Analysis of groundwater recoverable resource by numerical method in Linfen Basin of Shanxi, North China

Calculation of the groundwater recoverable resource is the main part of groundwater resource evaluation. The three-dimensional groundwater flow model in Linfen Basin was established by GMS software. Then the numerical model was calibrated by observed groundwater level from February to December in 2 000. Based on the calibrated model, the groundwater recoverable resource is calculated. The simulation result shows that under the given value of the groundwater recoverable resource, the groundwater level would decrease significantly in the first 1 000 days, while the water level would drop slowly in 1 000 to 2 000 days, and the water level change tend to be stable after 2000 days.     

亚洲地下水资源与环境地质系列图及GIS系统结构

“亚洲地下水资源及环境地质系列图件”(1∶800万)属于洲际尺度图件,包括亚洲水文地质图、亚洲地下水资源图、亚洲地热图和亚洲地下水环境背景图等.针对全球变化,能源危机、资源短缺、环境恶化地质灾害频发的状况,特别是水资源安全保障与地质环境优劣更是直接影响亚洲地区可持续发展,编制上述图件,意义十分重大.亚洲地下水资源及环境...     

肥城盆地石横电厂水源地岩溶水系统地下水管理模型

为防治肥城盆地区域地下水位持续下降，科学管理盆地地下水资源，建立了盆地内岩溶水系统地下水优化管理模型．并采用改进单纯形法求解该模型，取得了较好地效果。首先根据1994年11月1日～1997年7月31日历时33个月盆地内各用水部门岩溶水开采量调查资料、地下水位长观资料等，采用有限单元法建立了盆地岩溶地下水流数值模型；然后在对盆地内2001年水资源开发利用现状及存在问题进行分析的基础上．提出了盆地内岩溶地下水资源的开源节流措施．并指出通过开源节流、加强管理、优化水量分配方案、控制开采、积极外引客水资源等措施．有望控制住盆地内地下水位持续下降。最后采用响应矩阵法耦合地下水流数值模型与优化模型建立了管理模型。在求解方法上．对于因资源不足而无解时，可在形成背景水位时．根据既定的供水优先秩序，对优先级较低的用户分配较少的资源，通过试算的方法求得当前资源约束下的满意解。     

Study on adverse effects of groundwater level rising induced by land creation engineering in hilly and gully area of the Loess Plateau

Land creation projects have been implemented in China to expand urban space in mountainous areas. In addition to the predictable settlement brought about by filling construction,varying degrees of land subsidence and engineering failures have a demonstrated relationship to groundwater level fluctuation induced by land creation engineering. In this work, we adopted a typical large-scale land creation project, Yan'an New City in Shaanxi province, West China, as our study area. Prior to conducting the main experiment,preliminary field investigation and groundwater level monitoring were conducted to determine the groundwater fluctuation trend induced by land creation engineering. Although a blind drainage system was implemented, the depth aspect of groundwater level changes after large-scale land creation still needed to be addressed. To study the degree of impact and the settlement mechanism induced by the rising groundwater level, we conducted a Water Immersion Test(WIT) in a typical land creation site for 107 days. The rising groundwater level was simulated by injecting water from the bottom of the filling foundation. During the WIT, the soil water content, surface subsidence, and internal settlement of soil at different depths were obtained. Surface subsidence development could be categorized into four stages during the water level increase. The second stage, which is defined as the point when the groundwater level rises to 10 m,marked the critical point in the process. Furthermore,it was ascertained that the local settlement in regions that were originally composed of steep slopes is larger than that in originally flat areas. In addition, ground cracks and sinkholes in the study area were inspected;and it was determined that they would become new channels that would accelerate water infiltration and exacerbate the settlement. Based on the results from our field investigation and testing, several suggestions are proposed for land creation projects to mitigate issues associated with construction-induced groundwater level rising.     

基于GMS的玉符河人工补源影响研究

为探究济南市玉符河人工补源对趵突泉泉域的影响,在系统分析泉域水文地质条件的基础上,采用地下水数值模拟软件GMS10.0建立了2012—2014年覆盖趵突泉泉域的地下水流数值模型,通过模型对玉符河补源实施后地下水的径流方向、影响面积以及对泉水位和西郊水源地水位的提升作用进行评估。结果表明:玉符河补源在实际渗漏量为10.52×10~4m~3/d的情况下,玉符河补源水首先沿着炒米店地堑由南向北流,然后再向东、西方向径流。补源后第177 d,补源影响范围基本抵达四大泉群,玉符河补源的最大影响范围为485.79 km~2。玉符河补源对趵突泉、黑虎泉的最大影响水位为0.06 m和0.04 m;对济南西郊水源地的水位起到明显的提升作用,最大值达到0.57m。西郊水位的抬升可以缓解地下水开采对趵突泉水位的影响,减小保泉的压力,也为将来济南百姓重新喝上优质地下水奠定了基础。     

基于数值模型的肥城市地下水源地保护区划分

在北方隐伏岩溶分布地区,许多城市开发利用岩溶地下水资源作为饮用水水源,但利用数值模型方法进行岩溶水饮用水源保护区划分的工作较少。以山东省肥城市城区水源地为例,采用数值模型方法,构建地下水流数值模型,并采用质点追踪技术对岩溶水饮用水源保护区进行了划分。一级保护区面积1.53 km2,二级保护区面积28.4km2,准保护区面积约272.9 km2,全部位于肥城市辖区内。此次划定的保护区范围比之前划定的保护区范围更合理、准确,有利于加强地下水资源的管理和保护。     

邹平市北部平原区地下水资源评价及开采潜力分析

邹平市北部平原区孔隙水分布广泛且南北差异较大,摸清邹平市地下水资源储量,进行开采潜力分析,提出解决水资源供需矛盾和合理开发利用地下水资源的现实措施,对邹平市合理高效开发利用地下水资源具有重要意义。为推动邹平市地下水合理高效开发利用,本文利用地下水均衡原理,对区内浅层及深层孔隙水进行资源量计算,并对浅层地下水开发利用潜力进行分区。分析表明,邹平市地下水分布较为不均,存在"南超北余"不均匀分布的现状。调整开采布局的原则是以环境地质问题为约束条件,并最大限度地发挥地下水资源潜力。遵循以调控浅层地下水合理水位为中心的资源开发利用总方针,依据浅层地下水开采资源潜力和开采现状等,主要分为强化开采、稳定开采、控制开采、补源开采和半咸水改造利用5个大区。     

库岸滑坡地下水位时间序列混沌特征识别与PSO-LSSVM模型预测

地下水位预测对滑坡稳定性分析具有重要意义,三峡库区库岸滑坡地下水位时间序列在季节性强降雨和周期性库水位涨落等诸多因素影响下呈现混沌特征。在对地下水位序列进行相空间重构的基础上,采用饱和关联维数法和最大Lyapunov指数法对其混沌特征进行验证。再用预测性能优秀的最小二乘支持向量机(LSSVM)模型对其进行预测,并用粒子群算法优化选取LSSVM模型的参数,以克服LSSVM模型参数选取困难的缺点。以三峡库区三舟溪滑坡前缘STK-1水文孔日平均地下水位序列为例进行了混沌分析,分别运用粒子群优化的LSSVM模型(PSO-LSSVM)和BP神经网络模型对STK-1水文孔地下水位进行了预测。结果表明库岸滑坡地下水位序列存在混沌特征,PSO-LSSVM模型预测结果的均方根误差为0.193m,拟合优度为0.815,说明预测效果较理想,且PSO-LSSVM模型预测精度高于BP网络模型,具有较强的实用性。      

哈萨克斯坦Marsel探区下石炭统致密气资源潜力及勘探前景

哈萨克斯坦Marsel探区下石炭统历经多年勘探未取得重大发现,资源发现结果与评价的资源量极不匹配。为重新认识该区致密气资源潜力,利用高频层序、测井、试油、地震等资料,对下石炭统烃源岩分布、储层岩性及物性、含气饱和度等地质参数进行了重新评价,采用蒙特卡洛模拟法和小面元容积法估算了下石炭统致密气资源量,并评价了资源的平面分布特征。结果表明,Marsel探区下石炭统谢尔普霍夫阶（C₁sr）和维宪阶（C₁v）有效烃源岩的分布面积可达1×104 km2,探区北部烃源岩w（TOC）普遍在1.2%以上,南部基本在0.2%~1.2%之间,均处于生气高峰阶段;储层主要为礁滩相碳酸盐岩,平均孔隙度约6%,渗透率多在10×10-3 μm2以下,与烃源岩互层接触,可形成大面积连续分布的致密气聚集。蒙特卡洛模拟法估算Marsel探区下石炭统致密气90%、50%、10%概率下的可采资源量分别为1 551亿,4 001亿,8 753亿m3。小面元容积法评价结果显示,Marsel探区下石炭统致密气分布面积达6 000 km2,可采资源量4 323亿m3,平均可采资源丰度为0.7亿m3/km2,属于特低丰度致密气资源,但北部ASSA、Terekhov、KNDK等"甜点区"可采资源丰度在0.8~2.5亿m3/km2。通过借鉴水平井体积压裂开采经验,优选"甜点"钻探提高单井产量,Marsel探区下石炭统仍有望实现效益开发。      

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A dynamic model for exploring water-resource management scenarios in an inland arid area: Shanshan County,Northwestern China

Water scarcity is a challenge in many arid and semi-arid regions; this may lead to a series of environmental problems and could be stressed even further by the effects from climate change. This study focused on the water resource management in Shanshan County, an inland arid region located in northwestern China with a long history of groundwater overexploitation. A model of the supply and demand system in the study area from 2006 to 2030, including effects from global climate change, was developed using a system dynamics (SD) modeling tool. This SD model was used to 1) explore the best water-resource management options by testing system responses under various scenarios and 2) identify the principal factors affecting the responses, aiming for a balance of the groundwater system and sustainable socio-economic development. Three causes were identified as primarily responsible for water issues in Shanshan: low water-use efficiency, low water reuse, and increase in industrial water demand. To address these causes, a combined scenario was designed and simulated, which was able to keep the water deficiency under 5% by 2030. The model provided some insights into the dynamic interrelations that generate system behavior and the key factors in the system that govern water demand and supply. The model as well as the study results may be useful in water resources management in Shanshan and may be applied, with appropriate modifications, to other regions facing similar water management challenges.     

长清孝里铺水文地质单元岩溶地下水资源量计算及开采潜力分析

在收集利用前人研究成果的基础上,计算岩溶地下水补给资源量,通过调查统计获得岩溶地下水开采资源量,采用水均衡法和数值法计算岩溶地下水可增采资源量,并分析增采潜力。通过水文地质条件分析,将归德镇附近富水地段作为增采潜力开采区,最后提出岩溶地下水开发利用建议。     

沂蒙山区典型断陷盆地岩溶地下水系统特征: 以莱芜盆地为例

2011年以来，中国地质调查局在沂蒙山区组织实施了1:5万标准图幅水文地质调查4万余km2，并在严重缺水村镇开展了大量的找水打井示范工作，获得了较为丰富的地质数据，对断陷盆地地下水流系统取得了新认识。受中新生代构造影响，沂蒙山区发生断裂褶皱、伸展滑脱及岩浆侵入活动，形成一系列"南超覆北断陷"的地堑-半地堑盆地，并最终形成现今典型的"盆-山"岩溶水文地质结构，及以盆地为单元的相对独立的岩溶地下水流系统。为研究沂蒙山区地下水流系统发育特征，选择莱芜盆地为典型研究区，基于野外地质调查，通过综合分析盆地南北两侧地貌单元、含水岩组立体空间分布及地下水水位、水化学及同位素结果等，探讨了沂蒙山区典型"盆-山"结构塑造的多级岩溶地下水流系统特征。结果表明，莱芜盆地岩溶地下水由盆地外围向盆地中心呈"向心式"径流；受人类活动影响、地质构造控制和含水层分布制约，盆地南北两侧地下水流系统特征存在差异:盆地南部发育中间和局部两级地下水流系统；盆地北部则仅发育单一的局部地下水流系统，但占有已勘查论证的近1/2的地下水水源地。此外，研究发现在大汶河最低侵蚀基准面，区域滑脱构造及热液混合作用拆离的空隙，与岩层面、层间裂隙、顺层溶蚀空隙等共同构成立体的岩溶地下水网络，影响着岩溶水循环途径及深度。以此认识为指导，实施的探采结合井成井率达到86%，强化了地下水流系统理论在北方基岩山区水文地质工作中理论与实践的结合。      

典型纳污坑塘周边地下水污染来源识别及其健康风险评估

以典型纳污坑塘(污水库)周边地下水水质监测数据为基础,在对区内地下水污染源进行分析的基础上,采用水环境健康风险评估模型,对区内地下水污染健康风险进行了系统评价研究.污染来源识别结果表明:纳污坑塘周边第Ⅰ、第Ⅱ含水层地下水污染严重,其污染源主要为坑塘内堆放的工业污水以及工业废渣.污染健康风险评估结果表明:8号坑附近第Ⅰ含水层中砷浓度以及北库南侧第Ⅱ含水层中1,2-二氯乙烷总致癌风险分别为10-2、10-3数量级,远超可接受风险水平10-6.不同含水层中污染物平均致癌风险大小关系为,第Ⅰ含水层:砷>1,2-二氯乙烷;第Ⅱ含水层:1,2-二氯乙烷>砷>1,1,2-三氯乙烷>四氯化碳.1,2-二氯乙烷等挥发性有机污染物4种潜在暴露途径的平均致癌风险大小关系表现为:饮用地下水>皮肤接触地下水>经室外吸入空气中气态污染物>经室内吸入空气气态污染物.相对于敏感用地,非敏感用地污染物的总致癌风险以及危害商较低.     

嘉兴市地下水资源开发区域规划

本文通过区域水文地质条件、地下水动态及环境地质问题的分析研究,针对当前嘉兴市地表水遭受污染,地下水严重超采,造成区域地下水位下降及地面沉降等环境地质问题,利用长期监测资料进行地下水开来资源评价,提出合理开发利用地下水资源的区域规划意见,为政府部门水资源综合规划、确定地下水开采量、实施地下水资源开发利用监督管理提供了科学依据。     

郑州五龙电厂与周边农用水矛盾分析

郑州五龙电厂锅炉用水以开采地下水为主 ,开采量 4 0 0 0m3/d。由于区内地下水位持续下降 ,农业开采井涌水量减少 ,当地农民认为是由电厂开采引起的 ,双方矛盾激化 ,严重影响了电厂的生产、生活秩序。通过水文地质调查认为 ,电厂开采量基本合理 ,且由于电厂开采井与农用井开采层位不一 ,二者之间有一厚约 30m的致密坚硬粘土层 ,有一定的隔水能力。因此 ,电厂的合理开采对周边农用井不会有大的影响 ,区内地下水位持续下降 ,主要是下游上街至荥阳一带形成的复合降落漏斗引起的。区域上的地下水超采引起全县范围内水位下降。     

基于Visual MODFLOW的地下水数值模拟研究及水位预测

地下水的开发一直是困扰城市发展的难题,过度的、不恰当的地下水开发往往对地下水资源造成不可恢复的损害。济南地区已开发了长孝水源地开采利用岩溶水,研究这一区域适量增采条件的地下水动态响应对地下水的合理开采具有现实意义。本文建立了长清孝里铺水文地质单元数值模型,并运用Visual MODFLOW软件对模型进行计算。经过对模型进行长达3年的识别与验证,验证了模型的合理性与有效性。随后将模型用于不同开采方案下的地下水位预报和地下水动态响应分析,得出了不同开采方案对地下水影响的预测结果,根据水位预测结果显示长清地区岩溶水开采量不宜超过14万m³/d。     

永城市浅层地下水污染分布特征及来源识别

为有效管理和保护永城市浅层地下水资源，维系水资源可续利用，必须查明其污染物的分布特征和来源。在对永城市浅层地下水采样分析的基础上，结合分析城市发展带来产业布局改变及土地利用类型分布对其造成的影响，研究其主要污染组分的来源及分布特征。结果表明:城市第二产业（工矿业）发展，GDP的增长与浅层地下水中ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）上升存在相关性，城市工业及人口密集区与污染严重区位置趋于一致。浅层地下水污染的最主要来源是SO₄2-含量的上升，除了直接导致水质变差外，还会间接改变水文地球化学作用的强度，造成原本难溶的碳酸盐和硅酸盐的溶解量增大，使得ρ（TDS）进一步上升而改变水质。其次，NO₃-、COD也是浅层地下水主要的污染来源，其部分来源工业废水，部分来源于农业上农药和化肥的过量使用。      

济南泉域岩溶地下水动态开采模型研究

通过收集近3年来济南泉域岩溶地下水开采量、降雨量、泉水流量及泉群水位资料,进行了相关性分析及回归分析。揭露了四大泉群之间内在联系及影响泉群水位变化关键变量间的相互关系,以此为基础建立了岩溶地下水年内动态开采模型。该模型量化了不同时期地下水的开采量,有利于引导当前开采模式下水资源配置,对实现泉水保护及城市供水具有重要意义。     

下辽河平原浅层地下水脆弱性评价

以下辽河平原为研究对象,在DRASTIC模型基础上,结合RS技术建立了DRASTICL(DRASTIC land use type)模型。利用ArcGIS的水文分析工具对DEM影像进行子流域划分与数据提取。通过对参数进行不确定性表征,对三角模糊参数设定不同α截集,在此基础上将随机参数和模糊参数进行蒙特卡罗模拟。将不同α截集下模拟结果代入模糊模式识别模型,根据累积分布规律,选取不同百分位,从而得出不同α截集与不同百分位地下水脆弱性取值。结合ArcGIS数据可视化表达,得出不同α截集下下辽河平原浅层地下水脆弱性分布图,以此辨析下辽河平原浅层地下水不确定性与脆弱性程度。最后运用灵敏度分析辨别各参数对模拟结果的实际贡献程度。结果表明：（1）模糊模式识别模型用非线性的形式充分反映参数连续性变化对模拟结果产生的影响。（2）加入土地利用类型参数,结果更能反映人类活动影响下地下水脆弱程度。（3）不同α水平、不同百分位、与不同灵敏度系数3个层次的分析有效处理了参数不确定性问题,为制定相关政策提供更加准确的参考依据,对今后本地区的地下水环境开发利用和保护具有重要意义。