我國北方區(qū)域地下水演化研究綜述

張光輝，王 茜，田言亮，嚴(yán)明疆，王金哲

(中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所，河北石家莊 050061)

區(qū)域地下水演化研究具有時代性，與經(jīng)濟(jì)社會對地下水依賴程度和影響狀況密切相關(guān)。20世紀(jì)70年代以來，我國北方地區(qū)生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水對地下水供給的依賴程度不斷提高，同時，人類活動對地下水及其環(huán)境影響不斷增強(qiáng)，傳統(tǒng)地下水研究理論方法不斷遭遇新問題的挑戰(zhàn)，許多問題難以應(yīng)用傳統(tǒng)地下水理論方法解答，制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，包括地下水的數(shù)量、質(zhì)量和動力場演化與更新周期性等問題［1-6］。這些問題的及時解決，有力地促進(jìn)了我國北方經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，豐富和發(fā)展了我國區(qū)域地下水演化理論體系。

1 區(qū)域地下水演化研究起源與時代特征

在20世紀(jì)80年代以前，我國地下水開發(fā)利用主要是滿足城市供水需求和部分地區(qū)農(nóng)田灌溉用水。當(dāng)時地下水研究側(cè)重解決因地下水位埋深淺而造成廣泛土地鹽漬化問題和局部地區(qū)農(nóng)田供水水文地質(zhì)條件調(diào)查，在我國北方地區(qū)尚未出現(xiàn)區(qū)域性地下水超采等環(huán)境地質(zhì)問題，地下水評價理論是移植前蘇聯(lián)的“四大儲量”理論。例如在我國首次開展的區(qū)域地下水資源評價——“六五”期間國家重點科技攻關(guān)項目“華北地區(qū)水資源評價和開發(fā)利用研究”中，重點研究了華北區(qū)域地下水資源的“動儲量”、“調(diào)節(jié)儲量”、“靜儲量”和“開采儲量”，產(chǎn)生了3個計算重復(fù)量，即山區(qū)與平原之間地下水資源的重復(fù)量、地下水與地表水之間重復(fù)量和井灌回歸的重復(fù)量，這是評價理論方法的局限性問題。

首次完成我國區(qū)域地下水資源評價之后，發(fā)現(xiàn)許多地下水資源問題仍然無法解釋清楚。于是，“七五”期間開展了國家重點科技攻關(guān)項目“華北地區(qū)及山西能源基地水資源研究”，突破了地下水與地表水分割、分別由不同部門進(jìn)行研究的做法，首次將地下水與大氣降水、地表水和包氣帶水作為統(tǒng)一的體系進(jìn)行研究，簡稱“四水”轉(zhuǎn)化研究，并在我國東北地區(qū)的沈陽，華北的石家莊、南宮和商丘，西北的昌吉等地區(qū)，建立了“四水”轉(zhuǎn)化研究的大型均衡試驗基地;同時，從國外引入零通量面(ZFP)等無參數(shù)方法和水勢理論［7］，開始應(yīng)用水勢理論研究地下水與降水、地表水或包氣帶水之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律。但是，這一時期仍然是側(cè)重局域問題研究，區(qū)域尺度地下水演化基礎(chǔ)研究仍然十分薄弱。

“八五”期間，國家科技攻關(guān)項目開始關(guān)注流域尺度水資源研究。在黃河流域水資源評價項目中，提出了“自然-社會”雙重因素對區(qū)域水資源形成與演變影響問題，以及基于宏觀經(jīng)濟(jì)的區(qū)域水資源優(yōu)化配置理論方法，引入了水循環(huán)理念。但是，仍然沒有脫離地下水儲量理論局限性的束縛，欠缺人類活動影響下水循環(huán)演化過程與機(jī)理研究。

上述三期(15年)國家級科技攻關(guān)研究之后，華北地區(qū)地下水資源緊缺和超采問題仍然突出，為此大家都在反思問題根源所在。1994年中國科學(xué)院和中國工程院院士張宗祜先生在國內(nèi)首先提出開展“大陸水圈水循環(huán)演化研究”建議，并得到原地質(zhì)礦產(chǎn)部和中國科學(xué)院地學(xué)部的大力支持。同年，中國科學(xué)院地學(xué)部將“大陸水圈循環(huán)演化研究”列入《21世紀(jì)發(fā)展綱要》中，從戰(zhàn)略角度確立了“大陸水循環(huán)演化”在我國地學(xué)研究中的地位。原地質(zhì)礦產(chǎn)部啟動了以張宗祜院士為首席科學(xué)家、張光輝為項目負(fù)責(zé)人的部級重點基礎(chǔ)研究項目“區(qū)域地下水演化過程及其與相鄰層圈相互作用研究”(1996—2000年)。2001年，張宗祜、張光輝等系統(tǒng)闡述了“大陸水循環(huán)系統(tǒng)演化及環(huán)境意義”［8-9］。

“十五”期間，國土資源部繼續(xù)支持張宗祜院士的“大陸水循環(huán)演化”研究，開展了以張光輝為首席科學(xué)家負(fù)責(zé)的部級重點基礎(chǔ)研究項目“西北典型內(nèi)流盆地水循環(huán)規(guī)律與地下水形成演化模式”的研究(2001—2005年)。2006—2010年期間，國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)的項目“海河流域二元水循環(huán)模式與水資源演變機(jī)理”，在氣候變化和人類活動影響下流域尺度水循環(huán)、區(qū)域地下水功能屬性、不同層圈之間水分通量模式演變及其動力學(xué)特征與機(jī)制研究方面，取得重大突破，深入闡明了華北地區(qū)潮白河流域、永定河流域、大清河流域、子牙河流域和漳衛(wèi)河流域地下水演化過程與機(jī)制，首次揭示了氣候變化和人類活動影響下地下水循環(huán)的自然特征演變?yōu)椤白匀?人工”二元模式特征。2014年，《區(qū)域地下水演化與評價理論方法》［10］由科學(xué)出版社正式出版，它詳盡闡述了非飽和水運(yùn)移與水勢理論、區(qū)域地下水演化與水循環(huán)理論和地下水異變機(jī)制與可持續(xù)性評價理論。在這一期間，國家科技攻關(guān)項目開始重視生態(tài)脆弱區(qū)的“資源水-邊緣水-生態(tài)水-災(zāi)害水”及其與國民經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境之間相互關(guān)系的研究，出現(xiàn)了水資源承載能力的觀點。

2 北方區(qū)域地下水演化研究主要進(jìn)展

2．1 張宗祜院士主導(dǎo)的研究進(jìn)展

1992年，張宗祜院士等提出開展“人類活動影響下華北平原地下水環(huán)境的演化與發(fā)展”課題研究，1995年詳盡闡述了“開展中國大陸水圈演化研究，保護(hù)人類生存環(huán)境”的科學(xué)思想［11］，并在國家自然科學(xué)基金委員會主辦的“21世紀(jì)水問題論壇”上深入闡明了“大陸水循環(huán)演化研究”的科學(xué)內(nèi)涵、對我國相關(guān)學(xué)科發(fā)展的重大意義和促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大作用。

在張宗祜院士主持完成的國家自然科學(xué)基金重點項目“人類活動影響下華北平原地下水環(huán)境的演化與發(fā)展”中，取得一系列開拓性研究成果，對后續(xù)我國地下水演化研究發(fā)揮了重大指引作用。該項目提出:①青藏高原的隆升和晚更新世以來，海平面變化對華北平原地下水動力場和水文地球化學(xué)場演化產(chǎn)生了重要作用，包括對區(qū)域地下水補(bǔ)給、更新、徑流和排泄過程及模式的影響［8，12］;②不同時間尺度的氣候周期性變化是華北平原地下水承載力變化的主要驅(qū)動力，它與人類活動影響彼此嵌套，導(dǎo)致地下水補(bǔ)給、更新和承載能力變化表現(xiàn)出多變性、不確定性和階段性特征［13-14］;③對于華北平原地下水可持續(xù)性的認(rèn)識和把握，需要從全球變化的視野出發(fā)，立足大陸尺度水循環(huán)演化規(guī)律，認(rèn)識到氣候、構(gòu)造和人類活動是區(qū)域地下水演化的關(guān)鍵驅(qū)動力，它們彼此疊加，并且在不同時空中其影響強(qiáng)度處于不斷變化之中［15-17］;④為了從整體上認(rèn)識華北平原地下水系統(tǒng)演化的地質(zhì)歷史背景，構(gòu)建了大陸尺度的氣候-地質(zhì)環(huán)境-陸地水系統(tǒng)演化斷面，東西長3500km，南北寬600 km，高差近5000 m，時間跨度2萬a，包括大陸水圈演化的氣候、地質(zhì)環(huán)境和陸地水系統(tǒng)在動量、能量和物質(zhì)運(yùn)動中的內(nèi)在聯(lián)系［8］。

上述研究成果立足于區(qū)域、流域、分區(qū)和亞區(qū)等不同單元之間水系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)系與互動，將大陸尺度水循環(huán)演化作為指導(dǎo)思想，貫穿了“人-地”和諧的發(fā)展觀，既突出了區(qū)域地下水系統(tǒng)的完整性和體系性，又充分體現(xiàn)流域系統(tǒng)內(nèi)的多層次結(jié)構(gòu)、分形特征和不同時空尺度水循環(huán)子系統(tǒng)間耦合與嵌套機(jī)制，首次實現(xiàn)了時空尺度的認(rèn)識跨越［1，18］。

2．2 北方區(qū)域地下水演化與可持續(xù)性研究進(jìn)展

張光輝等［19-20］提出，地下水可持續(xù)利用理念是隨著社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素變化而不斷發(fā)展與完善的，既要強(qiáng)調(diào)目前需求，又要考慮長期需要，同時，還需要考慮社會和科技不斷進(jìn)步對水資源需求的影響，包括不同時期水資源的稀缺程度、綜合價值、利用成本和市場價格的變化，需確保地下水資源在國家和區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時期發(fā)揮應(yīng)有的作用，通過有序和合理利用地下水資源，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，長期超采或全面禁采地下水都是不正確的。

2006年，張光輝等提出區(qū)域地下水功能及可持續(xù)性評價理論與方法，并于2009年出版《區(qū)域地下水功能可持續(xù)性評價理論與方法》［4］。該理論與方法及其關(guān)鍵技術(shù)被廣泛應(yīng)用于我國華北、東北和西北地區(qū)地下水資源及其環(huán)境問題地質(zhì)調(diào)查項目中，并取得一系列學(xué)術(shù)成果。

2．3 內(nèi)陸干旱區(qū)流域尺度地下水演化研究進(jìn)展

長期以來，西北地區(qū)水資源開發(fā)利用中未能充分考慮干旱地區(qū)水資源特點及水循環(huán)規(guī)律，對于流域水循環(huán)演化及其與大氣降水、冰雪融水、地表水和地下水之間轉(zhuǎn)化過程及機(jī)制等研究較薄弱［21-22］。然而，西北內(nèi)陸(盆地)平原區(qū)降雨稀少，下游區(qū)蒸發(fā)強(qiáng)烈，生態(tài)環(huán)境極度脆弱，人、水、土地與生態(tài)環(huán)境之間矛盾突出［23-26］。2000—2005年期間，通過國土資源部重點基礎(chǔ)研究項目“西北典型內(nèi)陸盆地水循環(huán)規(guī)律與地下水形成演化模式”的研究，認(rèn)識到:①地質(zhì)構(gòu)造控制、多單元組成復(fù)雜的地下水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)存在復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過程與機(jī)制［27-29］;②平原區(qū)地下水補(bǔ)給量與山區(qū)降水和氣溫變化密切相關(guān)，主要來自降水和地表水直接入滲補(bǔ)給、洪水期出山口泛洪入滲補(bǔ)給和地質(zhì)歷史時期形成的補(bǔ)給;③自祁連山區(qū)至額濟(jì)納盆地，河水與地下水之間至少經(jīng)歷了3次相互轉(zhuǎn)化過程［30-33］;④自20世紀(jì)50年代至90年代人類活動影響強(qiáng)度呈不斷增大趨勢，中游區(qū)人類活動主導(dǎo)流域尺度水循環(huán)演化特征，上、中、下游區(qū)的人類活動影響強(qiáng)度分別為 1%、87%和 12%［25，34-35］。

3 北方淺部地下水同位素分層特征研究進(jìn)展

由于我國北方地區(qū)的孔隙地下水含水層埋深差異較大，導(dǎo)致地下水補(bǔ)給與更新能力差異較大，地下水年齡從幾十年的“新水”至幾萬年的“老水”差異懸殊，這些差異在地下水同位素中呈現(xiàn)分層標(biāo)識特征［36］。在我國北方地區(qū)，自西向東，主要分布有塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、柴達(dá)木盆地、銀川平原、鄂爾多斯盆地、山西太原盆地，以及華北平原、遼河平原和松嫩平原等，這些大型盆地或平原區(qū)主要含水層地下水中18O、2H(或D)、3H和14C含量的分布具有明顯分層現(xiàn)象［37-39］，淺層地下水中δD和δ18O值分別比深層地下水相應(yīng)值大4‰～16‰和1‰～2‰，淺層地下水中氚值明顯大于深層地下水。淺層地下水的δD平均值－78.98‰(準(zhǔn)噶爾盆地)～－64.17‰(河北平原)，δ18O平均值－10.75‰(準(zhǔn)噶爾盆地)～－8.77‰(河北平原)，14C年齡小于1萬a。深層地下水氚含量很低或基本不含氚，δD平均值－95.43‰(準(zhǔn)噶爾盆地)～－76.13‰(河北平原)，δ18O平均值－126‰(準(zhǔn)噶爾盆地)～－10.71‰(河北平原)，14C年齡大于1萬a，常見1.5萬～3萬a的監(jiān)測結(jié)果。

上述特征，表征了不同埋深和不同水文地質(zhì)條件下的地下水具有不同循環(huán)與更新能力，與地下水埋藏狀況、當(dāng)?shù)亟邓秃铀妊a(bǔ)給條件、地下水補(bǔ)給路徑和開采程度等因素密切相關(guān)，與末次冰期以來古氣候變化相關(guān)［19，40］。隨遠(yuǎn)離海岸線和高程增加，大陸效應(yīng)和高程效應(yīng)的影響逐步減弱［41］。長期大規(guī)模開采，能促進(jìn)深層水更新能力提高［1，19，42］。

4 區(qū)域地下水演化信息熵特征與災(zāi)變機(jī)制研究進(jìn)展

我國松散孔隙地下水參與的區(qū)域水循環(huán)系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，不斷與外界進(jìn)行物質(zhì)交換實現(xiàn)水循環(huán)，水從高水勢向低水勢處自發(fā)地流動，包括化學(xué)組分的聚積，由此，區(qū)域水循環(huán)過程演化是不可逆過程，無論是地表水或是地下水中的水質(zhì)點和化學(xué)組分只能沿水勢最大梯度指向不斷遷移，不會從下游沿水循環(huán)路徑逆向返回上游始發(fā)地［43］。區(qū)域水循環(huán)帶來水資源演化，包括地下水及其與相鄰圈層之間相互作用，總是處于非平衡狀態(tài)(演化過程)中，經(jīng)歷著較漫長的漸變過程，其間存在突變或災(zāi)變事件(例如特枯或特豐水事件，為有序結(jié)構(gòu))，在時空尺度上具有多樣性，并彼此關(guān)聯(lián)或嵌套耦合。

在區(qū)域水循環(huán)演化過程中，突變或災(zāi)變之前，處于高熵態(tài)，突變或災(zāi)變過程處于低熵態(tài)，水循環(huán)演化過程就是一個熵減少的過程［44］?；?470—2009年期間華北平原降水量數(shù)據(jù)的研究［45］表明，區(qū)域水循環(huán)演化結(jié)構(gòu)熵的過程線與年降水量動態(tài)分布過程線之間具有變化互動特征。無論降水量偏大或偏小，其熵值都遠(yuǎn)離均線系統(tǒng)。熵值愈大，表明該水文要素愈靠近多年均值，愈趨于穩(wěn)定(平衡)態(tài);熵值愈小，表明該水文要素愈遠(yuǎn)離穩(wěn)定態(tài)，或遭遇了異常氣候事件(特大干旱或洪澇)明顯影響，水文要素的強(qiáng)弱變化結(jié)構(gòu)(過程)愈簡單，確定性愈強(qiáng)。

5 區(qū)域地下水形成與水循環(huán)演化關(guān)系研究進(jìn)展

在區(qū)域地下水儲存資源形成與演變的地史進(jìn)程中，萬年、千年、百年尺度或更小時間尺度的多雨期與干旱期，或高溫期與低溫期交替出現(xiàn)或疊加共現(xiàn)，致使地下水位、水量和水質(zhì)不斷變化［46］，這如同現(xiàn)今的四季變化，夏季多雨，秋冬少雨。在過去的1.2萬a中，華北平原地下水凈補(bǔ)給量與降水量之間水分通量變化率為0.240 mm/a，與陸面蒸發(fā)量之間水分通量變化率為0.260 mm/a，與側(cè)向徑流量之間水分通量變化率為0.982 mm/a，與地表徑流量之間水分通量變化率為0.320 mm/a。全新世以來，華北平原地下水多年平均的年凈補(bǔ)給系數(shù)(凈補(bǔ)給量與年降水量之比)，介于0.21～0.27之間變化;區(qū)域地下水儲變量與陸面蒸發(fā)量之間的水分通量則隨年蒸發(fā)量的增大而增大(為負(fù)值)，其變化率隨年蒸發(fā)量的減小而增大，這主要受降水和地表徑流變化制約［1，12，47］。站在現(xiàn)今的角度，距今5000 ～4000 a 和距今8000～5600a期間是該平原區(qū)域地下水系統(tǒng)獲得凈補(bǔ)給量與陸面蒸發(fā)消耗最為穩(wěn)定的時期，兩個時段多年平均凈補(bǔ)給量分別為29.3 mm/a和35.2 mm/a，多年平均蒸發(fā)系數(shù)分別為0.78和0.76［12］。

6 未來研究方向

在未來我國北方區(qū)域地下水演化研究中，需要進(jìn)一步重視末次冰期以來流域尺度水循環(huán)演化過程、周期性及地下水主要補(bǔ)給期識別;重視流域尺度的上游源區(qū)水循環(huán)補(bǔ)給源、組成、模式和變化規(guī)律，以及現(xiàn)代流域水循環(huán)過程中河流-地下水系統(tǒng)之間水通量變化機(jī)制和水土資源優(yōu)化配置與生態(tài)環(huán)境保護(hù)模式研究;重視氣候變化和人類活動二元耦合對區(qū)域地下水補(bǔ)給-更新能力及其地質(zhì)環(huán)境災(zāi)變影響的時空特征、程度研究，尤其華北農(nóng)業(yè)區(qū)超采情勢下地下水演變與可持續(xù)保障能力問題的基礎(chǔ)研究［10，47］。

［1］張光輝，費(fèi)宇紅，劉克巖，等．海河平原地下水演變與對策［M］．北京:科學(xué)出版社，2004．

［2］張兆吉，費(fèi)宇紅，趙宗壯，等．華北平原地下水可持續(xù)利用調(diào)查評價［M］．北京:地質(zhì)出版社，2009．

［3］張光輝，嚴(yán)明疆，楊麗芝，等．地下水可持續(xù)開采量與地下水功能評價的關(guān)系［J］．地質(zhì)通報，2008，27(6):875-881．(ZHANG Guanghui，YAN Mingjiang，YANG Lizhi，et al．Relationship between the groundwater sustainable yield and groundwater function assessments［J］．Geological Bulletin of China，2008，27(6):875-881．(in Chinese))

［4］張光輝，聶振龍，申建梅，等．區(qū)域地下水功能可持續(xù)性評價理論與方法研究［M］．北京:地質(zhì)出版社，2009．

［5］費(fèi)宇紅，陳樹娥，劉克巖．滹沱河斷流區(qū)水環(huán)境劣變特征與地下調(diào)蓄潛力［J］．水利學(xué)報，2001，32(11):41-44．(FEI Yuhong，CHEN Shue，LIU Keyan．Characteristics of inferior variation of water environment in Hutuohe River dried-up area［J］．Journal of Hydraulic Engineering，2001，32(11):41-44．(in Chinese))

［6］費(fèi)宇紅，張兆吉，張鳳娥，等．華北平原地下水位動態(tài)變化影響因素分析［J］．河海大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2005，33(5):538-541．(FEI Yuhong，ZHANG Zhaoji，ZHANG Fenge，et al．Factors affecting dynamic variation of groundwater level in North China Plain［J］．Journal of Hohai University:Natural Sciences，2005，33(5):538-541．(in Chinese))

［7］費(fèi)宇紅，張光輝．水勢理論在四水轉(zhuǎn)化研究中應(yīng)用時代特征與趨勢:紀(jì)念ZFP方法引進(jìn)我國30周年［J］．地質(zhì)科技 情 報，2012，31(5):152-156．(FEI Yuhong，ZHANG Guanghui．Application characteristics and trend of soil moisture potential method［J］．Geological Science and Technology Information，2012，31(5):152-156．(in Chinese))

［8］張宗祜，沈照理，薛禹群．華北平原地下水環(huán)境演化［M］．北京:地質(zhì)出版社，2000．

［9］張光輝，陳宗宇，費(fèi)宇紅．華北平原地下水形成與區(qū)域水文循環(huán)演化的關(guān)系［J］．水科學(xué)進(jìn)展，2000，11(4):415-420．(ZHANG Guanghui，CHEN Zongyu，F(xiàn)EI Yuhong．Relationship between the formation of groundwater and the evolution of regional hydrologic cycle in North China Plain［J］．Advances in Water Science，2000，11(4):415-420．(in Chinese))

［10］張光輝，費(fèi)宇紅，聶振龍，等．區(qū)域地下水演化與評價理論方法［M］．北京:科學(xué)出版社，2014．

［11］張宗祜，施德鴻，任福弘，等．論華北平原第四系地下水系統(tǒng)之演化［J］．中國科學(xué):D 輯，1997，27(2):168-173．(ZHANG Zonghu，SHI Dehong，REN Fuhong，et al．Evolution of quaternary groundwater system in North China Plain［J］．Science of China:Series D，1997，27(2):168-173．(in Chinese))

［12］張光輝，聶振龍，陳宗宇，等．全新世以來華北平原層圈間水循環(huán)演化過程與區(qū)域地下水演變周期性［J］．地球?qū)W報，2001，22(4):293-297．(ZHANG Guanghui，NIE Zhenlong，CHEN Zongyu，et al．Evolutionary process of hydrologic cycle and periodicity of groundwater change in North China Plain since Holocene［J］．Acta Geoscientia Sinica，2001，22(4):293-297．(in Chinese))

［13］張光輝，費(fèi)宇紅，李慧娣，等．海河流域平原淺層地下水位持續(xù)下降動因與效應(yīng)［J］．干旱區(qū)資源與環(huán)境，2002，16(2):32-36．(ZHANG Guanghui，F(xiàn)EI Yuhong，LI Huidi，et al．Mechanism and consequence of continual decline of shallow groundwater level in Haihe River Basin［J］．Journal of Arid Land Resources and Environment，2002，16(2):32-36．(in Chinese))

［14］張光輝，陳樹娥，劉克巖，等．海河流域水資源緊缺屬性與對策［J］．水利學(xué)報，2003，34(10):41-44(ZHANG Guanghui，CHEN Shue，LIU Keyan，et al．Property of water resources shortage in Haihe River Basin and counter measure［J］．Journal of Hydraulic Engineering，2003，34(10):41-44．(in Chinese))

［15］張宗祜，施德鴻，沈照理，等．人類活動影響下華北平原地下水環(huán)境演化與發(fā)展［J］．地球?qū)W報，1997，18(4):291-294．(ZHANG Zonghu，SHI Dehong，SHEN Zhaoli，et al．Evolution and development of groundwater environment in North China Plain under human activites［J］．ACTA Geoscientia Sinica，1997，18(4):291-294．(in Chinese))

［16］張光輝，費(fèi)宇紅，王金哲，等．300年以來太行山前平原地下水補(bǔ)給演化特征與趨勢［J］．地球?qū)W報，2003，24(4):261-266．(ZHANG Guanghui，F(xiàn)EI Yuhong，WANG Jinzhe，et al．Evolution characteristics and trend of shallow groundwater recharge in Taihangshan Piedmont Plain over the last 300 years［J］．ACTA Geoscientia Sinica，2003，24(4):261-266．(in Chinese))

［17］陳宗宇，聶振龍，張荷生，等．從黑河流域地下水年齡論其資源屬性［J］．地質(zhì)學(xué)報，2004，78(4):560-567．(CHEN Zongyu，NIE Zhenlong，ZHANG Hesheng，et al．Groundwater renewability based on groundwater ages in the Heihe Valley Alluvial Basin，Northwestern China［J］．ACTA Geologica Sinica，2004，78(4):560-567．(in Chinese))

［18］張光輝，劉少玉，謝悅波．西北內(nèi)陸黑河流域水循環(huán)與地下水形成演化［M］．北京:地質(zhì)出版社，2005．

［19］張光輝，費(fèi)宇紅，陳宗宇，等．海河流域平原深層地下水補(bǔ)給特征及其可利用性［J］．地質(zhì)論評，2002，48(6):651-658．(ZHANG Guanghui，F(xiàn)EIYuhong，CHEN Zongyu，et al．Recharge characteristics and utilization of confined groundwater in the Haihe Basin［J］．Geological Review，2002，48(6):651-658．(in Chinese))

［20］張光輝，費(fèi)宇紅，劉克巖，等．華北平原農(nóng)田區(qū)地下水開采量對降水變化響應(yīng)［J］．水科學(xué)進(jìn)展，2006，17(1):43-48．(ZHANG Guanghui，F(xiàn)EI Yuhong，LIU Keyan，et al．Regional groundwater pumpage for agriculture responding to precipitation in North China Plain［J］．Advances in Water Science，2006，17(1):43-48．(in Chinese))

［21］陳夢熊．西北干旱區(qū)水資源與生態(tài)建設(shè)［J］．國土資源通訊，2001(10):38-41．(CHEN Mengxiong．Water resources and ecology construction in the arid area of Northwest China［J］．NationalL and and Resources Information，2001(10):38-41．(in Chinese))

［22］陳夢熊，馬鳳山．中國地下水資源與環(huán)境［M］．北京:地震出版社，2002．

［23］張光輝，石迎新，聶振龍．黑河流域生態(tài)環(huán)境的脆弱性及其對地下水的依賴性［J］．安全與環(huán)境學(xué)報，2002，2(3):31-33．(ZHANG Guanghui，SHI Yingxin，NIE Zhenlong．A study of the ecological fragility of Heihe River Basin and its heavy dependence on the groundwater protection［J］．Journal of Safety and Environment，2002，2(3):31-33．(in Chinese))

［24］劉少玉，盧耀如，程旭學(xué)，等．黑河中、下游盆地地下水系統(tǒng)與水資源開發(fā)的資源環(huán)境效應(yīng)［J］．地理學(xué)與國土研究，2002，18(4):18-22．(LIU Shaoyu，LU Yaoru，CHENG Xuxue，et al．Groundwater system and water resources environment effect induced by water resources development in the middle and lower reaches of the Heihe River［J］．Geography and Territorial Research，2002，18(4):18-22．(in Chinese))

［25］張翠云，王昭．黑河流域人類活動強(qiáng)度的定量評價［J］．地球科學(xué)進(jìn)展，2004，19(3):396-398．(ZHANG Cuiyun，WANG Zhao．Quantitative assessment of human activity intensity in the Heihe Catchment［J］．Advance in Earth Sciences，2004，19(3):396-398．(in Chinese))

［26］張光輝，聶振龍，劉少玉，等．甘肅西北部黑河流域水資源對下游生態(tài)環(huán)境變化的影響閾［J］．地質(zhì)通報，2006，25(1/2):244-250．(ZHANG Guanghui，NIE Zhenlong，LIU Shaoyu，et al．Threshold of water resources in the Heihe River Valley，Northwestern Gansu，China on the ecological environment variation of the lower reaches［J］．Geological Bulletin of China，2006，25(1/2):244-250．(in Chinese))

［27］張光輝，聶振龍，謝悅波，等．甘肅西部平原區(qū)地下水同位素特征及更新性［J］．地質(zhì)通報，2005，24(2):149-155．(ZHANG Guanghui，NIE Zhenlong，XIE Yuebo，et al．Isotopic characteristics of groundwater and its renewal in the plain area of Western Gansu［J］．Geological Bulletin of China，2005，24(2):149-155．(in Chinese))

［28］武毅，郭建強(qiáng)，朱慶俊，等．基巖水與平原水轉(zhuǎn)換關(guān)系的地球物理勘查技術(shù)探討［J］．地球?qū)W報，2004，25(3):369-372．(WU Yi，GUO Jianqiang，ZHU Qingjun，et al．Geophysical prospecting techniques for the interchange between bedrock waterand plain water［J］．Acta Geoscientica Sinica，2004，25(3):369-372．(in Chinese))

［29］張光輝，聶振龍，劉少玉，等．黑河流域走廊平原地下水補(bǔ)給源組成及其變化［J］．水科學(xué)進(jìn)展，2005，16(5):673-678．(ZHANG Guanghui，NIE Zhenlong，LIU Shaoyu，et al．Characteristic and variation of groundwater recharge resources in the middle reaches of Heihe River Basin［J］．Advances in Water Science，2005，16(5):673-678．(in Chinese))

［30］張光輝，聶振龍，王金哲，等．黑河流域水循環(huán)過程中地下水同位素特征及補(bǔ)給效應(yīng)［J］．地球科學(xué)進(jìn)展，2005，20(5):511-519．(ZHANG Guanghui，NIE Zhenlong，WANG Jinzhe，et al．Isotopic characteristic and recharge effect of groundwater in the water circulation of Heihe River Basin［J］．Advances in Earth Science，2005，20(5):511-519．(in Chinese))

［31］武強(qiáng)，李樹文．地下水滲流系統(tǒng)灰色數(shù)值仿真模擬研究［J］．中國科學(xué):D 輯，2002，32(1):43-53．(WU Qiang，LI Shuwen．Research on grey simulation of groundwater seepage system［J］．Science in China:Series D，2002，32(1):45-53．(in Chinese))

［32］聶振龍，陳宗宇，程旭學(xué)，等．黑河干流淺層地下水與地表水相互轉(zhuǎn)化的水化學(xué)特征［J］．吉林大學(xué)學(xué)報:地球科學(xué)版，2005，35(1):48-53．(NIE Zhenlong，CHEN Zongyu，CHENG Xuxue，et al．The chemical information of the interaction of unconfined groundwater and surface water along the Heihe River，Northwestern China［J］．Journal of Jilin University:Earth Science Edition，2005，35(1):48-53．(in Chinese))

［33］張光輝，申建梅，張翠云，等．甘肅西北部黑河流域中游地表徑流和地下水補(bǔ)給變異特征［J］．地質(zhì)通報，2006，25(1/2):251-255．(ZHANG Guanghui，SHEN Jianmei，ZHANG Cuiyun，et al．Characteristic of variations of surface runoff and groundwater recharge in the middle Heihe River Valley，Northwestern Gansu，China［J］．Geological Bulletin of China，2006，25(1/2):251-255．(in Chinese))

［34］張光輝，聶振龍，張翠云，等． 黑河流域走廊平原地下水補(bǔ)給變異特征與機(jī)制［J］． 水利學(xué)報， 2005， 35( 6) : 715-720． ( ZHANG Guanghui，NIE Zhenlong，ZHANG Cuiyun， et al． Mechanism and characteristics of groundwater replenishment variation in middle reaches of Heihe River Basin［J］． Journal of Hydraulic Engineering，2005，36 ( 6) : 715-720． ( in Chinese) )

［35］張翠云，鐘佐燊，沈照理．地下水硝酸鹽中氧同位素研究進(jìn)展［J］．地學(xué)前緣，2003，10(2):287-291．(ZHANG Cuiyun，ZHONG Zuoshen，SHEN Zhaoli．The progress in the study of oxygen isotopes in groundwater nitrate［J］．Earth Science Frontiers，2003，10(2):287-291．(in Chinese))

［36］王恒純．同位素水文地質(zhì)概論［M］．北京:地質(zhì)出版社，1991．

［37］陳宗宇，張光輝，聶振龍，等．中國北方第四系地下水同位素分層及其指示意義［J］．地球科學(xué):中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報，2002，27(1):97-104．(CHEN Zongyu，ZHANG Guanghui，NIE Zhenlong，et al．Groundwater isotopic stratification and its implications in Northern China［J］．Earth Science:Journal of China University of Geosciences，2002，27(1):97-104．(in Chinese))

［38］陳宗宇，張光輝，徐家明．華北地下水古環(huán)境意義及古氣候變化對地下水形成的影響［J］．地球?qū)W報，1998，23(4):338-345．(CHEN Zongyu，ZHANG Guanghui，XU Jiaming．Paleoclimate record deduced from groundwater and climate change implications of groundwater resources in North China［J］．Acta Geoscientia Sinica，1998，23(4):338-345．(in Chinese))

［39］黃冠星，孫繼朝，汪珊，等． 中國北方典型盆地降水與地 下水氫氧同位素組成特征［J］． 工程勘察，2007，24 ( 4 ) : 27-29． ( HUANG Guanxing，SUN Jichao，WANG Shan，et al． Hydrogen and oxygen isotope in the precipitation and groundwater of typical basin for the north part of China ［J ］． Geotechnical Investigation and Surveying， 2007， 24( 4) : 27-29． ( in Chinese) )

［40］楊麗芝，張光輝，胡乃松，等． 利用環(huán)境同位素信息識別 魯北平原地下水的補(bǔ)給特征［J］． 地質(zhì)通報，2009，28( 4 ) : 515-522． ( YANG Lizhi，ZHANG Guanghui，HU Naisong，et al． Reconition of groundwater supplying features for Northern Shandong Plain，China using environmental isotope information［J］． Geological Bulletin of China， 2009， 28( 4) : 515-522． ( in Chinese) )

［41］楊麗芝，張光輝，劉中業(yè)，等．魯北平原地下水同位素年齡及可更新能力評價［J］．地球?qū)W報，2009，30(2):235-242．(YANG Lizhi，ZHANG Guanghui，LIU Zhongye，et al．Isotope age of groundwater in Lubei Plain and an evaluation of its renewable capacity［J］．Acta Geoscientica Sinica，2009，30(2):235-242．(in Chinese))

［42］陳宗宇，陳京生，費(fèi)宇紅，等．利用氚估算太行山前地下水更新速率［J］．核技術(shù)，2006，29(6):426-431．(CHEN Zongyu，CHEN Jingsheng，F(xiàn)EI Yuhong，et al．Estimation of groundwater renewal rate by tritium in the piedmont plain of the Taihang Mountains［J］．Nuclear Techniques，2006，29(6):426-431．(in Chinese))

［43］苗建軍，趙文桐，羅耘，等．熵與交叉科學(xué)［M］．北京:氣象出版社，1988．

［44］張光輝，賴勤波，費(fèi)宇紅，等．水文循環(huán)演化的信息熵及其應(yīng)用［J］．勘察科學(xué)技術(shù)，2000(1):26-29．(ZHANG Guanghui，LAI Qinbo，F(xiàn)EI Yuhong，et al．Application of the comentropy theory in the evolution of hydrological cycle［J］．Science and Technology in Exploration，2000(1):26-29．(in Chinese))

［45］陳紅，張如一．華北地區(qū)旱澇分型及其動態(tài)變化［J］．地理科學(xué)，1993，13(2):129-132．(CHEN Hong，ZHANG Ruyi．The drought/flood anomaly and dynamic variation in the region of North China［J］．Scientia Geographica Sinica，1993，13(2):129-132．(in Chinese))

［46］張宗祜，張光輝．大陸水循環(huán)系統(tǒng)演化及其環(huán)境意義［J］．地 球 學(xué) 報，2001，22(4):289-292．(ZHANG Zonghu，ZHANG Guanghui．The evolution of continental water cyclic system and its environmental significance［J］．Acta Geoscientia Sinica，2001，22(4):289-292．(in Chinese))

［47］張宗祜，張光輝，任福弘，等．區(qū)域地下水演化過程及其與相鄰層圈間相互作用［M］．北京:地質(zhì)出版社，2006．