地下水科学与工程野外试验基地(衡水)

发布时间:2020-09-17

  地下水科学与工程野外试验基地(衡水)(简称衡水试验基地)地处华北平原中部,坐落于河北省深州市护驾迟镇南张家庄,占地面积24300平方米。在水文地质单元分区上,地处滹沱河冲洪积平原前缘带,为深层地下水系统由自然特征流场至人工强烈干扰流场的区段,具有华北平原深层地下水异常变化的标志性典型特征。

  衡水试验基地通过长期地下水观测,研究深层地下水超采区地面沉降演化规律,开展了深层地下水的超采与补给来源问题,研究了浅层咸水下移驱动机制问题及地下水循环演变问题。

  试验基地已建成具有国际先进水平的、配套又成体系支撑地下水学科与工程研究的科学试验平台,已成为获取有关地下水科学与工程基础数据的重要场所、设施和手段。主要有:气象要素观测平台、地下水动态变化观测平台、“三水”转化观测平台和地下水形成过程监测平台。

  气象要素观测平台 

  自动气象站依据国家气象监测标准设定,可观测降水、蒸发、气温、地温、湿度、日照、辐射、风速、风向等9大常规要素。自主研发了配套的大气降水自动采集装置,为分析大气降水中稳定同位素时空分布提供基础数据。

  地下水动态变化观测平台 

  根据试验基地地层结构特征、地下水赋存位置和水文地质条件,在揭露的600m深度范围内,分层施工五眼抽水主井和相配套的五眼观测孔群。在井孔平面布局方面,采取“观测孔在里,线形穿叉;抽水主井在外,环形、环绕的双环‘莲座’”布置形式。2011年,在井群内又完成浅层试验井4眼,从地表向下分单层成井。形成井群试验观测系统。观测井中有地下水位自动监测系统。记录水位动态、水温和电导率三个参数。

  地下水动态变化观测平台

  降水-土壤水-地下水“三水”转化观测平台 

  包括竖井观测系统和多功能观测样方。

  竖井观测系统。建造了竖井观测系统,井深12m、井径2m,井壁由厚10mm钢板构成,底部封闭。井内的观测系统,由负压计、盐分传感器、TDR和中子仪等仪器组成,用于采集自然土体中土水势及水分含量数据及变化特征,支撑深厚包气带背景下降水-土壤水-地下水转化过程研究。

竖井观测系统

  多功能观测样方。多功能观测样方是针对不同研究目标而设建的,包括农田优化配水试验及不同灌溉方式对入渗补给地下水的影响试验研究、土壤水盐运移试验研究、同位素示踪试验研究、咸水微咸水综合利用与迁移规律试验研究和大气水-土壤水-地下水相互转化研究等。深州试验基地共建20处试验样方,样方大小5×5m2,深1.8m。水平方向均为封闭环境,垂直方向均为开放环境。样方侧向安装有负压计、TDR等仪器。

 多功能观测样方

  地下水形成过程监测平台。 

  地下水形成过程的实时监测主要采用地中蒸渗仪。建有1座大型“称重式地中蒸渗仪”。它的土柱容器长2.0m,宽1.5m,高5.5m,装填了当地代表性地层结构的原状土样,总体积16立方米。可称重量40吨。精度可以测出0.05mm降水量。

  大型地中蒸渗仪

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