直到目前已經(jīng)只能起到排污與泄洪的作用。
4.關(guān)于地下水開采過量的環(huán)境地質(zhì)對策
（1）分區(qū)控制開采地下水。根據(jù)地下水超采造成危害的程度的預測評估，并考慮地下水資源的恢復、補給能力，將地下水開采管理劃分為禁采區(qū)、限采區(qū)和控采區(qū)或不同的保護區(qū)，進行分區(qū)開采。深層地下水和淺層嚴重超采區(qū)實行禁采政策，如市區(qū)內(nèi)、長期農(nóng)業(yè)灌溉的嚴重超采區(qū)；淺層地下水一般超采區(qū)、已引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)和受污染地區(qū)，并具有一定的補給及恢復能力的地區(qū)實行限采政策；輕微超采區(qū)實行控制開采，實現(xiàn)采補平衡。并通過適當調(diào)整不同地區(qū)的水資源費來協(xié)助施行分區(qū)管理的政策。（2）合理配置，加強調(diào)控。超采區(qū)地表水與地下水進行聯(lián)合調(diào)度與合理配置，優(yōu)先利用地表水，嚴格限制開采地下水，充分利用其他水源，如：污水處理回用、攔蓄雨水等。（3）總量控制，計劃開采。加強超采區(qū)水資源的統(tǒng)一管理，以實現(xiàn)地下水采補平衡為目標，根據(jù)各地實際，實行超采區(qū)地下水年度取水總量控制和定額管理，采取綜合措施，實行計劃用水，強化節(jié)水意識。（4）加大節(jié)水力度。節(jié)水措施可以從三方面開展，一是農(nóng)業(yè)節(jié)水，大力發(fā)展廣泛使噴灌節(jié)水灌溉技術(shù)、滴灌技術(shù)等，并加強灌溉水渠的防滲技術(shù)運用，保證有限的水資源能夠得到充分利用。二是工業(yè)節(jié)水，對污染嚴重、高耗水的企業(yè)工廠進行管理，禁止發(fā)展過程中使用用水量大并過于落后的設(shè)備，要求企業(yè)內(nèi)部增強產(chǎn)出污水的處理力度，便于水資源的二次利用。三是生活節(jié)水，更新老化管網(wǎng)，更新舊的較為落后的用水器具，杜絕滴、冒、漏水現(xiàn)象。提倡一水多用，廢水儲存處理后再用。
結(jié)語
總而言之，造成哈爾濱市地下水超采造成的環(huán)境地質(zhì)問題是多方面的。對此，我們應(yīng)該從地下水超采區(qū)水資源條件和實際狀況出發(fā)，結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)建設(shè)需要，科學規(guī)劃地下水資源開發(fā)利用總體布局，明確不同階段地下水超采區(qū)控制和治理的目標和任務(wù)，提出具體治理實施方案，建立相應(yīng)的管理體制、法制和機制，采取合理的綜合保障措施。
參考文獻
關(guān)鍵詞：滄州地下水超采農(nóng)業(yè)灌溉發(fā)展高效節(jié)水途徑
中圖分類號：S607文獻標識碼： A
一、滄州概況
滄州市地處河北省東南部，東臨渤海，南界山東，北與廊坊、天津為鄰，西、西南與保定、衡水相接。位于北緯37°28′～38°57′、東經(jīng)115°42′～117°50′之間，南北長約165km，東西寬約187km，全市總面積14056km2，海岸線總長95.3km。
（1）地形地貌
滄州市全境均為平原區(qū)，是河北平原的一部分，南運河以西屬低平原區(qū)，以東屬濱海平原區(qū)。地形自西南向東北傾斜，地面坡降平緩，一般為1/8000~1/15000。宏觀全境，地勢低平；微觀各地，崗坡洼地，形態(tài)各異。西部地面高程一般在14.0m左右（黃海），最高達16.7m；東部多在2.0m左右；境內(nèi)河流溝渠縱橫交錯，呈網(wǎng)格狀分布。地貌基本分為崗、坡、洼、淀四大類。
（2）氣候與降水
滄州市屬溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，溫差較大。春季受蒙古大陸變性氣團影響，干燥多風，降雨稀少，蒸發(fā)強烈；夏季受太平洋副熱帶高壓控制，東南風把海洋上空的暖濕氣流送入內(nèi)陸，遇冷鋒極易形成暴雨；秋季多受高壓控制，天高氣爽，少雨干旱；冬季受西伯利亞氣流影響，盛行西北風，寒冷干燥。全市多年平均氣溫12.2℃，極端最低氣溫－25℃，極端最高氣溫43℃。本市光熱資源豐富，無霜期210天左右，多年平均日照2783小時，積溫4283~4416℃。降水量年內(nèi)分配不均，全市多年平均（1956~2009）降雨量為551.1mm，80%的降水量集中在6~9月份，地區(qū)分布上自西向東逐漸增大。年平均蒸發(fā)量1835.35mm，最大年蒸發(fā)量2254.1mm，最小年蒸發(fā)量1322.90mm。
（3）河流水系
滄州市地處九河下梢，境內(nèi)河流縱橫，行洪或排瀝河道均屬海河流域南系。有行洪河道10條，主要有子牙河、南運河、漳衛(wèi)新河、子牙新河和捷地減河等，上游客水流經(jīng)這些河流入境出境，行洪河道總長708.43km。有排瀝河道26條，主要有任河大渠、北排河、南排河、宣惠河等，總長度1555.08km，以蓄、排汛期自產(chǎn)徑流為主。幾大行洪河道來水均受中上游制約。隨著中上游攔蓄能力的提高，自70年代起，各河來水量逐年減少。
（4）土壤植被
滄州市土壤共分為褐土、潮土、沼澤土、鹽土、濱海鹽土、堿土和風沙土7個土類，隸屬于半淋溶土、半水成土、水成土、鹽堿土和初育土5個土綱。其中潮土比例最大，約占全市面積和94.9%，其他土類只有點片分布。按照《中國土壤分類系統(tǒng)（第二次土壤普查分類系統(tǒng)）》，滄州市土壤還可以細分為16個亞類、38個土屬、222個土種。滄州市幅員遼闊，自然資源非常豐富，植被以自然植被、農(nóng)業(yè)作物和林木為主。
（5）土地資源開發(fā)利用現(xiàn)狀
滄州土地面積14,037.68Km2，耕地面積1,085.72萬畝，牧草面積9.87萬畝，林地面積24.68萬畝。土地開發(fā)利用潛力很大。
二、水資源開發(fā)利用狀況
（1）水資源總量
根據(jù)《滄州市水資源調(diào)查與評價》（第二次）結(jié)果，滄州市水資源多年平均水資源總量為12.3330億m3，其中地表水資源量5.9614億m3，地下水資源量6.9239億m3，地表水與地下水重復計算量0.5523億m3。畝均耕地水資源量僅為113.59m3，屬極度缺水地區(qū)和自然生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱區(qū)。
（2）水資源可利用量
根據(jù)滄州市各縣（市、區(qū)）1956~2005年多年平均地表徑流量，計算出滄州市地表水可供水量為1.7884億m3（《滄州市水資源調(diào)查與評價》（第二次））。地下水資源可利用量為12.1854億m3，其中淡水可利用量5.1374億m3，微咸水可利用量4.128億m3，深層水限采量2.92億m3。水資源可利用總量13.9738億m3。
（4）水資源利用現(xiàn)狀
2010年滄州市用水總量為130849.22萬m3。其中農(nóng)業(yè)用水97211.91萬m3，占總用水量的74.3%；工業(yè)用水12808.9萬m3，占總用水量的9.8%；生活用水20828.41萬m3，占總用水量的15.9%。各縣（市、區(qū)）中用水量最大的為任丘市，達18250.05萬m3，用水量最小的為南大港管理區(qū)，只有221.5萬m3。
三、農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉概況
滄州市農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程類型主要有低壓管道輸水、噴灌、渠道防滲等。據(jù)統(tǒng)計，2010年末，滄州市農(nóng)業(yè)灌溉面積總計為878.87畝，其中節(jié)水灌溉面積559.80萬畝，占灌溉總面積的63.70％。在節(jié)水灌溉面積中，管灌灌溉面積447.14萬畝，占節(jié)水灌溉面積的79.87%；噴灌灌溉面積42.32萬畝，占節(jié)水灌溉面積的7.56%；渠道防滲灌溉面積22.76萬畝，占4.06%；其它節(jié)水灌溉面積47.55萬畝，占8.49%。
通過對現(xiàn)有的節(jié)水灌溉工程調(diào)查，由于各類節(jié)水灌溉工程建成使用年限不同，建設(shè)標準不同，并且因受當時技術(shù)條件、材料條件的限制，所建工程材料標準偏低，管采用量偏低，致使部分工程達不到節(jié)水灌溉標準，或超過設(shè)計使用年限而失去使用功能，實際真正發(fā)揮作用的節(jié)水灌溉工程不足節(jié)水灌溉面積的30%。
四、高效節(jié)水灌溉發(fā)展成效
2010年以來，滄州市依托小農(nóng)水重點縣、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)縣和小農(nóng)水專項項目，大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，共完成高效節(jié)水灌溉面積175.3萬畝，其中高標準管灌173.09萬畝，噴灌0.98萬畝，滴管1.23萬畝。打造了獻縣西城半移動式噴灌示范區(qū)、陌南、西城等鄉(xiāng)鎮(zhèn)大棚蔬菜滴灌示范區(qū)；吳橋曹洼鄉(xiāng)前李村大型噴灌示范區(qū)、鐵城鎮(zhèn)倉上村果木花卉滴管示范區(qū)；肅寧綠水灣和誠譽蔬菜合作社滴灌示范區(qū)；東光縣于村鄉(xiāng)固定式噴灌示范區(qū)等。通過示范區(qū)建設(shè)，提高了水務(wù)部門和周邊群眾對高效節(jié)水灌溉的認識，應(yīng)運而生一批大型的農(nóng)業(yè)合作社，如滄縣博興農(nóng)業(yè)合作社、肅寧綠水灣蔬菜合作社、東光于村鄉(xiāng)楊浦村農(nóng)民專業(yè)合作社、獻縣陌南鄉(xiāng)葡萄專業(yè)合作社、獻縣西城鄉(xiāng)香瓜專業(yè)合作社。同時促進了各地土地流轉(zhuǎn)和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，各縣土地流轉(zhuǎn)正在如火如荼開展，如吳橋全縣土地流轉(zhuǎn)面積達10萬畝以上。所有這些為滄州大規(guī)模推廣以管灌為主、噴灌、滴管為輔的高效節(jié)水灌溉打下了堅實的基礎(chǔ)，使高效節(jié)水灌溉真正達到節(jié)水增效，夯實了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)，改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件。
2013年滄州依托小農(nóng)水重點縣、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項目，爭取省級以上補助資金2.23億元，發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積20萬畝。
高效節(jié)水灌溉的實施，使項目區(qū)的灌溉水利用系數(shù)從現(xiàn)狀的0.63提高到0.73以上，提高了水資源的有效利用率，緩解由于地下水超采引發(fā)的一系列生態(tài)環(huán)境問題，改善了生態(tài)環(huán)境。高效節(jié)水灌溉的實施，促進了農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)民增產(chǎn)，農(nóng)業(yè)增收，是滄州實現(xiàn)壓采地下水的有效途徑。
五、發(fā)展目標
[ 關(guān)鍵詞]石油開發(fā)區(qū);環(huán)境影響評價;淺層水; 主要供水目的層;包氣帶
中圖分類號：F470文獻標識碼： A
隨著能源需求的迅速增加 , 石油的勘探開發(fā)快速增漲 , 石油開發(fā)可能對地下水環(huán)境產(chǎn)生一定影響 , 由此引發(fā)的地下水環(huán)境保護和在石油開發(fā)過程中對其影響的研究, 已越來越需要 , 越來越迫切 。本文擬就石油開發(fā)區(qū)地下水環(huán)境影響評價中的一些問題做粗淺的討論。
1石油開發(fā)區(qū)地下水環(huán)境影響評價水文地質(zhì)工作的基本方向
1 . 1水文地質(zhì)工作的基本方向
石油開發(fā)區(qū)的地下水主要污染源為開發(fā)施工期的廢水 ( 鉆井廢水 、 井下作業(yè)廢水)和固體廢物 ( 落地油、 鉆井泥漿) 。生產(chǎn)運營期采油過程中產(chǎn)生的含油污水和修井產(chǎn)生落地油。此外 , 在事故狀態(tài)下產(chǎn)生的廢水和固體廢物 , 如采油井、注水井套外返水 、 返油, 管道泄漏產(chǎn)生的落地油等。正常情況下, 廢水集中處理合格后回注地下, 不外排, 廢棄泥漿經(jīng)處理后無毒, 巖屑用于平整場地, 落地油回收, 對地下水環(huán)境影響很小。但在事故狀態(tài)下, 對地下水構(gòu)成潛在的威協(xié)。
在石油勘探開發(fā)中, 鉆井過程中造成的污染一般發(fā)生在地表和近地表 , 主要是淺層水和包氣帶, 但對地下深部含水層也可能會產(chǎn)生污染 。在采油和原油運輸過程中也可能發(fā)生污染 。一般發(fā)生在地表 。但如果成井質(zhì)量不好, 采油井或注水井發(fā)生套外返水 、 返油, 含油污水在水頭差的作用下由含油層上竄可能直接進入含水層污染深部承壓水, 套外返出水也可通過包氣帶向下垂直滲透污染表層潛水, 污染除發(fā)生在近地表的潛水含水層 , 還會污染深部承壓水含水層 。因此, 可根據(jù)工程論證研究, 首先確定與石油開發(fā)有關(guān)的地下水主要污染源及污染形式, 根據(jù)工程開發(fā)特點和污染源確定水文地質(zhì)工作研究的主要方向 。
在查清區(qū)域水文地質(zhì)條件下, 其水文地質(zhì)工作研究的主要方向是易受污染的淺層水 、 主要供水目的層和包氣帶。因為包氣帶巖性和水理性質(zhì)直接控制著地下水環(huán)境遭受污染的可能性和污染程度 。
對于含水層, 如果污染地下水環(huán)境的主要污染源是鉆井過程中產(chǎn)生的鉆井廢水 、 鉆井泥漿,落地油以及采油過程中產(chǎn)生的落地油, 其水文地質(zhì)工作研究的主要方向是易受污染的淺層水和包氣帶 。如果是套外返水污染地下水 , 直接進入含水層 , 則視返水點處的地質(zhì)及水文地質(zhì)環(huán)境而定, 原則上應(yīng)以查清返水點處的地質(zhì)環(huán)境和水文地質(zhì)環(huán)境為度 。因此 , 工作重點除查清包氣帶和含水層外 , 還要查清返水點的透水層和隔水層。
對于包氣帶, 當鉆井廢水 、 鉆井泥漿及落地油撒落在地表 , 或通過泥漿池 ( 防滲層破損)滲漏, 污染物通過包氣帶向下滲透, 可能會污染淺層潛水, 因此, 應(yīng)重點查清包氣帶的巖性、 厚度、 滲透性和隔污性能, 及潛水含水層 。
1 . 2地下水調(diào)查評價范圍確定
根據(jù)地下水環(huán)境影響評價工作要求 , 結(jié)合工程特點和水文地質(zhì)條件, 平面上要考慮石油開發(fā)可能影響的范圍 , 可以是完整的水文地質(zhì)單元或水文地質(zhì)單元的一部分。垂向上, 由于石油開采深度較大 , 評價深度難以確定 , 應(yīng)包括整個含水系統(tǒng) 。根據(jù)多年工作體會 , 一般情況下不應(yīng)超過表套深度 , 重點為有工農(nóng)業(yè)供水意義的含水層和表層易受污染的淺層水。
2地下水環(huán)境調(diào)查中的問題
2 . 1點面結(jié)合 , 重點突出
在調(diào)查評價區(qū)水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上, 水文地質(zhì)調(diào)點區(qū)域包括鉆井井場 ( 鉆井、 泥漿池) 、 采油井場 ( 采油井 、 注水井 、 套外返水井等) 、 聯(lián)合站, 輸油管道沿線 , 運輸?shù)缆费鼐€等。重點調(diào)查研究地段精度應(yīng)提高 ( 比例尺為 1/10000 或 1/5 000) , 調(diào)查點應(yīng)多些, 加大密度 。其研究程度應(yīng)達到查清地下水主要污染源及主要污染物 。地下水污染程度、 污染方式和途徑。查清包氣帶的隔污性能應(yīng)是水文地質(zhì)調(diào)查工作的重點。在非重點區(qū) , 只作控制性調(diào)查 。
2 . 2 充分收集前人資料, 適當補充水文地質(zhì)工作
采油區(qū)一般水文地質(zhì)研究程度較高 , 有一定精度的地質(zhì)水文地質(zhì)調(diào)查工作 。可以充分收集前人資料, 適當補充水文地質(zhì)工作。包括地面調(diào)查和水文地質(zhì)試驗 。但一般對包氣帶研究十分有限, 而落地油、 廢棄泥漿和含油污水等污染源對地下水的污染首先進入包氣帶 , 通過垂直下滲污染土壤, 再進入含水層污染地下水 。應(yīng)重點查清包氣帶的巖性、 厚度 、 滲透性和隔污性能等 。
2 . 2 . 1包氣帶調(diào)查研究中應(yīng)注意的問題
包氣帶研究精度一般應(yīng)不低于水文地質(zhì)調(diào)查精度 。選擇有代表性的土層, 進行分層研究 。應(yīng)查明包氣帶的巖性, 厚度 , 及水理性質(zhì) , 如滲透性、 孔隙度、 吸附性能和隔污性能等。在透水性質(zhì)研究時 , 可采用室內(nèi)和室外實驗 。室內(nèi)實驗可采集原狀土測試孔隙度和滲透性, 及作淋滲試驗確定包氣帶的吸附性能等 。室外實驗多采用試坑滲水試驗 。滲水試驗是確定包氣帶的透水性的重要方法。應(yīng)布置在代表性的典型地段。如采油井場、 泥漿池; 輸油管道沿線。和透水性較好 、 地下水易受污染的地段 , 及不同巖層的接觸部位等。
2 . 2 . 2地下水環(huán)境調(diào)查研究中應(yīng)注意的問題
石油開發(fā)區(qū)石油對地下水的污染, 大多以表層潛水含水層為主, 在水文地質(zhì)調(diào)查時 , 易受污染的淺層水和主要供水目的層應(yīng)作為主要對象。而深層承壓水埋藏較深, 影響相對較少 。但由于人為打井和地下水混合開采, 不同程度溝通了上下含水層的水力聯(lián)系 , 使深層地下水存在著污染的可能性 , 因此, 視工作區(qū)具體情況而定。
要查明工作區(qū)水文地質(zhì)條件, 必要時可通過勘探 、 試驗確定水文地質(zhì)參數(shù)和地下水彌散度。以及污染物在含水層污染運移情況 。如抽水試驗、 彌散試驗 、 浸溶試驗等。在研究地下水污染狀況時 , 首先應(yīng)確定污染物進入地下水的途徑和方式等 。地表及淺層以垂直滲透為主, 通過包氣帶下滲污染 ; 地下深部以水平運移對流擴散污染為主。應(yīng)確定污染物運移方式 、 運移速度和影響范圍。通過調(diào)查與監(jiān)測評價, 查清地下水質(zhì)量現(xiàn)狀 , 污染狀況、 污染范圍及程度。污染物在地下水中濃度變化 , 以及原因, 和影響因素等。根據(jù)濃度變化推討含水層的自凈能力和環(huán)境容量 。并且建立地下水動態(tài)監(jiān)測機制 , 每年豐 、 枯水期各一次 。
除了研究可能被污染的含水層和地下水之外, 還應(yīng)研究與之相鄰的地質(zhì)體和地質(zhì)環(huán)境受影響的可能性、 影響程度以及污染途徑。
3地下水環(huán)境影響預測中的問題
根據(jù)油田開發(fā)特點和水文地質(zhì)條件 , 可采用類比法、 模型法和數(shù)值模擬等方法 , 對油田開發(fā)工程可能對地下水產(chǎn)生的影響進行預測與評價,重點分析事故狀態(tài)下地下水環(huán)境影響。
3 . 1類比法
對于油田區(qū)內(nèi)新建項目, 可采用類比法 , 選擇開發(fā)工藝相同, 水文地質(zhì)條件相同和相似的區(qū)塊進行類比調(diào)查。查清其污染源的性質(zhì)、 強度、主要污染物排放量及濃度 、 污染途徑。查清水文地質(zhì)條件 , 地下水污染程度及范圍 。定性分析油田開發(fā)對地下水環(huán)境的影響。該方法簡單, 具有可比性。
3 . 2模型法
1)瞬時排放預測模型
C=C0 ·eat
式中 : C 為地下水中污染物預測濃度 ( mg/L) ;α 為污染物在含水層中的衰減系數(shù) ( 1/ T) ;C0 為地下水污染物源強濃度 ( mg/ L) ;t 為預測時段( d) 。
主要用于污染物瞬時排放的預測, 如鉆井過程中污染物瞬時排放可采用此模型 。
2)一維對流—彌散溶質(zhì)運移數(shù)學模型對于均質(zhì)一維, 縱向彌散為主 , 地下水流速均勻且穩(wěn)定, 無源/匯項 , 可采用該模型:
利用 Laplace 變換 , 可求得上述模型的解析
解:
式中 : C ( x , t)為預測點地下水中污染物濃度( mg/1) ;C0 為地下水污染物源強濃度 ( mg/L) ; U 為地下水實際滲流速度 ( m/d) ;D 為水動力彌散系數(shù) ( m2/d) ;x 為預測點到源強距離( m) 。
事故狀態(tài)下連續(xù)排放的含油污水 ( 如套外返水)污染地下水 , 可采用該模型預測。
3)地下水數(shù)值模擬
① 水流數(shù)學模型
對于非均質(zhì) 、 各向同性、 空間三維結(jié)構(gòu) 、 非穩(wěn)定地下水流, 可采用三維水流數(shù)學模型:
式中 :Ψ為滲流區(qū)域 ;h 為含 水層水位標高( m) ;K 為滲透系數(shù) ( m/d) ;K n—邊界面法向方向的滲透系數(shù) ( m/d) ;S 為含水層儲水系數(shù);μ 為潛水含水層給水度 ;ε 為含水層的源匯項( 1/d) ;p 為潛水面的蒸發(fā)和降水等 ( 1/d) ;h0為含水層初始水位 ( m) ;Γ0 為滲流區(qū)域上邊界, 即地下水自由表面;Γ1 為滲流區(qū)域水位邊界;Γ2 為滲流區(qū)域流量邊界;Γ3 為混合邊界;n為邊界面法線方向;q ( x , y , z , t)為定義為二類邊界的單寬流量 ( m3/ d . m) , 流入為正,流出為負 , 隔水邊界為 0。
② 溶質(zhì)運移數(shù)學模型
包括對流、 彌散和化學作用的溶質(zhì)運移方程, 其形式如下:
其中 CR 是化學作用項 , 可以是 : ( 存在離子交替吸附時)
( 存在化學反應(yīng)時)
式中 : αijmn為含水層的彌散度 ; Vm , Vn 為分別為m 和 n 方向上的速度分量 ; ∣ v ∣為速度模;C 為模擬污染質(zhì)的濃度 ; n 為有效孔隙度; C ˊ為模擬污染質(zhì)的源匯濃度;W 為源匯單位面積上的通量 ;Vi 為滲流速度;ρb 為介質(zhì)密度 ;C為固體介質(zhì)吸附的污染質(zhì)濃度 ;Rk 為污染質(zhì)增加或減少速率 。
一般受資料限制 , 污染物反應(yīng)參數(shù)無法確定, 不考慮污染物在含水層的吸附 、 揮發(fā)、 生物化學反應(yīng) , 只考慮運移過程中的對流 、 彌散作用。
聯(lián)合求解水流方程和溶質(zhì)運移方程就可得到污染質(zhì)的運移結(jié)果。模擬軟件可采用目前國際上最先進的美國環(huán)境保護局開發(fā)的 GMS6. 0, 在模擬區(qū)單元網(wǎng)格剖分時對污染源位置應(yīng)進行加密剖分。在溶質(zhì)運移模擬前 , 必須先模擬地下水流場。
參考文獻:
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這些變化表明，印度需要一個新的法律框架來規(guī)范地下水的使用和保護。這事至關(guān)重要，因為目前印度的地下水使用是零碎的，管理方式也是簡單和粗暴的。印度地下水監(jiān)管失控是造成地下水過度開采的重要原因。
印度現(xiàn)行的地下水相關(guān)法律備受詬病。一個主要的原因在于英國殖民時期留下的影響，殖民者給予土地所有者幾乎絕對的地下水使用權(quán)，這造成地下水使用方面嚴重的不公平問題，因為該規(guī)定剝奪了沒有土地的人使用地下水的權(quán)利。其他問題還包括缺少節(jié)約和保護措施，民眾缺乏對地下水和水循環(huán)的認識，缺乏基于含水層的監(jiān)管等。
為了解決這些問題，自1970年以來，印度聯(lián)邦政府一直在試圖推動各州出臺新版地下水法案，最近的地下水法案頒布于2016年。但是，聯(lián)邦政府只能鼓勵州政府進行地下水管理改革，因為印度憲法賦予各州政府有權(quán)根據(jù)自己的情況管理地下水。
印度現(xiàn)有的地下水監(jiān)管框架存在諸多弊端，既不能確保地下水的公平使用，也不能確保地下水的可持續(xù)開采。因此，地下水監(jiān)管法規(guī)亟待完善，需要制定一整套全新的制度、方法和原則。這里主要討論印度在地下水公平利用和可持續(xù)開發(fā)方面的問題。
廢除地下水與土地的依附關(guān)系
從印度的法律角度來看，地下水被視為土地的一部分。因此，土地擁有者具有完全的地下水開采使用權(quán)。這項規(guī)定源于19世紀的英國，當時印度是英國的殖民地，其地下水開采管理模式沿用英國的慣例。這種規(guī)定已經(jīng)不適應(yīng)印度目前的情況，新的法律體系需要解決這個問題。地下水的使用權(quán)依附于土地的規(guī)定，是基于當時印度具有豐沛的水資源，地下水并不是淡水利用主要來源的情形。因此，當時印度法律關(guān)于地下水的規(guī)定并沒有造成嚴重的問題。
除此以外，印度還有兩個新變化說明這項法律規(guī)定是站不住腳的。首先，印度目前絕大多數(shù)飲用水來自于地下水，地下水的水質(zhì)惡化將會影響公民基本人權(quán)的實現(xiàn)，這是印度憲法賦予公民基本生命權(quán)的一部分。其次，《公共信托原則》是印度管理水資源的主要依據(jù)。現(xiàn)有的基于土地的地下水管理制度與其直接沖突，因為《公共信托原則》允許每個自然人直接獲得自然資源。
基于含水層的監(jiān)管和保護
印度當前的法律制度，主要不完善的地方是缺乏將含水層作為監(jiān)管的基本單位?；诤畬拥谋O(jiān)管系統(tǒng)將具有引入水文單元治理的優(yōu)勢（例如，以河流流域為單元的監(jiān)管體系），水文單元的治理，將考慮含水層及其補給區(qū)之間的水量交換，將會以整體的理念考慮含水層的保護，這將會把地下水視為水循環(huán)的一部分。
不幸的是，印度現(xiàn)有的法律制度仍然是由區(qū)域行政邊界決定的，管控地下水主要是通過是否允許安裝地下水抽取設(shè)施來進行，例如安裝抽水水井或者管道水井。因此，現(xiàn)有的法律制度似乎只把地下水作為一個水桶來進行處理，只考慮進水和出水，而不考慮與地下水相連的生態(tài)區(qū)補給區(qū)的水交換、生態(tài)用水和經(jīng)濟用水情況。
印度現(xiàn)有的地下水監(jiān)管框架遵循集中管控的方法。例如，過去幾十年，州地下水法律使用州級的權(quán)力來規(guī)范地下水的開發(fā)利用，然而，這種方式在法律或?qū)嶋H操作中是不可取的。第一，地下水的使用是分散的，使用集中管控的方法難以在一個州的范圍內(nèi)管理數(shù)百萬個地下水開采點。第二，地下水管控是一個高度敏感的領(lǐng)域，特別是在那些強烈依靠地下水作為飲用水和灌溉用水的地方。任何不與用水戶進行充分咨詢商量，而對地下水進行單方面的管控是不受歡迎的，甚至可能會遭到完全的排斥。
關(guān)鍵詞：地下水庫；地下水庫工程；ASR；回灌；調(diào)蓄；回灌堵塞
中圖分類號：TV211.12 文獻標志碼：A 文章編號：1672-1683（2014）06-0192-04
水資源問題是2008年以來的達沃斯論壇必不可少的議題，也是全世界共同面臨的難題。聯(lián)合國資料顯示2002年-2025年，全球?qū)⒂?/3的國家和地區(qū)面臨水資源短缺問題。調(diào)蓄水源是解決水資源矛盾的重要手段之一，修建地表水庫的調(diào)蓄方式在水資源優(yōu)化管理中起了重要作用，也帶來了諸如泥沙淤積、洪災(zāi)加劇、土壤鹽漬化、水庫移民以及蒸發(fā)損失等一系列問題。地下水庫帶來的影響相對較少，既能有效存儲調(diào)蓄水資源，也可以減少次生環(huán)境與地質(zhì)問題，降低蒸發(fā)損失，提高水資源儲存效率。
1 地下水庫和地下水庫工程
我國對地下水庫和地下水庫工程一直未形成嚴格而通用的定義，通常將地下水庫和地下水庫工程等同，將有人工干預的地下水庫工程和無人工干預的地下含水層均被視作為地下水庫。目前，國內(nèi)學者們在地下水庫概念上所達成一定的共識[1-4]實質(zhì)是對地下水庫工程的定義說明，即：（1）具有一定的庫容，能夠存儲水資源；（2）有人工增儲干預，如修壩、建滲井等；（3）能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)蓄功能，以豐補歉。
地下水含水層自身具有存儲和調(diào)蓄的兩大特征，即具備水庫（地表水庫）的基本功能，故廣義來講，具有一定規(guī)模，能夠?qū)崿F(xiàn)地下水資源存儲和調(diào)蓄，且具有一定邊界的地下含水體均可被定義為地下水庫；而通過人工干預（如修壩、建滲井等）改變存儲和調(diào)蓄能力的地下水庫可認為是地下水庫工程。依據(jù)國外通用的技術(shù)條件，ASR（Aquifer Storage & Recovery，含水層存儲與回用）地下水庫工程特指承壓含水層增壓回灌-回用的地下水庫工程。
2 國內(nèi)外地下水庫工程發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 國外地下水庫工程發(fā)展現(xiàn)狀
在美國，一般認為地下水庫對環(huán)境產(chǎn)生的影響遠小于地表水庫，采用地下水庫工程供水是一種“環(huán)境友好”的供水方式。早在1950年末至1960年初，美國就開始了地下水人工回灌工程的試驗和建設(shè)，為地下水庫工程建設(shè)提供了前期技術(shù)準備。正在實施的“ASR工程計劃”已建成100多個系統(tǒng)[5-8]，該工程通過水井和增壓設(shè)備將水注入承壓含水層，再利用配套抽水井，抽取該含水層中的地下水進行利用。
歐洲、澳大利亞、日本、南非、印度、中東等的一些缺水地區(qū)或海濱地區(qū)，均有成功的ASR工程實踐，可見其已成為國際上地下水庫工程建設(shè)的主要技術(shù)模式之一。ASR通常是年內(nèi)季節(jié)性調(diào)控機制和年際長效調(diào)蓄機制并存，其中年內(nèi)季節(jié)性調(diào)控適于季節(jié)性水資源分配明顯地區(qū)，調(diào)配水資源、優(yōu)化水資源供給結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)以豐補歉；年際長效調(diào)蓄適于戰(zhàn)略儲備或地下水降落漏斗回補，對環(huán)境造成影響最小。在濱海地區(qū)，ASR也是控制海水入侵的有效方式。
當然，ASR也存在一些值得關(guān)注的問題，如美國環(huán)保署（EPA）提出的諸如回用與回灌效益比、注入水源可靠性、注入速率和注入壓力、上下含水層影響、注入含水層后的效果、注入井的密度、成井結(jié)構(gòu)與注入效果的關(guān)系、水權(quán)結(jié)構(gòu)、地下水恢復效果、回灌井堵塞問題以及法規(guī)約束等一系列問題。這也意味著在地下水庫工程建設(shè)的同時，需要進一步開展地球化學、含水層水力學及壓力響應(yīng)、含水層結(jié)構(gòu)再確認等諸多方面的綜合研究。
2.2 國內(nèi)地下水庫工程發(fā)展現(xiàn)狀
我國的地下水庫工程建設(shè)通常以增加庫區(qū)入滲補給量為主，人工阻截地下水徑流量為輔。其中，增加庫區(qū)入滲補給量的措施主要以建設(shè)入滲坑、回滲井等淺層入滲為主，深層地下含水層的回滲相對較少，而采用增壓入滲的工程尚未見報道；人工阻截地下水徑流的工程主要是通過建設(shè)地下水截流壩來實現(xiàn)，該類工程主要分布在濱海地區(qū)，在抬高地下水位而增加庫容的同時，又能夠有效防止海水入侵。
自1970年以來，我國陸續(xù)建成了河北南宮、北京西郊、山東龍口和傅家橋等多處地下水庫工程。根據(jù)國內(nèi)建成和待建的地下水庫工程統(tǒng)計結(jié)果（表1）可知，北方地區(qū)主要分布在華北平原，且以山東、河北居多，其次為東北地區(qū)和新疆北部；南方地區(qū)則分布在廣西、貴州巖溶區(qū)。與美國不同的是，這些地下水庫工程均非增加回灌工程。
我國地下水庫設(shè)計與當?shù)厮牡刭|(zhì)條件密切相關(guān)：山東濱海地區(qū)的地下水庫工程采用阻水壩，起到了調(diào)蓄水源和防止海水入侵的作用；新疆地區(qū)地下水庫工程一般沒有地下水阻水壩，僅是增加了促進地下水入滲的工程措施；西南巖溶區(qū)地下水庫工程通常結(jié)合巖溶水管道流的特點，建立地下水阻水壩來阻截地下水側(cè)向徑流，以保證庫區(qū)地下水蓄水量。
3 我國開展ASR地下水庫工程將面臨的主
要問題 我國地下水回灌與回用的研究起步并不晚，從國內(nèi)第一個地下水庫工程項目建成至今，已有近40年的歷史。然而，增壓地下水回灌在大型地下水庫工程中目前仍停留在試驗階段。根據(jù)國外增壓回灌地下水庫工程（ASR）存在的問題，我國目前開展增壓回灌地下水庫工程建設(shè)面臨以下問題。
（1）邊界難定，水權(quán)不明。地下水存儲空間巨大，但邊界不容易確定，很難將注入的地下水固定在目標范圍內(nèi)，給水資源管理上帶來諸多不便。另一方面，跨多個行政區(qū)的地下水庫工程，水權(quán)成為困擾管理部門的一大難題，目前缺少相關(guān)的法律規(guī)定或法規(guī)條文。
（2）回灌水源無法保障。包括回灌水源的水質(zhì)問題和水量保障問題。關(guān)于回灌水源水質(zhì)對地下水環(huán)境的影響問題，仍處于研究階段，尚未經(jīng)過實踐檢驗。當回灌水源為區(qū)域調(diào)水時，水源成本也成為制約因素。
（3）回灌技術(shù)限制。主要是指由于物理、化學、生物等多重作用導致回灌井堵塞問題。目前國內(nèi)外地下水回灌均受困于此，盡管美國等國家ASR地下水庫工程應(yīng)用廣泛，回灌堵塞問題也一直困擾其工程科研人員尚未找到一套公認的、行之有效的應(yīng)對方法。
（4）效益成本問題。評價地下水庫的效益目前還是主要以經(jīng)濟效益為主要指標，環(huán)境效益和社會效益為輔助參考地下水庫工程經(jīng)濟效益見效較慢，在吸引資金上缺乏優(yōu)勢。
（5）環(huán)境效益不夠明確。雖然地下水庫工程具有有效減少水面蒸發(fā)損失等眾多優(yōu)點，但是否帶來其他環(huán)境地質(zhì)問題，目前尚在研究之中。換言之，地下水庫工程的環(huán)境效益預期較好，但仍存在一定的風險。
（6）缺少法規(guī)或規(guī)范的約束指導。目前既沒有全國地下水庫工程宜建區(qū)調(diào)查評價的研究成果，也沒有可以指導性的文件或法律規(guī)范。
4 我國ASR地下水庫工程應(yīng)用展望
受氣候條件、地形地貌、水文地質(zhì)條件、水資源狀況等多種因素影響，北方干旱半干旱地區(qū)和西南缺水地區(qū)建設(shè)地下水庫工程的需求遠大于地表水充沛地區(qū)，特別是華北平原、西北干旱地區(qū)和云貴紅層缺水區(qū)。因此，地下水庫工程建設(shè)在我國水資源調(diào)配上具有廣闊的發(fā)展前景，也將是優(yōu)化水資源管理的重要手段。
受限于經(jīng)濟發(fā)展條件和可回灌地表水量，作為國外地下水庫工程重要技術(shù)手段的ASR工程技術(shù)在欠發(fā)達地區(qū)和嚴重缺水區(qū)的推行難度較大。但我國地下水庫工程有較好的發(fā)展前景，無論是在城市供水和水資源調(diào)蓄方面，還是就水質(zhì)涵養(yǎng)和戰(zhàn)略儲備而言，推進ASR地下水庫工程建設(shè)均具有重要意義。
為進一步推進ASR工程技術(shù)在我國地下水庫工程建設(shè)中的應(yīng)用，今后尚需重點開展以下幾方面的工作。
首先，要以“有地存、存得住、取得出、用得好”作為地下水庫選址的重要依據(jù)，將“灌得好、取得足、影響小、效益高”作為地下水庫工程項目優(yōu)劣的重要指標，開展全國地下水庫工程適宜區(qū)的摸底調(diào)查，確定宜建區(qū)域。
其次，開展試點研究，選擇不同含水層介質(zhì)和地下水埋藏類型的區(qū)域進行增壓回灌試驗，總結(jié)適合我國的地下水增壓回灌方法，解決回灌堵塞問題。
最后，制定相應(yīng)的法規(guī)和規(guī)范，落實水權(quán)管理，指導和推動ASR技術(shù)在我國地下水庫工程建設(shè)中的應(yīng)用。
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Abstract: dazhongsi furniture City project in the spring of 2011 for cold and hot source systems, the use of ground-water source heat pump system in place of lithium bromide unit heating and air conditioning and refrigeration, achieve the purpose of saving the cost of running. After early research and water resources assessment, determine the project groundwater quantity and adequate, good water quality, with high stability level, suitable for ground-water source heat pump system, and direct underground heat exchange system.
2011年夏季系統(tǒng)改造完畢并開始運行，目前已經(jīng)正常運行了1個制冷季及1個供暖季，年運行費用從原來的83萬元下降至44萬元。其主要關(guān)鍵點在于選用高性能設(shè)備，設(shè)計時充分考慮到了非峰值時設(shè)備的運行狀態(tài)，對冷凍水泵采用變頻控制，早備用抽水井內(nèi)安裝小流量潛水泵，通過控制人員對熱泵系統(tǒng)進行調(diào)控，使得系統(tǒng)負荷在25%，50%，75%，100%時可以分級運行，既滿足負荷需求，又使得系統(tǒng)處在最佳運行狀態(tài)，盡量減少能源浪費，節(jié)約運行費用。
本項目運行一年來節(jié)能效果明顯，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，為研究地下水源熱泵直接地下水換熱系統(tǒng)提供了成功案例的依據(jù)。
一、淺層地熱能及水源熱泵簡介
淺層地熱能資源（shallow geothermal resources）是指蘊藏在淺層巖土體、地下水中的熱能資源。地熱能主要來自地球深部的熱傳導，由于地球內(nèi)部就是一個巨大的熱源庫，故地熱能溫度穩(wěn)定，分布廣泛，開發(fā)利用方便。
利用淺層地熱能替代化石能源用于供暖，避免了煤炭、天然氣等燃燒排放的二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳和煤塵等，保護了環(huán)境。淺層地熱能還替代了空氣源熱泵，在地源熱泵制冷的過程中，減少了向室外排放熱量。這也是傳統(tǒng)的供暖方式和空氣源空調(diào)制冷造成局部環(huán)境惡化的重要原因。利用淺層地熱能在保護大氣環(huán)境方面的正面效益是顯著的。［1］
水源熱泵系統(tǒng)正是以淺層地熱能為熱源，為建筑物提供供暖及制冷服務(wù)的多用途空調(diào)系統(tǒng)。通過輸入少量電能，水源熱泵系統(tǒng)即可以將淺層地下水中的熱量提取出來用于末端供暖，或?qū)⒛┒硕嘤嗟臒崃總魉椭恋叵滤幸詫崿F(xiàn)制冷功能的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，同時水源熱泵系統(tǒng)還具有系統(tǒng)運行穩(wěn)定，多功能、高效環(huán)保、運行費用低廉、節(jié)省空間等優(yōu)勢。
水源熱泵的換熱系統(tǒng)分為直接地下水換熱系統(tǒng)（direct closed-loop ground water system）及間接地下水換熱系統(tǒng)（indirect closed-loop ground water system），由于直接地下水換熱系統(tǒng)擁有更高的性能優(yōu)勢，造價更加低廉，目前應(yīng)用更為廣泛。但使用直接地下水換熱系統(tǒng)，存在腐蝕和結(jié)垢的巨大潛在可能性，應(yīng)具備以下幾個條件：地下水水量充足，水質(zhì)好，具有較高的穩(wěn)定水位，建筑物高度低（降低井泵能量損耗）。［2］
項目簡介
北京市大鐘寺某家具城位于海淀區(qū)北三環(huán)路聯(lián)想橋左近，建筑面積17000平米。原中央空調(diào)系統(tǒng)冷熱源采用溴化鋰機組1臺（單臺制冷量800kW），末端為風機盤管加新風機組。2011年春季，項目進行改造，決定采用環(huán)保、節(jié)能的水源熱泵系統(tǒng)，冬季供暖，夏季制冷。本項目夏季空調(diào)負荷為1600kW；冬季采暖負荷為850kW。
三、方案設(shè)計
在水源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計之前，應(yīng)進行工程場地狀況調(diào)查，并應(yīng)對淺層地熱能資源進行勘察。［3］結(jié)合家具城系統(tǒng)抽水和回灌要求，從取水水源、取水地點、取水層位、取水量及取水、退水對周邊環(huán)境的影響等方面，對采用地下水作為水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)用水的合理性和可行性進行分析論證。
（一）水文地質(zhì)調(diào)查
家具城所在地處于永定河沖洪積扇的中上游，第四系厚度約為150m左右，含水層巖性以砂礫石、粗砂為主（表1），富水性較好。
表1 勘測井含水層段位置地層資料
該井含水層總厚度30m左右。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)條件結(jié)合周邊現(xiàn)有淺層水井情況分析，認為家具城區(qū)域水文地質(zhì)條件較好，目前地下水位25m左右。經(jīng)測試，單井抽水量可達100m3/h；自流回灌率達到58%。此外，經(jīng)過水質(zhì)檢測，地下水沒有腐蝕作用，水溫15℃，基本恒溫，作為淺層地熱能的能源用水，水質(zhì)符合設(shè)備要求。
（二）水源熱泵機組選型
熱泵設(shè)備選用中科華譽生產(chǎn)的HE900LF兩臺（雙機頭螺桿滿液式）。系統(tǒng)總制熱量為1804kW，總制冷量為1646.8kW。冷凍水循環(huán)泵選用三臺（兩用一備），并采用變頻控制。
（三）所需地下水量的確定
冬季供暖負荷為850kW，熱泵設(shè)備輸入功率為192kW，地下水提取溫度設(shè)計為15℃，地下水回灌溫度設(shè)計為8℃；根據(jù)，可得出冬季供暖最大抽水量為80m3/h；
夏季空調(diào)負荷為1600kW，熱泵設(shè)備輸入功率為373.2kW，地下水提取溫度設(shè)計為15℃，地下水回灌溫度設(shè)計為26℃；根據(jù)，可得出夏季空調(diào)最大抽水量為154m3/h。
（四）地下水系統(tǒng)設(shè)計
家具城冬季熱泵系統(tǒng)最大抽水量為80m3/h；夏季熱泵系統(tǒng)最大抽水量為154m3/h；根據(jù)用水情況，擬建抽水井2口，回灌井4口，備用井1口。抽水井與回灌井結(jié)構(gòu)相同，抽水井內(nèi)各安裝潛水泵1臺，抽水量為80m3/h；回灌井內(nèi)不安裝潛水泵，但具備安裝潛水泵條件（水平管線及埋地電纜敷設(shè)至井室內(nèi)）；備用井安裝小功率潛水泵1臺，抽水量為50m3/h。
四、冷熱源系統(tǒng)全年運行方案
（一）冬季工況
冬季末端供暖負荷較大時，開啟1臺熱泵設(shè)備，一臺冷凍水循環(huán)泵工頻運轉(zhuǎn)，運行一口抽水井內(nèi)潛水泵，滿足家具城最大供暖負荷需求。
冬季末端供暖負荷較小時，開啟單臺壓縮機運轉(zhuǎn)，一臺冷凍水循環(huán)泵變頻運轉(zhuǎn)，抽水井內(nèi)潛水泵關(guān)閉，備用井內(nèi)小功率潛水泵開啟，滿足部分負荷時供暖需求。
（二）夏季工況
夏季末端空調(diào)負荷較大時，開啟2臺熱泵設(shè)備，兩臺冷凍水循環(huán)泵工頻運轉(zhuǎn)，2口抽水井內(nèi)的潛水泵同時運轉(zhuǎn)，滿足家具城最大空調(diào)負荷需求。
夏季末端空調(diào)負荷較小時，開啟1臺熱泵設(shè)備運轉(zhuǎn)，一臺冷凍水循環(huán)泵工頻運轉(zhuǎn)，運行一口抽水井內(nèi)潛水泵；
如回水溫度升高，或系統(tǒng)負荷增大時，開啟另一臺熱泵設(shè)備的單臺壓縮機運轉(zhuǎn)，另一臺冷凍水循環(huán)泵變頻運轉(zhuǎn)，備用井內(nèi)小功率潛水泵開啟運轉(zhuǎn)；
同理，如回水溫度降低，或系統(tǒng)負荷減小時，盡開啟單臺壓縮機運轉(zhuǎn)，冷凍水循環(huán)泵變頻控制，抽水井內(nèi)潛水泵關(guān)閉，備用井內(nèi)小功率潛水泵開啟。
通過調(diào)節(jié)熱泵設(shè)備、冷凍水循環(huán)泵其潛水泵的運行狀態(tài)，可使水源熱泵系統(tǒng)實現(xiàn)在25%、50%、75%及100%負荷時，既滿足負荷需求，又使得系統(tǒng)處在最佳運行狀態(tài)，盡量減少能源浪費，節(jié)約運行費用。
（三）運行成本對比
根據(jù)家具城運行管理人員提供數(shù)據(jù)，2010年采用溴化鋰機組作為熱源，及2011年改造完畢后采用地下水源熱泵作為冷熱源的對比如下（表2）（表3）
表2 家具城項目近兩年運行費用分析
（電費0.8元/kWh，天然氣2.3元/m3,人工費40元/人?日）
表3家具城項目近兩年運行費用分析
五、結(jié)語
家具城項目進行改造的初衷就是基于運行費用較高的考慮；設(shè)計時，在盡量節(jié)省改造費用的前提下，充分考慮到運行節(jié)能問題。對冷凍水泵進行變頻控制，備用井內(nèi)安裝小功率潛水泵，以應(yīng)對非峰值運行時，熱泵系統(tǒng)運行節(jié)能問題，可以通過控制人員對熱泵系統(tǒng)進行調(diào)控，使熱泵系統(tǒng)根據(jù)負荷狀態(tài)的變化而變化，達到在峰值及非峰值時均可以相對節(jié)能。
改造完成以來，運行效果滿足室內(nèi)使用需求，夏季室溫最低可以達到24℃；冬季室溫最高可達26℃，同時運行費用的有效降低，達到建設(shè)方的改造目的。
利用熱泵開發(fā)淺層地熱能的技術(shù)和資源條件已經(jīng)具備，熱泵的最高效率和高度環(huán)保更贏得世界的青睞，因此，熱泵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正在世界上得到高速發(fā)展，我國也已具備相應(yīng)的發(fā)展條件，發(fā)展前景非?？春?。［4］
根據(jù)每個項目的情況，在驗證地下水含沙量、懸浮顆粒物及礦化度等均符合要求的前提下，使用直接地下水換熱系統(tǒng)是可行的。
直接地下水換熱系統(tǒng)雖然不被輕易推薦使用，但相對間接地下水換熱系統(tǒng)，擁有系統(tǒng)簡單，投資少、效率高、運行費用更加低廉等明顯優(yōu)勢，所以直接地下水換熱系統(tǒng)更容易被市場、被使用者所接受。雖然直接地下水換熱系統(tǒng)存在腐蝕、結(jié)垢及對管路或設(shè)備磨損等問題，但經(jīng)過技術(shù)創(chuàng)新及實踐經(jīng)驗的累積，終將對取得突破，所以我認為直接地下水換熱系統(tǒng)是地下水源熱泵的主導發(fā)展方向，是值得研究和嘗試的。
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關(guān)鍵詞：水文化學；淺層水；礦化度；呼和浩特
Hydrochemical Characteristics and Variation of Mineralization for the Groundwater in Hohhot Country
ZHANG Yi-long，WANG Li-juan， WANG Wen-zhong，LI Zheng-hong，YU Juan，CAO Wen-geng，LONG Wen-hua， MIAO Qing-zhuang， WANG Zhe
(The Institute of Hydrogeology and Enviromental Geoloy，CAGS， Shijiazhuang 050061，China)
Abstract: According to excessive exploitation of groundwater caused the shortage of water which seriously halt the Ecological and economic sustainable development of Hohhot. This paper was systematically sampled and analyzed the shallow groundwater of Hohhot's plain. Descriptive analysis and correlation analysis were synthetically use to comprehensively and systematically study the Groundwater chemical's law and the salinity evolution's character. Research results shown as follows：First，the average concentration of HCO.32-and Ca2+which are derived fromthe shallow groundwater of Hohhot are 333.525 mg/L and 82.970 mg/L ， the values of the HCO.32-and Ca2+’s average concentration are bigger and coefficient of variation are smaller. Secondly， Through the correlation analysis， we know that the Na+ and Mg2+of the underground water mainly come from the various Sulfate， bicarbonate and hydrochloride， and the Ca2+ of the underground water mainly come from all sorts of sulfate and hydrochloride. The discretion of the underground water salinity is mainly controlled by the concentrations of the Mg2+and Cl-which are come from the underground water. The third， along the groundwater flow direction， the mainly ion concentrations bid not follow the trend which is with the increase of flow to increase， but and the underground water temperature present significantly negative correlation. The negative correlation of the HCO.32-， Ca2+ and groundwater temperature are the most significant， that means when the temperature is lower， the concentration of the ions is higher.
Key words: Hydrological chemistry；superficial groundwater ；mineralization；Hohhot
呼和浩特市位于中東部，河套斷陷盆地最東北部，北有大青山天然屏障，東及東南被蠻漢山環(huán)抱，盆地三面環(huán)山呈簸箕形狀，向西南敞開，地勢東北高，西南低。呼和浩特市地處我國北方內(nèi)陸干旱半干旱地區(qū)，人均占有水資源量只有412 m3，是全國人均占有量的1/6，為全國嚴重缺水城市之一，水資源問題是該區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的瓶頸。有關(guān)呼和浩特市地下水水化學特征方面的研究，已有少量報道，但主要集中在2000年之前。2000年后的研究主要集中在對呼和浩特市地下水位動態(tài)以及砷氟等地方病方面，如2002年，劉怡敏等對呼和浩特市地下水位動態(tài)及影響因素進行了分析；2009年楊亮平等對呼和浩特市地下水位動態(tài)變化及趨勢進行了預測研究；2009年李浩，梁秀芬等對呼和浩特市（地區(qū)）高砷地下水進行調(diào)查研究，查明地下高砷水的形成機制，以期控制地方性砷中毒。而近些年，呼和浩特市經(jīng)濟發(fā)展迅速，日益增長的水資源需求和地下水污染問題以及頻發(fā)的供水安全事件，迫切需要對區(qū)域內(nèi)的地下水資源進行質(zhì)量評價，而地下水水化學研究是地下水資源質(zhì)量評價的重要內(nèi)容。
本研究分析了2009年呼和浩特市地下水中的主要離子含量和水化學特征，探討了1988年以來地下水礦化度的變化趨勢，目的是研究隨著工農(nóng)業(yè)和生活需水量的增加促使開采量的增大以及多年來氣候變化對礦化度變化趨勢的影響，旨在為呼和浩特市制定合理的發(fā)展計劃和維護生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定提供科學依據(jù)。 1 研究區(qū)概況
研究區(qū)主要是指呼和浩特行政區(qū)內(nèi)的平原區(qū)(包括山前傾斜平原、黃河和大黑河沖積平原)，呼包平原的東北部，在行政區(qū)劃上包括呼和浩特市所轄規(guī)劃區(qū)(新城區(qū)、賽罕區(qū)、玉泉區(qū)、回民區(qū))、土默特左旗、托克托縣、清水河縣、和林格爾縣及武川縣。研究區(qū)范圍：x：530 500～591 000；y：4 493 500～4 540 500，土地總面積17 224 km2，氣候?qū)儆趦?nèi)陸干旱半干旱地區(qū)［1］。
呼和浩特市淺層地下水系統(tǒng)是一個比較復雜的開放系統(tǒng)。按地下水賦存條件，可分為山前沖洪積平原和沖湖積平原，黃河沖湖積平原和湖積臺地4個水文地質(zhì)區(qū)；區(qū)內(nèi)地下水的補給主要來自山區(qū)的側(cè)向徑流補給及平原內(nèi)降水的入滲，地下水的排泄主要靠蒸發(fā)和開采消耗。
2 采樣及測試方法
2.1 采樣及測試
在研究區(qū)共布置了46個淺層水取樣點，其中包括水文化學剖面(沿地下水流方向)上的8個觀測井（圖1），分別在2009年的9月份取樣，TDS是使用上海雷磁水質(zhì)分析儀現(xiàn)場測試完成。
2.2 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理綜合采用了統(tǒng)計軟件SPSS 17.0對地下水中的主要離子含量進行了統(tǒng)計學和相關(guān)性分析［2］，同時繪制了折線圖和圓形圖對地下水流方向上離子化學特征和淺層水礦化度演化進行了直觀的分析。
3 結(jié)果與分析
3.1 描述性統(tǒng)計分析
對2009年呼和浩特市范圍內(nèi)的46個觀測井水樣的有關(guān)水化學參數(shù)進行統(tǒng)計分析，得到地下水主要離子特征見表1。Table 1 Statistics of hydrochemical parameters of groundwater for Hohhot County in 2009 (n=46)
水化學參數(shù)最小值最大值平均值標準差變異系數(shù)
水溫（℃）8.02112.9889.837320.9584990.097435
TDS/(g·L-1)0.270.820.44880.171240.381551
K+/（mg·L-1）0.627.592.361.431480.606559
Na+/（mg·L-1）13.3165.244.46138.46850.865219
Ca2+/（mg·L-1）39.7915882.970431.834110.38368
Mg2+/（mg·L-1）15.3467.5131.344613.440090.428785
Cl-/（mg·L-1）7.79138.344.812935.584010.794057
SO.42-/（mg·L-1）4.53233.158.354652.257880.895523
HCO.3-（mg·L-1）215.2651.5333.52595.33640.285845
CO.32-/（mg·L-1）0203.426.4131.875146
F-/（mg·L-1）0.11.160.4350.228850.526092
溶解性總固體/（mg·L-1）262.4952.7495.6207.24010.41816
pH值7.578.687.99710.372390.046566
NO.3-/（mg·L-1）0.2155.537.667195.33642.531026 從表1中可以看出在陽離子（Ca2+、Mg2+、 K+、Na+）中Ca2+的含量相對較高，平均為82970 4 mg/L，K+的含量最低，平均為236 mg/L;對于陰離子HCO.3-的平均值達到了333525 mg/L，標準差為95336 4，兩值均較大，變異系數(shù)較小，反映了其在地下水中的絕對含量較高，為地下水中的主要陰離子。而CO.32-的平均值僅為3.42 mg/L，即其在地下水中相對其他陰離子含量最低。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是地下水中碳酸存在的形態(tài)受pH影響， 在偏酸、偏堿及中性水中HCO.3-占優(yōu)勢，且在pH=834時，HCO.32-達到最高值。本次現(xiàn)場測試結(jié)果在整個研究區(qū)范圍內(nèi)pH在8.19～775之間， K+、Na+、Cl-、SO.42-和CO.3-的變異系數(shù)均較大，表明其在地下水中的含量變幅較大，表明它們是地下水中隨環(huán)境變化的敏感因子，決定地下水鹽化的作用的主要變量。HCO.3-和 Ca2+的變異系數(shù)相對都較小，表明它們在地下水中的含量相對比較穩(wěn)定。
3.2 離子相關(guān)性
表2為呼和浩特市平原區(qū)2009年地下水中8大離子（CO.32-、HCO.3-、Cl-、SO.42-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+），F(xiàn)-、pH值、礦化度、水溫和溶解性總固體的Pearson相關(guān)系數(shù)。
從表2中可以看出，陰離子HCO.3-、Cl-和SO.42-、與陽離子Na+和Mg2+的相關(guān)性顯著，相關(guān)系數(shù)在0.7以上，這表明地下水中的Na+和Mg2+離子主要是來自各種硫酸鹽，重碳酸鹽和氯酸鹽。陰離子Cl-、和SO.42-與陽離子Ca2+的相關(guān)性也是比較顯著，相關(guān)系數(shù)在0.5以上，表明地下水中的Ca2+離子主要來自各種硫酸鹽和氯酸鹽。pH值與CO.32-呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達到了0896，即表明地下水的pH值主要由CO.32-含量的多少決定。TDS與Mg2+和Cl-的相關(guān)關(guān)系最為顯著，相關(guān)系數(shù)達到09以上，與CO.32-之間呈負相關(guān)性，并且與K+、F-之間的相關(guān)性較差，這說明地下水的礦化度高低主要是由水中的Mg2+和Cl-的濃度來控制的。
3.3 補給水流方向上水化學特征
2009年9月，在呼和浩特市采集46個觀測井水樣，采樣過程中用GPS記錄樣點的地理坐標。呼和浩特市地下水主要的補給來源為來自山區(qū)的側(cè)向徑流補給及平原內(nèi)降水的入滲，地下水的排泄主要靠蒸發(fā)和開采消耗。地下水運動方向是由東北向西南。根據(jù)采樣點的位置，沿地下水補給水流方向選取8個觀測井水樣(分別是:①西黃合少鄉(xiāng)黑沙兔村②黃合少鄉(xiāng)添密灣村③金河鎮(zhèn)后三突村④金河鎮(zhèn)八拜村⑤金河鎮(zhèn)后白廟村⑥小黑河鎮(zhèn)楊家營村⑦小黑河鎮(zhèn)郭家營村⑧小黑河鎮(zhèn)烏蘭巴圖村)，進行主要離子濃度變化分析。方向是由東北向西南［4-6］。地下水中水溫、pH值及主要離子濃度沿地下水水流方向的變化趨勢，見圖2。
圖2 2009年地下水中主要離子濃度，水溫及pH值沿地下水水流方向的變化趨勢
Fig.2 Changing trends of major ion concentrations，temperature and PH along the groundwater flow direction in 2009
從圖2可見2009年呼和浩特市地下水中主要離子沿補給地下水流動方向并不遵循隨流程的增加而濃度增加的趨勢。而是與地下水溫呈現(xiàn)顯著負相關(guān)性，HCO.32-和Ca2+離子與地下水溫度的負相關(guān)最為顯著，即溫度越低時，離子的濃度反而越高。這可能是因為研究區(qū)地層主要以碳酸鹽地層為主，碳酸鹽巖主要由方解石（CaCO.3）和白云石［CaMg（CO.3）.2］這兩種礦物組成。因此，碳酸鹽巖地區(qū)的地下水化學成分的形成主要由方解石和白云石溶解和沉淀控制，而在一定的二氧化碳分壓（PCO.2）下，地下水的溫度控制著這兩種礦物的溶解和沉淀，但這兩種礦物與大多數(shù)礦物不同，它們的溶解度不是隨溫度的升高而增大，相反，溫度越低，溶解度越高，故出現(xiàn)了溫度越低的取樣點，HCO.32-和Ca2+離子含量越高的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)貼于 從圖2中也可以看出沿地下水流方向所有的取樣點，陰離子都以HCO.3-為主，其次是SO.42-，而Cl-離子濃度很低，這也完全符合碳酸鹽地區(qū)地下水的一般特點。研究區(qū)所有水樣的pH值，均在7~8之間，說明該地區(qū)含水層為開系統(tǒng)。
4 結(jié)論
①呼和浩特市淺層地下水中陽離子Ca2+的含量相對較高，陰離子HCO.3-含量最高，說明研究區(qū)范圍內(nèi)的地下水中主要離子為HCO.3-和Ca2+。且HCO.3-和Ca2+也是地下水中含量相對穩(wěn)定的離子。
②通過相關(guān)性分析，可知地下水中的Na+和Mg2+離子主要是來自各種硫酸鹽，重碳酸鹽和氯酸鹽，地下水中的Ca2+離子主要來自各種硫酸鹽和氯酸鹽。地下水的pH值主要由CO.32-含量的多少決定。地下水的礦化度高低主要是由水中的Mg2+和Cl-的濃度來控制的。
③呼和浩特市地下水中主要離子沿補給地下水流動方向并不遵循隨流程的增加而濃度增加的趨勢。而是與地下水溫呈現(xiàn)顯著地負相關(guān)性，HCO.32-和Ca2+離子與地下水溫度的負相關(guān)最為顯著，這一特點符合碳酸鹽地區(qū)地下水的一般特點。
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