地下水科学与工程野外试验基地(正定)

发布时间:2020-09-17

  地下水科学与工程野外试验基地(正定)(简称正定试验基地)地处位于河北省石家庄市正定县城东南,占地面积25000平方米。在水文地质单元分区上,地处太行山前倾斜平原的滹沱河冲洪积扇轴部,为浅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,具有华北平原浅层地下水异常变化的标志性典型特征。

  正定试验基地通过长期地下水数据观测,研究浅层地下水资源组成与脆弱性问题;不同下垫面条件下水分入渗能力试验研究;在巨厚包气带影响下水分的非线性入渗试验研究;浅层地下水蒸发及其影响因素试验研究。建有生态系统功能观测区、包气带水分运移试验区、地下水动态观测试验区等,为水在大气圈、生物圈、土壤圈和地下水圈中的循环规律和循环模式研究提供平台。为浅层地下水的开发利用对地面沉降的影响提供基础数据,为山前地下水对中东部平原区的补给过程、补给规律、补给模式等提供科学依据。

  地下水科学与工程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。

 

  自动气象站

  地下水动态变化观测平台

  在揭露的504米深度内,分层施工5眼抽水试验井,取水段分别为40-450米和250-270米。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。

  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。井深30m,井径2.5m,侧壁由厚30cm的圆形钢筋混凝土构成,安装负压计、TDR和中子仪等仪器,实现了数据的实时采集、存储与传输,支撑巨厚包气带背景下降水-土壤水-地下水转化过程研究。该竖井观测系统,是目前国内深度最大的多功能竖井观测系统。

  多功能观测竖井

  多功能观测样方。由12个试验样方组成,其中8个大样方,4个小样方。大样方大小8m×6m,小样方4m×6m,均深6.0m。水平方向为封闭环境,垂直方向为开放环境。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。正定试验基地建有 8座大型“杠杆式称重式地中蒸渗仪”,它的土柱高度4.68m,直径1.88m。主要由蒸渗仪土箱系统、称重系统、水位控制(蒸发补偿)系统、测量系统、数据采集与传输系统、电源供给系统和终端显示系统七大部分组成。土箱系统5座为原状土,采取地点分别为华北平原的山前倾斜平原(正定、栾城、深泽),中部冲洪积平原(景县)和滨海平原(黄骅)。3座为人工填土,用于对比研究。

  大型称重式地中蒸渗仪

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