岩溶泉流量衰减曲线分析

由于岩溶含水介质的强烈非均质性和各向异性,如何有效认识岩溶含水层内部的水文地质特征为研究难点之一,岩溶泉衰减曲线分析为认识岩溶含水层的一种有效手段。总结了目前广泛用于泉流量衰减曲线分析的几种常见方法,主要包括指数型衰减、非指数型衰减分析方法以及综合型的衰减曲线分析方法,讨论了管道可能对泉流量衰减曲线的影响,最后提出了今后对岩溶泉流量衰减曲线分析拟解决的一些关键问题。     

郭庄泉流量衰减机理研究

为研究郭庄泉流量衰减机理,以郭庄泉流量的衰减量为母因素,煤矿排水量、岩溶水开采量、降水量及汾河流量为子因素。采用灰色关联度分析法,分析泉流量的衰减量与相关因素之间的关系。分析结果可知:郭庄泉流量衰减最为密切的因素为岩溶水的开采量,其次为矿坑排水量,再次为降水量及汾河流量,说明郭庄泉流量的减小与岩溶水的开采及煤矿的开采有密切的关系;在后期保护工作中应加强地下岩溶水的开发利用管理,避免乱采现象,加大采煤保水的研究,有效合理开发利用区域地下水资源。研究结果对修复郭庄泉流量,保护郭庄泉域生态环境具有重要意义。     

石期河流域岩溶水系统及其水资源构成分析

在深入研究石期河流域岩溶水系统含水介质结构特征、水资源形成的基础上,通过对流域岩溶水总排泄口流量动态长观资料系列的分析,选择2005年丰水期内最后一次洪峰(年内最大洪峰)后的流量衰减过程,根据该过程的数据资料建立本流域岩溶水总排泄口的流量衰减方程,并利用该流量衰减方程对流域岩溶水资源的构成进行定量分析研究。结果表明,石期河流域岩溶水系统在2005年最大洪峰状态下,可自然排泄的岩溶水资源总量为69 469.95×104 m3, 其中:流域坡面产流占3.64%,赋存于大型溶洞或管道中的溶洞-管道水占4.53%,赋存于小型管道或强岩溶化裂隙中的管道-裂隙水占74.10%,赋存于细小溶蚀裂隙中的溶隙水占17.73%。从衰减期的初始时刻起,它们各自可供消耗(可作为有效利用岩溶水资源)的时效分别为2日、8日、35日和126日以上。      

黄河中上游能源基地区岩溶大泉衰减原因、变化趋势及其防治对策

黄河中上游地区,自黄河青铜峡,经内蒙准格尔、山西、陕西两省至河南西部,为我国最重要的以煤炭资源为主的能源基地。随着能源基地的建设和开发,区域岩溶地下水水位连年持续下降,岩溶泉水流量衰减,引起了一系列环境地质问题,如水质恶化、生态退化等。本文从能源基地岩溶泉流量衰减问题入手,研究了能源基地区岩溶泉水流量衰减问题,提出了开展水土保持工作、合理控制地下水的开采、搞好矿坑水的综合利用及污水处理资源化等相应的防治对策。      

洪山泉域水源地保护区的划分探讨

以山西省介休市的洪山泉域为例,分析了泉域的地形地貌、水文地质情况、岩溶水系统特征及泉水成因,探讨了流量变化规律及衰减原因,结合岩溶水系统污染现状以及山西岩溶水系统保护区划分的相关规定,对洪山泉水源地进行了保护区划分,并提出了具体保护措施。     

地下河流域岩溶水天然资源类型及评价方法

地下河流域区岩溶水资源评价中应计算什么量?采用什么方法?是目前岩溶水研究中的一个重要课题,也是地下水资源评价中比较困难的问题之一。近年来我们在岩溶区做过一些工作,对我国南方地下河流城区岩溶水天然资源的类型及评价方法提出一些讨论意见,不妥之处,请指正。成文之后曾得到周柔嘉、卫迦同志的宝贵意见,特致谢意。 一、岩溶水的贮存形式 据一些地下河出口的流量观测资料得出:在整个衰减动态过程中,衰减曲线的斜率是变化的。根据衰     

基于流量衰减曲线的岩溶含水层水文地质参数推求方法

分析流量衰减曲线是研究岩溶含水层水文地质参数的重要手段。在阐明流量衰减分析理论的基础上,通过连续监测一年寨底地下河出口的小时流量过程,共获取8 784组流量数据。首先选取典型的2013年9月25日3:00暴雨后至2013年10月13日17:00的446组流量数据作为研究对象,并利用MATLAB软件对该时间段的流量过程进行曲线拟合,从而确定了不同阶段流量衰减系数分别为0.642 5、0.025 8、0.001 5;然后通过流量衰减系数计算寨底不同含水介质导水系数T与给水度S的比值;最后利用裂隙率近似给水度的方法确定了寨底不同含水介质的水文地质参数。结果表明,寨底岩溶管道、裂隙、基岩介质导水系数分别为:258.87、3 865.98、40.64 m²/d。说明辅以必要的水文地质调查,确定管道分布和径流距离,流量衰减曲线可用于计算岩溶含水层不同介质的导水性能和给水度。     

下河泉域岩溶地下水资源量分析评价

依据下河泉域水文地质条件,采用补给量法及排泄量法计算分析了泉域岩溶地下水资源量;依据泉水历年流量变化过程,采用水文过程曲线法、流量衰减分析法及频率分析法,计算分析了泉域岩溶水可开采量。     

裂隙-管道介质泉水流量衰减过程中的有色噪声辨识与消减

文章在实验室模拟岩溶地下水系统泉流量衰减过程的基础上,针对建模过程中存在的有色噪声问题,提出利用Cochrane-Orcutt迭代法与自相关相容协方差识别和消减建模过程中有色噪声,确定裂隙-管道介质岩溶泉衰减流量具有三阶自相关特征,并成功建立裂隙-管道介质中岩溶泉流量的向量自回归(VAR)方程,提高了模型精度。     

泉水动态分析预测和资源评价——以辉县百泉为例

本文通过对辉县百泉泉水流量动态的分析，确定了泉水流量动态的影响因素，建立了泉水流量的衰减方程和泉水流量的预测模型，预测了天然状态泉水流量，评了泉域岩溶水的开采资源。     

神头泉流量衰减的时间序列分析

神头泉流量自七十年代初以来不断衰减。本文采用混合回归的随机模型,分别就降水量与松散层地下水开采量对泉流量的影响进行了时间序列分析。结果表明:泉流量变化具有周期性和滞后性;降水量对泉流量衰减影响很小;开采松散层地下水是引起泉流量衰减的主要原因之一。此外,深层岩溶水开采量(包括采煤排水)及泉口取水量的增大也是引起1985年之后泉流量衰减的主要原因。      

辛安泉流量变化的时间序列分析

利用时间序列分析方法建立了描述辛安泉流量变化过程的混合回归模型。该模型表明辛安泉当年流量与前1年流量、前11年降水量及前1年岩溶水开采量有关。通过模型对泉流量变化的影响因素做进一步分析，结果显示：1980年是辛安泉流量变化的转折点，大气降水对1980年前的泉流量变化具有控制作用，而岩溶水开采量迅速上升则是1980年后泉流量不断衰减的重要原因。     

临汾市岩溶大泉保护研究

岩溶水是临汾市工农业与城市的主要供水水源,对临汾市经济社会的发展起着举足轻重的作用。近年来,由于人类活动和大规模开发岩溶水,使得岩溶泉域水环境发生了很大变化,岩溶泉水流量趋势性衰减、区域岩溶水位持续下降、水质遭受污染等岩溶水文地质环境问题日趋严重,给当地工农业生产和人民生活带来了巨大影响,对当地生态环境造成了严重的破坏。本文通过科学划分岩溶泉保护区,合理开采岩溶水,避免水质受到污染、为保障居民饮水安全及身体健康提供技术支持。     

岩溶水系统结构和水文响应机制的定量识别方法——以三峡鱼迷岩溶水系统为例

岩溶水系统结构复杂难以刻画,介质结构对地下水文特征的控制机制不清.以三峡鱼迷岩溶水系统为研究对象,利用人工示踪试验和地下水动态监测技术,建立了对流-弥散模型和扩散模型,求取了标准衰减曲线,构建了电导率和流量的高斯混合分布模型.结果表明:该系统中存在“单源单汇”、“单源多汇”和“多源单汇”3种地下水循环模式;水文事件的响应阶段地下水运动以对流为主,管道流占优势,衰减阶段则以扩散为主,裂隙流和孔隙流占优势;鱼泉洞在丰、枯水期分别识别出5种和6种地下水径流组分,以电导率180 μS/cm和流量0.6 m3/s为界,低电导率和大流量组分为快速流,其平均时间贡献占比为3.5%,径流量占比为19%.岩溶水系统中,管道和溶洞是快速流的储蓄和运移空间,空间尺寸大、开放性强、易受降雨影响;裂隙和孔隙是慢速流的储蓄和运移空间,空间尺寸小、开放性弱、对降雨有一定调蓄作用.研究可为岩溶水系统结构识别和水文机制研究提供参考,为岩溶流域水文地质调查提供理论依据.      

岩溶洼地消水流量的推算——以重庆市青木关地下河甘家槽洼地为例

岩溶洼地在淹没条件下的消水是一种特殊的有压管道流,如何测定这种管道流的流量是岩溶水文研究中的一大难题。本文分析了岩溶有压管道流的特殊性,提出了用洼地库容变化推求H～Q关系的基本理论和方法。利用重庆市青木关地下河甘家槽洼地的消水资料详细阐述了在淹没条件下入库流量、库容退水流量和在某一水位条件下的消水总量的推求方法。文中还介绍了在岩溶洼地水位观测站的设置方法。      

基于物理试验的岩溶区PSSK转化关系研究

为深入了解岩溶地区不同水源转化机理,文章以Basic Hydrology System为平台设计了4组小尺度物理试验。分别对裸露型岩溶区裂隙管道地下径流衰减规律,覆盖型岩溶区土壤达西流、裂隙管道水流转化规律,地表径流、土壤达西流、裂隙管道地下径流三者在覆盖型岩溶区和不同覆盖厚度条件下的转化关系进行了物理模拟。通过试验数据并结合指数衰减方程,得到了裸露型岩溶区流量衰减系数与降雨强度的关系;覆盖型岩溶区以及不同覆盖厚度条件下PSSK(precipitation-surface water-soil water-karst water,降水-地表水-土壤水-岩溶水)转化规律。     

郭庄泉流量衰减趋势分析及保护对策

根据对郭庄泉流量衰减原因、水质污染及泉水资源开发利用管理中存在的问题进行分析,提出注重生态环境建设,防止水质进一步恶化,加强基础工作研究,加强采煤排水管理,防止泉域内岩溶水开采条件恶化,加强节约用水,提高泉水资源利用效率四项泉水保护的建议。     

西庙水源地双层混合水开采水位的有限元法预测

文章介绍了用有限单元法对西庙水源地孔隙水－岩溶裂隙水混合水位的计算过程及预测成果。对该共复杂的水文地质条件进行了客观的概化，合理地处理了泉流量衰减问题。     

气候变化及人类活动对中国北方岩溶泉的影响——以山西柳林泉为例

中国是岩溶最发育的国家之一,全球岩溶面积的1/4分布在中国.由于岩溶含水层对环境变化非常敏感,岩溶泉已经成为人们研究气候变化与人类活动对环境影响的重要信息载体.本文以中国北方具有代表性的柳林泉为研究对象,经过分析认为1957～1973年泉水流量基本上处于自然状态,因此,我们利用1973年前的泉水流量,建立了气候变化条件下泉水流量的灰色系统模型,将该模型外推,获得了1974～2005年气候变化条件下的泉水流量,与同期实测流量相比较,得到了人类活动对泉水流量衰减的贡献.结果表明,1974～2005年,气候变化对泉水流量衰减的贡献仅为人类活动对泉水流量衰减贡献量的8.1%～8.6%,人类活动对泉水流量的衰减起着主要作用.在人类活动对泉水流量的影响中,地下水开采量仅占到其中的20%～35%;其他因素包括水库的修建、跨区域地下水袭夺、矿坑排水、泉域内森林植被的破坏等等,他们对泉水流量衰减的贡献占到65%～80%.因此,传统的单纯以地下水开采量作为人类活动对泉水的影响是不合理的.     

皖北岩溶地下水的动力特征及计算

安徽北部岩溶地下水的动态特征,可用泉的流量动态及地下水位动态来表征。（1）大泉的衰减特征值β=0.03～0.04。（2）岩溶裸露区的水位动态特征方程为:ht=hoe（3）隐伏岩溶区为向斜储水盆地,上覆第四系含水岩组,有“天窗”与岩溶水发生水力联系。从某大型供水源地的孔群抽水试验表明:凡有“天窗”补给量加入岩溶水的观测孔,其S—lgt曲线在出现第一直线斜率段m1之后又出现第二较缀的直线斜率段m2,同时每个孔在该段的斜率相近,因此可以 则可同时求出岩溶水的导水系数T、及“天窗”补给量Q天。