摘要：当前在地下水径流特征、水—岩相互作用过程、地下水盐渍化、地下水资源管理和地下水水质问题分析等方面取得了许多成果。有机污染物和无机污染物不仅不断进入地下水，而且水质和数量都受到人口增长和气候变化的威胁。综述了地下水盐渍化、地下水硝酸盐和微量有机污染及地下水资源管理等方面的应用成果。本文讨论了地下水水质评价和地下水资源管理的科学方法。
关键词：质量评价；地下水；资源管理；硝酸盐；科学方法
1 水文环境同位素分析方法的应用空间及发展趋势
随着工业化的加剧，现代水文地球化学越来越重视水资源管理和水污染特征的应用。水资源短缺和水质恶化问题日益严重，水文地球化学在地下水污染研究和相关问题中起着越来越重要的作用。将水文地球化学应用到酸雨、孔隙水等微体积样品的分析和水资源周期分析中，水质评价和水质分析也得到了迅速发展。在判断地下水补给源、追踪地下水溶质来源等方面发挥着重要作用。过度开采地下水导致水位下降，形成水位下降漏斗，造成地面沉降、水污染等问题。为了缓解水资源短缺的局面，需要在许多地区确保城市供水的再生。目前大多数城市工业废水和生活污水的排放量都急剧增加，污水处理设施的能力明显不足。循环水灌溉严重威胁着地下水水质的安全。面对日益严重的地下水资源短缺和地下水质的恶化，人们迫切需要对地下水水质、污染物的来源及其迁移转化进行研究，其已成为研究人员研究的重要方向。通过水文地球化学和环境同位素分析在地下水资源评价和水质评价中的应用现状和成果，综述地下水补给源、地下水源和地下水环境同位素分析的研究现状。在探讨地下水水质的科学评价和地下水资源管理的同时，分析了水文地球化学和环境同位素分析方法的应用空间和发展趋势。
2 地下水污染与人类活动相关因素
随着现代工业化的不断发展，对地下水资源的需求也不断增加，地下水位下降导致井深增加，为适应人口增长对粮食的需求，以地下水灌溉为基础的农业生产活动将为国家增加粮食产量，为避免地下水位严重下降提供一个可循环利用的发展基础。在城市的许多非正规垃圾填埋场中，很少有防渗措施，垃圾渗滤液严重威胁着地下水环境的安全，工业固体废物处置不当会造成地下水的泄漏和污染，石油化工的勘探开发和生产活动对地下水水质有着重要的影响。
另外，硝酸盐是地下水中最常见的一类污染，主要与农业施氮肥、垃圾集中处理、工业废水排放、动物养殖等活动有关。地下水硝酸盐硝化速率受含水层岩石成分的影响。稻田灌溉补给和反硝化可显著降低地下水中硝酸盐浓度，地下水中的硫酸盐污染会促进沉积岩含水层中黄铁矿的氧化，进而增加地下水中硫酸盐的浓度。硫酸盐是地下水中普遍存在的一类化合物，来源于多种人工和自然资源，包括农药浸出、酸雨、硫化铁在石灰岩含水层中的氧化和溶解等，地下水中人为硫酸盐和天然硫酸盐之间的关系，采用一个简单的二维模型模拟了理想条件下石灰岩含水层中硫酸盐源之间的关系，在这个理想的体系中，硫酸盐没有转化而不沉淀。
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3 结合水文科学方法与环境同位素方法研究地下水系统应用
对跨界含水层的源汇进行分析，地下水水质评价体系包含39个指标，而且可以追踪污染物来源，区分天然和人为来源的特征，并描述两者之间的关系，其中微量有机污染物已经存在，且随着工业化的发展有增加的趋势。随着城市化进程的加快，工业大量未列入地下水水质监测的微量有机污染物进入地下水环境，这对生态环境和人类健康形成威胁。未来水文地球化学和同位素分析相结合将在研究地下水中有机污染物的来源、迁移转化等方面发挥重要作用。
4 地下水资源可持续开发利用的综合技术体系
4.1模型技术
为实现资源的合理配置和利用，发挥其价值，要做好资源开发利用分析，通常采用蒙特卡罗法，即统计模拟法。此方法集成了多个科学技术，比如计算机技术，在概率统计问题的处理中，起到了积极的作用。蒙特卡罗法运用的过程中，会产生大量的随机数，通过对随机数进行分析，能够解决部分开发利用问题，提高水资源的利用率。具体实践中，利用模型技术，构建地下水模拟模型以及地下水资源管理模型。其中，地下水模拟模型的应用，能够模拟水量以及水质，为开采工作的开展，提供有效的依据，不仅缓解了水资源问题，而且推动着社会持续发展。地下水模拟模型的运用，可掌握地下含水层的实际情况，比如结构状态等，经过综合分析，构建水文地质概念模型，以及地下水资源数学模型，实现水位变化的精准预测和评价，同时掌握溶质浓度的变化情况，保证预报的科学性，为地下水资源开发，提供高质量数据信息支持。除此之外，构建地下水资源管理模型，可实现地下水水量和水质等的高效管理。在具体实践中，要结合开发利用工作实际需要，进行模型的构建。
4.2 GIS技术
近年来，现代科学技术不断发展，形成了GIS技术，是基于计算机软件和硬件的支持，实现对信息的采集和储存以及管理等，满足地理学的应用范畴。在实际应用中，为自然资源调查以及环境保护等，提供了重要的技术支撑，获得了不错的效益。在地下水资源开发利用中，应用GIS，可提升资源动态预测效果，能够为地下水资源模拟以及资源管理等，提供有效的技术支撑。除此之外，能够对地下水开发造成的环境污染问题，开展全面调查分析，并且进行动态监测，为资源开发和污染治理提供有力的帮助。
5 结语
地下水污染研究已从无机污染转向有机污染，有机污染已成为地下水环境保护领域的首要问题。地下水资源是人类非常宝贵的战略资源，地下水资源的更新和可持续利用也已与水文地球化学方法结合同位素方法的应用有关，国民经济和人民生活中的重大问题，有必要加强对地下水特征的认识。
参考文献：
[1]李兆富，刘红玉，李燕.HSPF水文水质模型应用研究综述[J].2012，33（07）：2218-2224.
[2]白晓燕，丁华龙，陈晓宏.基于HSPF模型的东江流域土地利用变化对径流影响研究[J].2014，33（02）：58-63.
论文作者:周铁铮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：地下水论文; 水质论文; 地下论文; 水资源论文; 水文论文; 地球化学论文; 同位素论文; 《基层建设》2019年第15期论文;