吉林大学学报(地球科学版) ›› 2021, Vol. 51 ›› Issue (2): 495-504.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20190197
危润初1,2,3, 姜颖迪1, 李铭远4, 杜成额4, 乔小坡1
Wei Runchu1,2,3, Jiang Yingdi1, Li Mingyuan4, Du Cheng'e4, Qiao Xiaopo1
摘要: 针对尼日利亚北部乍得湖盆地降雨入渗补给地下水的问题,选择典型区域开展土壤剖面取样工作,采用氯离子平衡法计算各剖面降雨入渗补给量,并结合野外调查、钻探等工作研究影响降雨入渗补给的主要因素。结果表明:4个取样点(Y1、Y2、Y3、Y4)土壤剖面年平均降雨入渗补给量分别为4.9、1.5、7.9、26.2 mm/a,平均值为10.1 mm/a,年平均降雨入渗补给率仅为0.72%、0.22%、1.17%、3.87%,平均值为1.49%;研究区降雨入渗补给量很少,降雨对地下水资源的补给有限,地下水的主要补给来源为Hadejia河;研究区蒸散发量大,植物根系发达、吸水能力强,地表入渗水分多在表层土壤中或泥质层与风积砂层交界面上消耗于蒸发蒸腾,最终散失到大气中。在人类活动严重改变Hadejia河水文情势的背景下,研究区这种独特的地下水补给特征导致地下水位快速下降,使得区内正面临较严重的地下水资源枯竭问题。
中图分类号:
| [1] Scanlon B R, Keese K E, Flint A L, et al. Global Synthesis of Groundwater Recharge in Semiarid and Arid Regions[J]. Hydrological Processes, 2006, 20(15):3335-3370. [2] Lerner D N, Issar A S, Simmers I. Groundwater Recharge:A Guide to Understanding and Estimating Natural Recharge[M]. Hannover:Heise, 1990. [3] Gaye C B, Edmunds W M. Groundwater Recharge Estimation Using Chloride, Stable Isotopes and Tritium Profiles in the Sands of Northwestern Senegal[J]. Environmental Geology, 1996, 27(3):246-251. [4] 尹立河, 王晓勇, 黄金廷, 等. 干旱区植被盖度增加对降水入渗补给地下水的影响:试验研究与数值模拟[J]. 地质通报, 2015, 34(11):2066-2073. Yin Lihe, Wang Xiaoyong, Huang Jinting, et al. The Impact of Vegetation Coverage Increase on Groundwater Recharge in the Arid Regions of Northwest China:Experimental and Numerical Study[J]. Geological Bulletin of China, 2015, 34(11):2066-2073. [5] Ngatcha B N, Mudry J, Leduc C. Water Resources Management in the Lake Chad Basin:Diagnosis and Action Plan[J]. Applied Groundwater Studies in Africa, 2008, 13:65-84. [6] Goes B J M. Estimate of Shallow Groundwater Recharge in the Hadejia-Nguru Wetlands, Semi-Arid Northeastern Nigeria[J]. Hydrogeology Journal, 1999, 7(3):294-304. [7] Barbier E B. Upstream Dams and Downstream Water Allocation:The Case of the Hadejia-Jama'Are Floodplain, Northern Nigeria[J]. Water Resources Research, 2003, 39(11):1-9. [8] Adelana S M A, Olasehinde P I, Bale R B, et al. An Overview of the Geology and Hydrogeology of Nigeria[J]. Applied Groundwater Studies in Africa, 2008, 13:171-197. [9] Genik G J. Petroleum Geology of Cretaceous-Tertiary Rift Basins in Niger, Chad, and Central African Republic[J]. AAPG Bulletin, 1993, 77(8):1405-1434. [10] 刘晓艳,陈建生,孙晓旭.采用氯离子示踪法计算沙漠降雨入渗量[J].农业工程学报,2010,26(增刊1):146-149. Liu Xiaoyan, Chen Jiansheng, Sun Xiaoxu. Application of Chloride Tracer Method to Study Replenishment Ratio of Precipitation in Desert[J]. Chinese Society of Agricultural Engineering, 2010,26(Sup.1):146-149. [11] Newman B D, Campbell A R, Wilcox B P. Tracer-Based Studies of Soil Water Movement in Semi-Arid Forests of New Mexico[J]. Journal of Hydrology, 1997, 196(1/2/3/4):251-270. [12] Phillips F M. Environmental Tracers for Water Movement in Desert Soils of the American Southwest[J]. Soil Science Society of America Journal, 1994, 58(1):15-24. [13] Scanlon B R. Evaluation of Moisture Flux from Chloride Data in Desert Soils[J]. Journal of Hydrology, 1991, 128(1/2/3/4):137-156. [14] 陈宗宇, 毕二平, 聂振龙, 等. 包气带剖面中古水文-气候信息的初步研究[J]. 地球学报, 2001, 22(4):335-339. Chen Zongyu, Bi Erping, Nie Zhenlong, et al. A Tentative Discussion on Paleohydrological and Paleoclimatical Information from Unsaturated Zone Profile[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2001, 22(4):335-339. [15] Goni I B, Fellman E, Edmunds W M. Rainfall Geochemistry in the Sahel Region of Northern Nigeria[J]. Atmospheric Environment, 2001, 35(25):4331-4339. [16] Li C, Kang S, Zhang Q, et al. Major Ionic Composition of Precipitation in the Nam Co Region, Central Tibetan Plateau[J]. Atmospheric Research, 2007, 85(3/4):351-360. [17] Safai P D, Rao P S P, Momin G A, et al. Chemical Composition of Precipitation During 1984-2002 at Pune, India[J]. Atmospheric Environment, 2004, 38(12):1705-1714. [18] Vignaud P, Duringer P, Mackaye H T, et al. Geology and Palaeontology of the Upper Miocene Toros-Menalla Hominid Locality, Chad[J]. Nature, 2002, 418:152. [19] Iwaco B V. Study of the Water Resources in the Komadougou-Yobe Basin[R]. Niamy:Nigeria-Niger Joint Commission for Cooperation, 1985. [20] Carter R C, Alkali A G. Shallow Groundwater in the Northeast Arid Zone of Nigeria[J]. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 1996, 29(4):341-355. [21] 霍思远, 靳孟贵, 梁杏. 包气带弱渗透性黏土透镜体对降雨入渗补给影响的数值模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(5):1579-1587. Huo Siyuan, Jin Menggui, Liang Xing. Impacts of Low-Permeability Clay Lens in Vadose Zone onto Rainfall Infiltration and Groundwater Recharge Using Numerical Simulation of Variably Saturated Flow[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2013, 43(5):1579-1587. |
| [1] | 陈应显, 朱喆, 富颉鹏, 马慧茹. 基于条件生成对抗网络的深部水文地质剖面生成方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 975-985. |
| [2] | 杜新强, 尹呈杉, 方永军, 李孜涵, 郭辉. 基于地下水生态水位埋深阈值的可开采量评价——以三江平原普阳灌区为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 635-646. |
| [3] | 束龙仓, 位书静, 澈丽木格, 温中琦, 刘波. 西辽河平原生态输水的地下水响应及不确定性量化[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 647-660. |
| [4] | 戴振学, 李克英, 陈玮, 刘东. 北山花岗岩矿物的多尺度结构特征与智能识别[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(1): 285-294. |
| [5] | 张文静, 涂志鹏, 贾媛媛. 矿区重金属的释放迁移与污染预测研究进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 2001-2027. |
| [6] | 王福刚, 郭坤逸, 彭朝辉, 杨义, 李茚藤, 贾俊. 温度条件影响下不同类型黏性土低速渗流特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 2028-2037. |
| [7] | 闫纲丽, 冯屾, 刘睿男, 黄冠星. 地下水背景值评估研究进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(5): 1655-1670. |
| [8] | 王双, 朱奋, 李亮, 李林坚, 刘娜. 湛江市硇洲岛浅层地下水水化学特征及成因机制[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(5): 1680-1690. |
| [9] | 漆琳靖, 王泽清, 那金, 岑畅, 马军. 基于离散裂隙-等效连续介质耦合模型的哈尔克山裂隙网络模拟 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1256-1268. |
| [10] | 黄树春, 李洪涛, 邓波, 王丹, 张高华. 湖南湘潭河西地区近20年岩溶水化学时空演变及其影响因素 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1269-1287. |
| [11] | 胡启智, 王秀娟, 丘锦荣, 康迪, 曾经文, 蔡倩怡, 刘人涛, 刘娜. 潮汕地区地下水饮用水源地酸性浅层地下水特征及其成因探讨[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 906-918. |
| [12] | 张晟瑀, 申文超, 苏小四. 基于随机森林法的区域地下水硝酸盐污染风险评价[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 943-956. |
| [13] | 晋浩颖, 程大伟, 詹红兵, 杨胜科, 张晓斐, 张琳, . 考虑毛细饱水带的非承压含水层中仿Theis井流模型及解析解 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(2): 563-574. |
| [14] | 袁益龙, 唐佳伟, 李鹏, 何瑞敏, 郭强, 钟承昊. 热-力耦合作用下花岗岩粗糙裂隙渗透率演化规律[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(1): 179-187. |
| [15] | 徐成华, 何政宇, 刘刚, 施威, 骆祖江. 南京江北新区地铁盾构开挖引发地面沉降三维数值模拟预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(4): 1316-1325. |
|