地下水水位管理研究进展综述

地下水位变化是地下水资源量多寡最直接的表现形式,是地下水管理最重要的控制性指标。对地下水水位进行管理,可实现对地下水资源的量化管理。通过对地下水位与生态及地质环境的关系、地下水位阈值、地下水管理水位划定等几个方面进行综述,力图从相对全面的角度认识当前地下水水位管理的发展。在回顾地下水水位管理以上研究进展的基础上,对我国地下水水位管理面临的问题、地下水管理策略、复合型地区地下水水位管理等发展趋势进行了探讨,为相关研究人员提供一定的参考。     

GIS-PModflow联合系统在松嫩平原西部潜水环境预警中的应用

针对松嫩平原西部地下水潜水位变化对环境产生影响的现状,运用GIS-PModflow联合系统确定了地下水环境预警警戒线,采用以不至于发生土壤盐碱化的潜水临界水位作为上警戒线值,以潜水开采极限深度作为下警戒线值。在对系统模型概化的基础上,进行了潜水位的数值模拟和预报。利用GIS空间分析方法对图像数据进行栅格叠加和属性判断,通过对预报水位与警戒水位对比,进行水环境预警。结果表明,研究区2015年的警情较1999年增加,且以灌溉后潜水位上升引起的土壤次生盐渍化的警情为主。     

泰安市覆盖型岩溶分布地区岩溶塌陷地下水位预警研究

开展地下水位预警研究有助于中国北方覆盖型岩溶分布地区地下水资源开采的调蓄和岩溶塌陷地质灾害的预防。文章提出了此类地区岩溶地下水水位预警线的划定方法,基于统计分析绘制长序列监测水位的最小值、第5、第25、第75百分位值曲线作为地下水位预警判据模板,以基岩面附近的水位波动阈值和水位低于基岩面的深度建立岩溶塌陷地下水位预警判据模板,最终建立综合预警判据模板并确定分区预警结果。将该方法用于山东省泰安市城区-旧县岩溶水系统,通过2015年和2016年的单点预警结果和分区预警结果进行对比分析,认为该方法预警结果与实际情况基本相符,具有可推广性。      

陕西省地下水水位预警机制研究

地下水水位预警机制的建立是实施最严格水资源管理制度的迫切需要。利用统计分析的方法对陕西省地下水水位预警机制进行研究探索。首先优选具有长系列监测资料的预警监测站,拟定季度预警和连续年度预警两种预警方法,划定预警监控分区,形成地下水水位预警判据。然后根据地下水位监测数据统计分析结果,判定监测站代表区域的预警警情。最后选取2016-2018年时间段进行示例应用,预警结果表明该预警机制能够依据实际监测资料,可操作性强,同时一定程度上能对相关区域进行合理预警,对全省地下水行业强监管具有重要的作用。     

北京平原区地下水位预警初步研究

借鉴美国地质调查局在宾夕法尼亚的地下水位预警方法,从统计学的角度,探索了北京平原区地下水预警方法。对监测井多年长期监测资料进行百分位统计分析,把同一时间(月平均、旬平均、日平均)地下水水位(头)标高值的最小值至百分位5、百分位5至百分位10、百分位10至百分位25、百分位25至百分位75范围内的地下水位分别定义为红色、橙色、黄色和蓝色预警,形成地下水位预警判据。根据地下水水位实时监测数据,实时判定监测井代表区域的地下水预警等级,同时修正和完善地下水位预警判据,称之为监测井单点预警,监测井代表的同一层位的区域的集合,构成不同含水层的地下水位区域预警。对北京平原区2009年12月的地下水位预警结果为:潮白河冲洪积扇顶部和中部潜水含水层地下水位为红色预警,前缘为黄色预警,冲洪积平原为蓝色预警区;城区以南地区为红色预警,海淀山后的西北部地区为红色预警,永定河冲积扇和冲积平原大部分地区黄色和蓝色预警,大石河冲洪积扇地区均为蓝色预警;承压水含水层在潮白河冲洪积扇的前缘为红色预警,冲洪积平原为蓝色预警,北运河山前地带均为橙色预警,城区东、东南地区为橙色和黄色预警,少数地区为橙色预警,除上述地区以外,承压水均为蓝色预警。北京市平原区主要地下水开采地区地下水位已经处于历史的较低水位处,特别是潮白河冲积扇中上部地区以及平谷盆地,地下水位几乎全部处于红色预警区。该预警方法原理明确,方法简便,有望在地下水主要开采区推广应用。     

昌吉市地下水水位动态变化特征研究

昌吉市属新疆地下水超采严重的区域,随着昌吉市地表水供水工程的完善和用水总量控制方案的落实,昌吉市抽水机井按照计划逐年关停,地下水水位加速下降的趋势逐渐得到一定程度遏制。通过对昌吉市14眼国控监测井、3眼州控监测井和6眼市控监测井2010-2020年地下水位资料进行整理计算,分析昌吉市地下水位动态变化趋势,并探讨了地下水位下降原因和对环境的影响,结果显示:昌吉市近十年地下水水位总体趋势呈现下降趋势。但在2019年,州控井年平均地下水水位开始出现反弹呈上升趋势,主要得益昌吉市地下水水资源管理措施的加强、昌吉州用水总量控制方案的落实和地下水开采量严格控制。2020年地下水水位比2019年出现下降,主要原因是地下水降水入渗补给量的减少和地下水开采量的增加。应针对地下水水位动态变化特征提出合理建议,保证区域地下水位逐步回升,防止昌吉市生态环境受地下水位埋深影响而恶化。     

平邑县重点区地下水资源量模拟计算及开发前景预测

为研究平邑城区集中开采区地下水资源开采前景,在对平邑县重点区水源地水文地质特征的基础上,基于平邑县城区近十年地下水动态资料,建立年末水位与年降水量、灌溉用水量、年开采量关系的多元回归方程,对回归方程计算的水位曲线与实测水位曲线进行拟合,查明了区域地下水位变化的影响因素,并预测地下水资源开采前景.研究显示:该区地下水位受...     

陕西省关中盆地地下水位预警初步研究

地下水水位预警是对地下水进行合理规划、治理、修复的重要依据。本文利用统计学方法对陕西省关中盆地地下水位预警进行研究探索。首先优选具有长系列监测资料的预警监测站,并进行百分位统计分析,绘制百分位图,划定预警分区,形成地下水位预警判据。然后根据地下水位实时监测数据,判定监测站代表区域的预警等级,形成单点预警和区域预警。最后以关中盆地2017年12月为现状时段进行预警,结果表明关中盆地西部地区红色预警区范围较大,中东部地区多为蓝色预警区,渭河南岸橙色及黄色预警区范围较大。     

浅析管理因素对烟台市地下水超采区地下水位影响

山东省属水资源严重短缺的省份,地下水是全省重要供水水源,经过多年开采,个别地区形成地下水超采区,引起开采条件恶化,河道断流、泉水干枯以及海咸水入侵等系列问题。作为全国落实最严格水资源管理制度的试点省份,2016山东省将管理因素引起超采区水位变化纳为经济社会发民综合考核指标。通过2016年烟台市降水与超采区地下水位变化,分析管理因素对地下水超采区水位的影响,以2016年烟台市降水量和多年平均降水量为依据对超采区地下水位变幅分析计算,得出因管理因素引起的地下水位变幅,并通过近年来年降水量与地下水位变幅变化的对比情况,判断本年管理因素对超采区地下水位的影响,从而有效评价超采区地下水开采的管理力度。     

基于泰森多边形法的地下水平均水位计算

以河北太行山区某水文地质单元为例,在地下水位的监测过程中,为更加精确的求得地下水位的平均变幅,进而进行地下水资源均衡分析,在计算机软件进行人工网格划分的基础上,采用地下水水位监测井权重的泰森多边形法进行地下水平均水位计算,并与各监测井传统的地下水平均水位算术平均法进行比较,最后分析了监测井对计算结果的影响、人为划分网格的主观性因素、泰森多边形法的精度问题等。最终表明,与传统算术平均法相比,基于泰森多边形法的计算机网格划分下的地下水平均水位计算结果更加准确,从而为地下水资源均衡分析计算精度的评价提供了更为合理的方法。     

渭南市近30年地下水位动态变化特征分析

渭南市位于陕西省关中平原东部,为陕西省工农业重市。根据渭南市地下水位监测情况及地下水开发利用现状,收集该市近30 a地下水埋深及降雨量资料进行计算分析,按照地貌单元划分八个区域对地下水位变化特征进行具体分析,并对全市地下水位变化趋势进行研究,结果表明,渭南市地下水动态变化总体呈下降趋势。1985-2002年,由于开采量增大,地下水位呈缓慢下降趋势,年平均下降幅度为0.2 m。2003-2016年,地下水位基本平稳。通过对全市地下水位变化情况分析研究,为各级政府有关部门履行水资源管理、地质环境保护与地质灾害防治等职责提供技术支撑,防止因地下水超采或地下水位持续上升而引发生态环境问题。     

青海省民和县中川乡美一和美二村地下水位上升原因分析

民和县中川乡美一和美二村因为地下水位上升引发了一系列不良反应。根据研究区的地质环境条件,分区计算地下水补给量与排泄量,定量讨论地下水上升原因,结合研究区水位地质条件和工程环境定性讨论地下水位上升原因。综合分析认为,区内地下水位上升主要原因是修建防渗堤坝使堤内地下水排泄不畅,导致地下水位上升。     

新郑市浅层地下水流数值模拟及评价

通过分析新郑市水文地质条件,建立了概念模型,运用GMS软件建立三维地下水流的数值模拟模型,对研究区浅层地下水资源进行现状评价,并对2015年和2020年地下水位进行了预测.结果表明,研究区地下水水位持续下降,到2020年水位将会下降5～10 m,部分地区可能会出现开采漏斗,为了降低地下水位的下降幅度,应该调整产业结构,加强水资源的管理,提高水资源的利用率,从而减少地下水资源的开采.     

水库滑坡地下水动态响应规律及浸润线计算模型

库水和降雨直接导致水库滑坡地下水变动,是诱发滑坡的主要因素。已有研究大多是基于监测数据探讨库水与降雨对滑坡变形的影响,未能揭示水库滑坡地下水响应规律,地下水浸润线计算模型没有同时考虑降雨和库水的影响,且模型边界条件与水库滑坡实际情况差别较大。为了揭示大型水库滑坡地下水动态响应规律,需要构建更接近实际情况的地下水位浸润线计算模型。通过三峡水库石榴树包滑坡地下水动态监测,揭示了库水水位变化和降雨条件下滑坡地下水水位动态响应规律,其地下水渗流场近似层流,滑坡前缘和中部的地下水水位与库水位几乎同步,滑坡后部的地下水水位主要受降雨影响,日降雨30 mm会引发地下水水位明显变动。在周期性库水位变化和随机降雨耦合条件下,建立了滑坡地下水非稳定渗流微分方程,解算出水库滑坡地下水位浸润线计算模型,并采用实际监测结果进行了验证。应用计算模型分析了不同工况条件下的滑坡渗流场,并得出滑坡内距前缘水平距离145 m内,库水对地下水有影响;引发地下水变动的降雨和库水位变化阈值分别为0.03,0.1 m/d,且不同的条件组合下降雨和库水位对地下水水位影响存在一定差异。     

基于ARDL模型的滑坡地下水水位预测

滑坡稳定性与地下水水位变化有密切的关系,准确预测滑坡地下水位的波动过程,能有效地开展滑坡预警并降低成本。利用中林滑坡的监测数据,建立降雨量和地下水水位的自回归分布滞后(ARDL)模型,能突破隐藏裂隙的优先流难以刻画的局限,确定降雨引起地下水水位变化的滞后时间、影响系数和有效时段。通过统计在不同降雨强度下地下水水位变幅的变异系数,分析影响滑坡地下水水位的有效降雨量阈值,并对ARDL模型进行修正。将模型预测值与实测值进行对比,验证模型对滑坡地下水水位预测的有效性。研究表明,修正后的模型能更好地预测强降雨条件下滑坡地下水水位迅速涨落的过程。     

复杂滑坡体地下水分层观测技术与应用

滑坡勘测与防治工程实践证明, 地下水是滑坡体稳定性分析的敏感因子.因此, 获取滑坡体地下水位是滑坡勘测的重要目的之一.由于滑坡体组成物质的多样性与透水性差异, 滑坡体存在不同类型的地下水, 即多层地下水位.钻孔终孔水位所代表的是滑坡体综合水位, 不能区分滑坡体中存在的多层地下水位.应用地下水分层观测技术可以解决上述问题.系统地介绍了滑坡体地下水分层观测技术, 并以三峡工程库区和平广场、黄腊石滑坡为例, 分析了地下水分层观测成果对滑坡防治工程的意义.      

基于地下水模拟的保定地区生态需水量计算

为了计算保定地区生态需水量, 建立了地下水模拟模型.模拟结果表明, 研究范围每年需要消耗0.64亿m3左右地下水, 水位呈持续下降趋势.为了调控潜水地下水位, 达到生态恢复的目的, 模拟了减少开采量和扩大白洋淀面积到1975年水平的情况, 结果表明当地下水开采量减少1.47亿m3时, 每年补给地下水贮存量的水量约0.8亿m3, 使得地下水水位大面积恢复, 很大范围达到了潜水生态标准.根据此水位计算的生态亏空量约为15亿m3.该研究成果对我国的半湿润半干旱地区地下水生态环境恢复有借鉴意义.      

北京市平原区地下水养蓄控高水位及其约束下的地下水库调蓄空间计算

北京市平原区地下水长期的超量开采导致地下水位持续下降和储量资源大量亏损,并引发了一系列环境地质问题,南水北调工程引水入京为地下水资源蓄养提供了条件,地下水超采困境将逐步得以改善。由于地下水位下降造成的非饱和地下空间受人类干扰明显,恢复地下水位必须考虑人为因素的影响。本文论述了北京平原区（不合延庆）建[构]筑物地下基础与固体废弃物的填埋场对于地下水位上升的制约作用,提出了相应的地下水限制恢复水位,利用克里金插值法绘制出限制曲面。在此基础上,从历史上曾经存在的、由实际地下水开采结构控制的水位流场中,寻找最接近的限制水位作为地下水回升的控高目标,并计算了地下水库中能够用于水资源储存的可恢复调蓄空间。     

台风暴雨条件下滑坡地下水渗流特征及成因机制

台风暴雨常引发大量的滑坡灾害,造成生命财产损失,因而研究台风暴雨条件下滑坡地下水渗流特征及成因机制对滑坡的防治、预警预报具有重要意义.以浙江省中林村滑坡为例,采用有限元数值方法,模拟了台风暴雨的两种常见工况（工况1:等强度降雨;工况2:渐变强度降雨）下滑坡地下水的暂态渗流场及稳定性.结果表明:两种工况条件下,滑坡地下水渗流特征基本相同,地下水位响应迅速,地下水位位于强风化和中风化接触面附近,且在坡脚形成溢流;但是工况1较工况2地下水水位上升速度快、幅度大;滑坡稳定系数与地下水水位及降雨强度等密切相关,在高强度降雨条件下,随地下水水位上升稳定系数快速下降,水位稳定以后,稳定系数下降速度减缓;中林村滑坡为典型的滑塌-拉裂-蠕滑缓动型变形破坏模式,台风暴雨引起斜坡岩土体地下水水位上升,基质吸力降低和孔隙水压力增加是其发生变形破坏的主要原因.本文所得结论能够为东南沿海地区台风暴雨诱发滑坡的预测预报与防治提供理论支持.      

地下水开采量和水位双控管理模式探讨

地下水开采量和水位双控模式是地下水资源管理的主要手段,地下水开采量控制包括宏观控制和微观控制两种管理模式,而地下水位控制包括区域地下水位控制和局部地下水位控制两种模式。通过对地下水双控模式进行论证说明,对我国当前地下水双控管理工作实践中所存在的局限性及有关误区进行区别探讨,认为地下水开采量管理工作中要加强微观控制,地下水位管理工作中要以局部地下水位控制管理为主。同时要重点加强对敏感地区地下水位控制,为我国水资源管理提供技术支撑。