北京平原地下水水位监测网优化

文章在北京市地下水水位监测现状基础上,分潜水和承压水对北京平原地下水监测网的监测密度和监测频率进行了优化设计。主要采用编制地下水动态类型图的方法进行了地下水水位监测网的优化,克里金插值法能定量评价依据监测网观测值绘制的地下水水位等高线的精度,因而可以用来评价监测优化结果。并根据时间序列分析和统计检验提供的定量标准优化了地下水水位监测频率。优化后,北京平原共有监测孔400眼,其中利用原有监测孔300眼,新设计监测孔100眼,手工监测频率由原来的每月6次优化为每月1次,专项高频率监测可以由地下水自动监测仪实现。文中还对地下水自动监测仪(DIVER)的监测结果和手工监测结果进行了对比评价,提出了地下水水位监测网的维护、管理措施和信息发布方式。     

乌鲁木齐河流域地下水水位监测网设计

文章阐述了乌鲁木齐河流域区域地下水水位监测网的优化设计。基于ARCGIS技术,运用水文地质学方法在叠加合成地下水动态类型分区图的基础上优化设计了区域地下水水位监测网密度;采用时间序列分析方法确定了地下水水位监测频率。首期施工安装了11个新的长期专门监测孔;对73个现有监测孔进行了维修并安装了孔口保护装置,安装了28套水位自动监测仪,初步实现了地下水水位的自动监测。     

湖北省江汉平原重点区地下水监测网优化研究

为开展湖北省地下水监测网络的优化部署,在全省地下水流系统划分的基础上,选取江汉平原重点区地下水系统作为研究区,对该系统地下水监测网进行了优化研究。采用地下水动态类型编图法,从水文地质条件的角度为地下水监测井的布置提供了地质依据。克里金插值法能够定量评价系统内地下水等水位线的插值精度,从而评价监测网密度。研究区现有国家地下水监测工程(自然资源部分)监测井77个,根据监测需求选取临界插值误差标准差值为1.3,优化后新增监测井30个。优化后的监测网有助于获取研究区更加科学全面的地下水动态信息。     

内蒙古呼和浩特市承压地下水水位监测网优化

定量评价地下水监测网的合理性对于准确、经济地获取高质量的监测数据尤为重要。本文针对呼和浩特市平原区现行承压水监测网, 以估计误差标准差作为衡量监测网合理与否的特征参数, 借助ArcGIS地学统计模块, 利用普通Kriging插值模型, 对待测点进行插值, 获取估计误差标准差等值线图。结果表明: 监测水位估计误差标准差范围由优化前的0.47~4.44变为优化后的0.5~0.8(除研究区西南边界附近外), 研究区整体估计误差标准差显著减小, 且全区范围内变幅较小。优化后的监测网在满足监测精度需要的同时, 能够较大程度节省监测网的运行费用。研究成果为呼和浩特市平原区承压水水位监测提供一个较优化的监测网布设方案, 进而为研究区承压地下水的合理开发利用以及相关环境地质问题提供真实可靠的数据支撑, 具有重要的应用价值。     

关中盆地地下水动态监测网络设计与应用

本文在关中盆地现有监测网的基础上,基于GIS技术,采用建设监测剖面与编制地下水动态类型图相结合的方法,对关中盆地地下水动态监测网进行了优化调整,形成4横5纵共9条监测剖面、239个监测点的地下水动态监测网,其中潜水监测井120个,承压水监测井119个;利用原有监测井165个,新增监测井74个。新建监测网能够较全面地控制关中盆地区域地下水动态变化,在2011年＂严重缺水地区地下水监测项目＂中,以动态监测数据为依据,确定了主要干旱区位置,为政府应急抗旱找水打井提供了技术支撑。     

傍河地下水位监测断面的优化设计

为了对傍河地下水位监测断面进行优化设计,更好地掌握地下水位动态时空变化特征,以安徽省亳州市河水-地下水监测断面为例,分别采用克里金法和时间序列法,通过分析监测断面上9口地下水位观测井及河水位观测点在1982年1月—1998年12月的水位观测数据,对观测井空间布局、井数和观测频率进行优化。结果表明：空间布局优化后的观测井数量由原来的9减少到3,平均相邻井距为1 000 m,优化后的水位克里金估计标准误差平均值为0.019 2 m,误差波动范围较小;观测频率优化后由5日一测变为10日一测,能够满足观测精度要求。     

塔里木与扬子新元古代热-构造事件特征、序列和时代——扬子与塔里木连接(YZ-TAR)假设

淄博市大武水源地是中国北方罕见的特大型岩溶-裂隙地下水水源地,地下水开采量为52×10~4m~3/d。为了对岩溶地下水进行有效监测,需要建立最优的地下水监测网。文中在对岩溶地下水流系统分析的基础上,建立了地下水流系统确定性-随机性数学模型,运用有限元与卡尔曼滤波耦合的模拟递推算法,对大武水源地地下水监测网进行了优化设计,结果显示:现有地下水位动态监测网难以达到监测目标,最优地下水位监测网由14个监测井,每月监测一次的监测频率组成,比现有地下水位监测网减少了2个监测井。     

区域地下水位监测网优化设计方法

区域地下水位监测提供了定量评价含水层地下水位持续下降及其对环境影响必不可少的信息。历史上的地下水位监测网是为了评价地下水资源或监测水源地降落漏斗而设立的,目前它们已经不能适应为流域水资源综合管理提供必需的信息。本文在综述国际地下水位监测现状的基础上,介绍了区域地下水位监测网优化设计的方法。采用地理信息系统编制的地下水动态类型图为地下水位监测井位置的选择提供了坚实的水文地质基础;克里金插值法能定量评价监测网观测值绘制的地下水位等高线的精度,因而可以用来定量设计地下水位监测网;时间序列分析和统计检验提供了优化地下水位监测频率的定量标准。这些方法已被应用于北京平原、乌鲁木齐河流域和济南岩溶泉域,其成果将在本刊分期发表。     

长春市地下水动态研究

根据长春市地下水观测井的动态监测资料,分析了长春市主要地下水类型的动态变化规律及原因。2000年以后,地下水位处于回升状态,松散岩类孔隙水水位埋深值年均减少0.16m,基岩裂隙水年均减少0.78m,其主要原因为限制开采量。典型观测孔水位埋深变化趋势公式表明,浅层地下水水位与气温密切相关,但滞后于气温1～1.5个月。     

浅析阜康市地下水埋藏与分布及地下水位动态

对阜康市平原区地下水埋藏与分布条件进行分析。根据近10 a地下水监测井监测数据,从砾质平原区、冲洪积平原中上部、冲洪积平原下部三个区域,结果得出阜康市平原区地下水水位动态年际变化呈逐年下降的变化特征;总结造成地下水水位下降的原因,分析了由于地下水水位下降引发如低山丘陵区水土流失严重、灌区盐碱地面积增大等一系列自然环境问题;针对如何控制地下水水位逐年下降提出了相应对策和建议。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987112000400

Monitoring of regional groundwater levels provides important information for quantifying groundwater depletion and assessing impacts on the environment Historically,groundwater level monitoring wells in Beijing Plain,China,were installed for assessing groundwater resources and for monitoring the cone of depression.Monitoring wells are clustered around well fields and urban areas.There is urgent need to upgrade the existing monitoring wells to a regional groundwater level monitoring network to acquire information for integrated water resources management.A new method was proposed for designing a regional groundwater level monitoring network.The method is based on groundwater regime zone mapping.Groundwater regime zone map delineates distinct areas of possible different groundwater level variations and is useful for locating groundwater monitoring wells.This method was applied to Beijing Plain to upgrade a regional groundwater level monitoring network.     

内蒙古河套平原浅层高铁高氟地下水分布与成因

为了查明内蒙古河套平原高铁高氟地下水的分布与形成原因,通过实地调查、监测、资料分析和试验测试等方法手段,详细研究了地下水中铁、氟的分布、地球化学特征及其来源。结果表明:高铁水主要分布在平原中部的冲湖积平原,地势低洼和地下水的排泄地带含量最高;高氟水主要以条带状分布在山前的冲洪积扇地带;在调查研究区12510.83 km2的范围内,深度在10~40 m的浅层地下水中,分布有高铁水9310.66 km2,高氟水2308.35 km2,分别占调查研究区总面积的74.40%和18.45%;研究认为,河套平原高铁高氟地下水的形成主要是由自然地质环境所致,是不同地质环境条件下环境水文地球化学作用的结果;地下水中的铁主要来源于由黄河携带来的大量的第四系沉积物,而溶出的主要原因是地下氧化还原条件的变化;地下水中的氟主要来源于平原周边的山区,气候、地质构造、水文地质和水化学条件是氟富集的主要因素;研究表明河套平原高铁水与高氟水不存在正相关关系。     

Spatial analysis of land use and shallow groundwater vulnerability in the watershed adjacent to Assateague Island National Seashore,Maryland and Virginia,USA

Spatial relations between land use and groundwater quality in the watershed adjacent to Assateague Island National Seashore, Maryland and Virginia, USA were analyzed by the use of two spatial models. One model used a logit analysis and the other was based on geostatistics. The models were developed and compared on the basis of existing concentrations of nitrate as nitrogen in samples from 529 domestic wells. The models were applied to produce spatial probability maps that show areas in the watershed where concentrations of nitrate in groundwater are likely to exceed a predetermined management threshold value. Maps of the watershed generated by logistic regression and probability kriging analysis showing where the probability of nitrate concentrations would exceed 3 mg/L (>0.50) compared favorably. Logistic regression was less dependent on the spatial distribution of sampled wells, and identified an additional high probability area within the watershed that was missed by probability kriging. The spatial probability maps could be used to determine the natural or anthropogenic factors that best explain the occurrence and distribution of elevated concentrations of nitrate (or other constituents) in shallow groundwater. This information can be used by local land-use planners, ecologists, and managers to protect water supplies and identify land-use planning solutions and monitoring programs in vulnerable areas.     

Using geographical information systems to assess groundwater contamination from arsenic and related diseases based on survey data in Lahore,Pakistan

The present study was aimed at assessing the groundwater contamination from arsenic (As) and its impact on health from survey data in Lahore, Pakistan. OK (ordinary kriging) technique was used to create As and pH surfaces for samples from 380 groundwater wells at different locations and depths in the study area. Geographic information systems (GIS) was applied to delineate areas for safe, risk, and dangerous zones of As in drinking water from groundwater wells at 640 to 850 ft depths. To analyze effects of high As on public health, GIS-based field surveys were conducted to link health data along location of respondents to As contamination levels in the delineated safe, risk, and dangerous zones. Moreover, various pH levels and their effectiveness were studied to suggest cost-effective As treatment in the study area. Our results show that As contaminated strata varies with depth of groundwater wells, i.e., 44.50% areas comprising safe zone of drinking water from deep wells at 850 ft depth compared to 26% areas of shallow water at 640 ft depth. About 35% area with pH range (7 to 7.5) is marked in the risk and danger zones of As that can be initially targeted for treatment. Surveys confirm that people living in the risk and danger zones have some kind of As-related diseases.     

集束式监测井成井工艺研究

随着人类经济社会活动的加剧,地下水遭受污染的范围和强度不断加大,尤其是浅层地下水面临污染的风险更大。如何及时发现并科学评价浅层地下水污染程度和治理的效果,迫切需要简单易行、有效可靠的浅层地下水分层监测井。传统的浅层地下水分层监测井存在占地多,监测层位少等问题,巢式监测井监测5层,连续多通道监测井口径小,因此有必要研究即占地少,又能监测多层,而且监测井井管口径能满足不同种类监测仪器的安装要求。通过室内和野外试验,研究了集束式浅层地下水分层监测井建设过程中止水方法、止水材料、粒径、止水层厚度及止水效果检验、下管方式等关键技术,实现同一孔内监测100 m以内的多层含水层或多个含水段的分层监测,施工口径小,占用土地少,建设成本经济。集束式监测井可以应用到地下水监测、环境污染调查研究等多个领域,该研究将为集束式浅层地下水分层监测井建设施工提供理论依据和技术支撑,使未来的监测更加精细化、准确化,为今后监测井的发展提供新的思路和研究方向。     

On the equivalence of kriging and maximum entropy estimators

This study compares kriging and maximum entropy estimators for spatial estimation and monitoring network design. For second-order stationary random fields (a subset of Gaussian fields) the estimators and their associated interpolation error variances are identical. Simple lognormal kriging differs from the lognormal maximum entropy estimator, however, in both mathematical formulation and estimation error variances. Two numerical examples are described that compare the two estimators. Simple lognormal kriging yields systematically higher estimates and smoother interpolation surfaces compared to those produced by the lognormal maximum entropy estimator. The second empirical comparison applies kriging and entropy-based models to the problem of optimizing groundwater monitoring network design, using six alternative objective functions. The maximum entropy-based sampling design approach is shown to be the more computationally efficient of the two.     

BP神经网络方法在地下水动态监测网质量评价中的应用

本文运用BP神经网络方法构建了地下水动态监测网的质量评价模型，并以甘肃省武威盆地的地下水位监测网为例进行了实例研究。研究表明，在武威和清源附近地下水监测点密度大于0．09／km^2的三个区域，需要进一步调整地下水监测点结构。武威以东、双城以南的地下水位漏斗区和武威以西的山前地带，需要增加地下水监测点。其它地下水监测点密度小于0．03／km^2的地区，则需要根据实际情况而决定。