脱节型河流与地下水相互作用研究进展

靳孟贵; 鲜阳; 刘延锋

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

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脱节型河流与地下水相互作用研究进展

靳孟贵, 鲜阳, 刘延锋

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靳孟贵, 鲜阳, 刘延锋. 脱节型河流与地下水相互作用研究进展[J]. 水科学进展, 2017, 28(1): 149-160. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

引用本文:

靳孟贵, 鲜阳, 刘延锋. 脱节型河流与地下水相互作用研究进展[J]. 水科学进展, 2017, 28(1): 149-160. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

JIN Menggui, XIAN Yang, LIU Yanfeng. Disconnected stream and groundwater interaction: a review[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(1): 149-160. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

Citation:

JIN Menggui, XIAN Yang, LIU Yanfeng. Disconnected stream and groundwater interaction: a review[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(1): 149-160. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

脱节型河流与地下水相互作用研究进展

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

靳孟贵^1,2,
鲜阳^1,2,
刘延锋^1,2

1.
中国地质大学盆地水文过程与湿地生态恢复学术创新基地, 湖北武汉 430074;
2.
中国地质大学环境学院, 湖北武汉 430074

基金项目: 国家自然科学基金-新疆联合基金重点支持项目（U1403282）

详细信息

作者简介:
靳孟贵(1957-),男,安徽舒城人,教授,博士,主要从事地下水与环境方面研究。E-mail:mgjin@cug.edu.cn

中图分类号: P122;G353.11

Disconnected stream and groundwater interaction: a review

1.
Laboratory of Basin Hydrology and Wetland Eco-Restoration, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China;
2.
School of Environmental Studies, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.U1403282).

摘要: 河流与地下水的脱节现象广泛存在于干旱及半干旱地区，二者间的相互作用已成为目前的研究热点。在简要分析河流与地下水关系的基础上，综述了河流与含水层之间由饱和连接，经过渡脱节，演化为完全脱节系统的物理过程及机理和脱节系统形成的必要条件。总结分析了最大渗漏量法、临界地下水位法、水位波动法等河流与地下水关系判别方法以及优缺点。讨论了非稳定演化过程中河水的入渗规律以及介质时空非均质性对脱节系统的影响。分析认为目前脱节形成机理仍不完全明晰；简便有效的判别方法还需进一步研究；介质时空非均质性对河水渗漏的影响是未来研究的重要方向。
- 河流-地下水相互作用 /
- 脱节 /
- 非饱和带 /
- 非均质性
Abstract: The phenomenon of a stream becoming disconnected from its underlying aquifer commonly occurs in arid and semiarid areas. The interaction between disconnected streams and aquifers is a popular research topic, and over the past few decades, new understanding and methods have emerged. In the present study, we first briefly analyzed the relationship between streams and aquifers. We then reviewed the physical processes and basic principles by which the stream-aquifer system changes from connected to transitional, and subsequently from transitional to fully disconnected, as well as the hydrogeological conditions required for disconnection to occur. For assessing the hydraulic connection between the stream and the aquifer, we synthesized field-based methods based on maximum infiltration rates, critical groundwater tables, or the fluctuations of stream water tables and groundwater tables. The advantages and disadvantages of these methods were analyzed. We also discussed the transient stream-aquifer exchange during disconnection and the effects of heterogeneity on disconnection. We conclude that the basic principles of disconnection are not fully understood. Convenient and reliable methods for assessing the connection status and the effects of heterogeneity on seepage from streams require further investigation in the future.
- interaction between stream and aquifer /
- disconnection /
- unsaturated zone /
- heterogeneity

[1]	曹文庚, 文爱欣, 南天, 王哲, 高媛媛, 崔亚莉, 孙晓悦. 海河流域典型区地下水回补适宜性评价 . 水科学进展, 2023, 34(2): 227-237. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2023.02.007
[2]	李彬权, 梁忠民, 付宇鹏, 王军, 胡义明. 基于变动饱和带的产汇流模型及其参数确定方法 . 水科学进展, 2022, 33(2): 208-218. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2022.02.005
[3]	金光球, 张中天, 袁海钰, 唐洪武, 陈鹤翔, 张思怡. 河流潜流带地表-地下水过程对典型水生生物活动的响应研究进展 . 水科学进展, 2022, 33(5): 835-847. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2022.05.013
[4]	张文兵, 沈振中, 任杰, 徐力群, 周聪聪, 杨金孟. 考虑土体非均质传热的河岸带水热耦合模型 . 水科学进展, 2022, 33(1): 123-134. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2022.01.012
[5]	陈孝兵, 郑春阳, 袁越. 河床沉积物非均质性影响下的潜流交换数值模拟 . 水科学进展, 2019, 30(2): 220-229. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.007
[6]	康学远, 施小清, 邓亚平, 廖凯华, 吴吉春. 基于EnKF融合地球物理数据刻画含水层非均质性 . 水科学进展, 2018, 29(1): 40-49. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.005
[7]	张在勇, 王文科, 陈立, 王周锋, 段磊, 安可栋. 非饱和带有限分析数值模拟的误差分析 . 水科学进展, 2016, 27(1): 70-80. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.01.008
[8]	邓亚平, 张烨, 施小清, 吴吉春. 非均质裂隙介质中重非水相流体运移 . 水科学进展, 2015, 26(5): 722-730. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.05.014
[9]	史良胜, 张秋汝, 宋雪航, 方旭东. 地下水位在非饱和水流数据同化中的应用 . 水科学进展, 2015, 26(3): 404-412. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.03.011
[10]	吴谋松, 黄介生, 谭霄, 伍靖伟. 不同地下水补给条件下非饱和砂壤土冻结试验及模拟 . 水科学进展, 2014, 25(1): 60-68.
[11]	杨磊, 周启友. 基于流动电位正演模型的非饱和带水流过程监测 . 水科学进展, 2012, 23(5): 673-679. doi: CNKI: 32.1309.P.20120824.1606.008
[12]	陈静, 黄冠华, 黄权中. 一维均质与非均质土柱中溶质迁移的分数微分对流-弥散模拟 . 水科学进展, 2006, 17(3): 299-304.
[13]	梁斌, 王超, 王沛芳, 钱进, 郑晓英. 河流污水非饱和入渗对沿岸地下水质的影响 . 水科学进展, 2003, 14(5): 548-553.
[14]	奚成刚, 陈家军, 许兆义. 水气二相流方程的一种离散数值解法 . 水科学进展, 2002, 13(3): 287-291.
[15]	陈家军, 彭胜, 王金生, 王志明, 李书绅. 非饱和带水气二相流动参数确定实验研究 . 水科学进展, 2001, 12(4): 467-472.
[16]	任理, 王济, 秦耀东. 非均质土壤饱和稳定流中盐分运移的传递函数模拟 . 水科学进展, 2000, 11(4): 392-400.
[17]	陈家军, 奚成刚, 王金生. 非饱和带水-气二相流数值模拟研究进展 . 水科学进展, 2000, 11(2): 208-214.
[18]	任理, 李保国, 叶素萍, 杨立国. 稳定流场中饱和均质土壤盐分迁移的传递函数解 . 水科学进展, 1999, 10(2): 107-112.
[19]	黄冠华, 沈荣开. 非均质土壤中二维非饱和土壤水分运动的随机分析 . 水科学进展, 1997, 8(2): 117-122.
[20]	刘亚平, 陈川. 土壤非饱和带中的优先流 . 水科学进展, 1996, 7(1): 85-89.

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脱节型河流与地下水相互作用研究进展

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

1. 中国地质大学盆地水文过程与湿地生态恢复学术创新基地, 湖北武汉 430074;

2. 中国地质大学环境学院, 湖北武汉 430074

基金项目: 国家自然科学基金-新疆联合基金重点支持项目（U1403282）

作者简介:
靳孟贵(1957-),男,安徽舒城人,教授,博士,主要从事地下水与环境方面研究。E-mail:mgjin@cug.edu.cn

收稿日期: 2016-05-06
刊出日期: 2017-01-25

中图分类号: P122;G353.11

关键词:

河流-地下水相互作用 /

脱节 /

非饱和带 /

非均质性

摘要: 河流与地下水的脱节现象广泛存在于干旱及半干旱地区，二者间的相互作用已成为目前的研究热点。在简要分析河流与地下水关系的基础上，综述了河流与含水层之间由饱和连接，经过渡脱节，演化为完全脱节系统的物理过程及机理和脱节系统形成的必要条件。总结分析了最大渗漏量法、临界地下水位法、水位波动法等河流与地下水关系判别方法以及优缺点。讨论了非稳定演化过程中河水的入渗规律以及介质时空非均质性对脱节系统的影响。分析认为目前脱节形成机理仍不完全明晰；简便有效的判别方法还需进一步研究；介质时空非均质性对河水渗漏的影响是未来研究的重要方向。

English Abstract

Disconnected stream and groundwater interaction: a review

1. Laboratory of Basin Hydrology and Wetland Eco-Restoration, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China;

2. School of Environmental Studies, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.U1403282).

Received Date: 2016-05-06
Publish Date: 2017-01-25

Keywords:

interaction between stream and aquifer /
disconnection /
unsaturated zone /
heterogeneity

Abstract: The phenomenon of a stream becoming disconnected from its underlying aquifer commonly occurs in arid and semiarid areas. The interaction between disconnected streams and aquifers is a popular research topic, and over the past few decades, new understanding and methods have emerged. In the present study, we first briefly analyzed the relationship between streams and aquifers. We then reviewed the physical processes and basic principles by which the stream-aquifer system changes from connected to transitional, and subsequently from transitional to fully disconnected, as well as the hydrogeological conditions required for disconnection to occur. For assessing the hydraulic connection between the stream and the aquifer, we synthesized field-based methods based on maximum infiltration rates, critical groundwater tables, or the fluctuations of stream water tables and groundwater tables. The advantages and disadvantages of these methods were analyzed. We also discussed the transient stream-aquifer exchange during disconnection and the effects of heterogeneity on disconnection. We conclude that the basic principles of disconnection are not fully understood. Convenient and reliable methods for assessing the connection status and the effects of heterogeneity on seepage from streams require further investigation in the future.

靳孟贵, 鲜阳, 刘延锋. 脱节型河流与地下水相互作用研究进展[J]. 水科学进展, 2017, 28(1): 149-160. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

引用本文:

靳孟贵, 鲜阳, 刘延锋. 脱节型河流与地下水相互作用研究进展[J]. 水科学进展, 2017, 28(1): 149-160. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

JIN Menggui, XIAN Yang, LIU Yanfeng. Disconnected stream and groundwater interaction: a review[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(1): 149-160. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

Citation:

JIN Menggui, XIAN Yang, LIU Yanfeng. Disconnected stream and groundwater interaction: a review[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(1): 149-160. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

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脱节型河流与地下水相互作用研究进展

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

作者简介: 靳孟贵(1957-),男,安徽舒城人,教授,博士,主要从事地下水与环境方面研究。E-mail:mgjin@cug.edu.cn

Disconnected stream and groundwater interaction: a review

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出版历程

脱节型河流与地下水相互作用研究进展

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.017

1. 中国地质大学盆地水文过程与湿地生态恢复学术创新基地, 湖北 武汉 430074; 2. 中国地质大学环境学院, 湖北 武汉 430074

作者简介: 靳孟贵(1957-),男,安徽舒城人,教授,博士,主要从事地下水与环境方面研究。E-mail:mgjin@cug.edu.cn

English Abstract

Disconnected stream and groundwater interaction: a review

1. Laboratory of Basin Hydrology and Wetland Eco-Restoration, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China; 2. School of Environmental Studies, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China

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作者简介:
靳孟贵(1957-),男,安徽舒城人,教授,博士,主要从事地下水与环境方面研究。E-mail:mgjin@cug.edu.cn

1. 中国地质大学盆地水文过程与湿地生态恢复学术创新基地, 湖北武汉 430074;

2. 中国地质大学环境学院, 湖北武汉 430074

作者简介:
靳孟贵(1957-),男,安徽舒城人,教授,博士,主要从事地下水与环境方面研究。E-mail:mgjin@cug.edu.cn

1. Laboratory of Basin Hydrology and Wetland Eco-Restoration, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China;

2. School of Environmental Studies, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China