基于地下水污染预警信息系统的污染防治研究

在地下水水质现状、地下水污染趋势、含水层固有脆弱性、污染源荷载风险、地下水污染危害性五个要素的基础上建立了地下水污染预警评价指标体系,利用GIS组件开发技术,与地下水污染预警模型相结合,采用VB.NET+Arc GIS和Engine+Access集成的组件式GIS二次开发模式,开发可脱离GIS平台独立运行的地下水污染预警系统。系统可分别进行研究区域的水质评价、水质预测、含水层固有脆弱性评价、污染源荷载风险计算、污染风险评价、污染预警分析。对典型水源地地区地下水环境污染的警度进行识别,对即将可能出现的警情进行预报,并依据警度划分了防护治理区、重点防护区和一般防护区,提出了相应的防治措施,为政府部门制定地下水污染防治规划服务。     

GIS支持下的吉林西部水质预警研究

借助于GIS强大的空间分析功能，采用共享软件，对水质进行预警，并将预警结果与其它地理信息相叠加，提出了GIS支持下的水质预警的方法和流程。以吉林西部潜水水质为例进行预警研究，结果表明，该区已有25％的地区出现了不同程度的警性，并呈恶化趋势。     

地下水资源管理预警系统的建立及应用研究——以长春城区为例

由于长春城区地下水的超采产生了环境恶化,结合地下水预测模型和地质及水文地质条件,以长春城区为例建立了地下水资源管理预警模型。根据长春城区的地质及水文地质条件提出水位水质预警标准,并根据模型编制了地下水资源管理预警系统。利用所建立的预警系统,对现状和未来开采条件下水位水质进行预警,从而为水资源的科学管理和持续利用提供可靠依据和保障。     

基于人为活动影响识别的区域地下水水质演化预测:以石家庄地区为例

地下水的水质演化预测一直以来是一个难点,单纯依赖于历史数据所反映的水质演化趋势预测未来水质,存在较大的局限性。以石家庄地区为研究区,提出将现状人为活动对地下水的影响程度作为校正因子,修订历史数据所表现出来的水质演化趋势,预测未来水质变化的方法。并以石家庄地区浅层地下水代表性指标总硬度、TDS、$NO_3^-$、Fe4项指标作为预测指标,尝试预测了2025年代表性指标的演化情况。结果表明:TDS和总硬度恶化的区域主要为灵寿县东南方向、藁城区和无极县靠近滹沱河河道附近等区域;Fe恶化的区域主要为石家庄市区中部以及东南部等区域; $NO_3^-$恶化的主要区域为鹿泉区与灵寿县交界附近、石家庄市区西北以及藁城区靠近滹沱河河道附近等区域。预测结果与研究区水文地质条件、人为污染源的排放以及地下水的开采等因素影响下的情况较为吻合。     

环渤海河北地区地下水环境演化研究

环渤海河北地区，由于超量开采地下水，浅层地下水流场已经由天然状态演化为人工状态，在山前平原和中部平原表现得尤为明显；深层地下水流场已经由天然状态下向渤海汇集，演化为人工开采条件下的向漏斗中心汇集。浅层地下水水质演化总体上呈现出恶化的趋势，矿化度总体呈现上升状态。重碳酸型地下水的面积有所减少，氯化物型地下水和氯化物—硫酸型地下水的面积有所增长。深层地下水水质总体上基本保持稳定状态，但是在局部地段一些孔深小于300米的井中地下水矿化度有增大的趋势。     

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。     

基于GIS的黄河三角洲地下水开发适宜性评价模型

本文运用地理信息系统（GIS）技术，建立了黄河三角洲地区浅层地下水开发适宜性综合评价模型。评价模型考虑了浅层地下水补给，含水层导水性和储水性，地下水水质，土地利用以及地下水开采对环境影响等多方面因素，模型评价结果为地下水开发适宜性等级分区图。模型评价成果为黄河三角洲地区浅层地下水资源规划和开发利用提供了科学依据。     

面向生态的干旱半干旱地区区域地下水资源评价的方法体系

为了提高区域地下水资源评价的可靠性、扩展干旱半干旱地区面向生态的区域地下水资源评价方法,对准噶尔盆地和鄂尔多斯盆地地下水与生态环境关系进行调查研究,认为地下水具有重要的生态价值。目前在干旱半干旱地区区域地下水资源评价中对地下水的生态价值考虑不够,是造成地下水资源评价可靠性不高的原因之一。因此,提出了干旱半干旱地区地下水生态价值的概念,围绕可持续利用的地下水资源量与生态环境良性循环的目标,构建了面向生态的区域地下水资源评价方法体系。方法体系的基本思路是突出系统的观点和地表水与地下水统一评价、水质水量并重、地下水资源与其相关生态环境统一评价的3个原则;通过建立水文地质概念模型、集中参数型模型、分布参数型模型和基于地下水变化的生态环境综合评价4个模型,加上引进水量、水位与水质3个约束条件,以及开发基于GIS的地下水资源评价信息系统的平台,对地下水资源、调蓄能力与生态环境效益进行整体评价与预警。方法体系注重了地下水的资源和生态的双重属性,强调地下水资源与相关生态环境整体评价和预警的一体化,突出了模型体系与GIS技术在区域地下水资源评价和相关生态环境评价的有效集成。     

GIS在地下水研究中的应用进展综述

地理信息系统（GIS）的迅速发展,并在各行各业都有着广泛的应用,GIS在地下水中的应用是水资源管理应用中是一个研究重点。从地下水资源的管理和评价、水质预警和污染物分析、水源地保护中的应用、在水资源分析中嵌入模拟模型、地面沉降及地下水数值模拟的应用等方面,系统的介绍了GIS在地下水行业的应用现状,并对地理信息系统在地下水...     

沈阳地区地下水污染特征及应用灰色系统理论进行水质预测的研究

沈阳地区地下水水质污染逐年趋向恶化。本文在阐明区域环境条件、地下水污染特征及地下水质进行评价的基础上，应用灰色系统理论，建立了我国第一个大型集中供水城市地下水常量组份的灰色预测模型，并应用模型对该区地下水水质进行了详细的预测研究。由于在模型中引用了溶液理论，建立了水化学平衡控制模型，使预测结果的可信程度大为提高。     

基于预警隶属度函数多模型融合的滑坡预警方法

不同的滑坡预报模型存在预报同一滑坡可能提前也有可能延迟、预报精度差异较大的问题,而且,融合多模型预警方法未能充分体现个体模型预报特征,其融合预警精度不高。在分析模型可靠性的基础上,区分预报提前和延迟2种情况,设计不同的发生滑坡隶属度函数,以最低风险原则确定滑坡预警隶属度函数,利用模糊积分实现多模型融合滑坡预警。利用16个已知滑坡对预报模型进行可靠性评价,另选4个已知滑坡分别进行滑坡发生3d前和1d前多模型融合预警验证实验,结果表明,多模型融合预警虚警率比多个单一模型平均虚警率分别降低16.6%和25.0%。实验表明利用预警隶属函数进行多模型滑坡预警能提高预警精度20.0%左右。     

滑坡监测预警国内外研究现状及评述

本文从降雨临界值研究、监测技术方法、区域性监测预警系统三个方面对滑坡监测预警的国内外研究现状进行了回顾和总结。首先归纳了国内外28个国家或地区的滑坡降雨临界值及统计方法,三个模型——日降雨量模型、前期降雨量模型和前期土体含水状态模型,基本概括了当前降雨诱发滑坡临界值的确定方法;但由于降雨入渗触发滑坡的复杂性,不同机理的滑坡"需要"不同的降雨临界值;目前的研究趋势是对雨量雨强雨时—土体渗流场动态变化—土体抗剪强度变化的耦合关系进行研究。按监测对象的不同,滑坡监测可分为四大类,即位移监测、物理场监测、地下水监测和外部诱发因素监测;按监测手段的不同,则可分为人工监测、简易监测、专业监测三大类;目前国内外在滑坡监测技术、方法、手段上并无太大差距,专业仪器已成为常规设备,只是由于价格因素得不到普及;一些新技术如InSAR、三维激光扫描等能很快应用到滑坡监测领域;监测数据的采集和传输也都实现了自动化和远程化;监测和预警系统有向Web—GIS发展的趋势。利用一个地区的滑坡易发区划或危险区划,结合降雨临界值,可以设定不同的预警级别,在区内布设一定数量的雨量站,监测雨量加上预报雨量,就可进行滑坡预警预报,国内外的区域性降雨型滑坡监测预警大体都是这个思路和做法,该方法在对公众进行警示方面起到了良好效果,但由于预警的范围太大,在具体的单点防治上,难以做到有效。我国在近10年开展了大量的监测预警工作,并取得了丰硕的成果,但根据统计数据,其成功预警率却并不理想,这一方面表现在成功预警实例中专业预警所占比例过低,另一方面同时表现在发生的大量的地质灾害在已有的预警点之外。制约目前工作有效性的主要问题是滑坡隐患点的排查和识别问题,因为只有识别出了隐患点才能进行下一步的监测和预警,它是一切工作的基础。而解决这一问题的重要途径是分析区域上的滑坡发育规律,找到有效的隐患点识别技术方法,以及引进风险管理的概念,进行监测资源的合理分配和有效预警。     

水资源承载力预警研究进展

针对水资源承载力预警方法的研究,通过揭示水资源-社会经济-生态环境复合系统间各要素的相互作用机制,可有效地对水资源承载力的突发和异常状况进行事前行为评价和预警,是资源环境承载能力预警研究的关键组成部分。为此,借鉴有关学科领域对预警系统现有的研究成果,立足于水资源承载力预警系统的概念和机制,从诊断、预测、评价和调控方面对水资源承载力预警的主要方法进行综述,并提出水资源承载力预警未来研究重点和主要发展方面的建议,包括:① 进一步完善水资源承载力预警系统的概念界定;② 构建水资源承载力预警指标体系;③ 深入水资源承载力预警系统的整体研究;④ 重视实现水资源承载力预警动态性预测;⑤ 进一步加强水资源承载力调控措施方面的研究。     

基于数值模型的地下水污染预警方法研究

地下水是中国许多城市主要的供水水源,目前中国部分城市地下水已受到不同程度的污染,导致地下水资源供需矛盾日益突出。进行地下水污染预警是保护地下水资源的一个有效措施,当前国内外相关研究刚刚起步,有关预警理论、方法和技术框架仍未形成一套完善的体系。本文简述了地下水污染预警的研究现状及存在的不足,并以中国北方某铬渣场地为例,根据当地的水文地质条件,利用数学模型建立了地下水污染预警模型,给出了不同等级的地下水污染预警分区,研究结果可为当地地下水污染防治和地下水污染控制规划提供科学依据。     

北京市突发地质灾害监测预警信息平台功能需求研究

功能需求是地质灾害监测预警信息平台的首要任务,对整个平台具有举足轻重的作用。本文从数据管理、动态监测,预警分析、会商上报、应急管理、三维展示和系统管理7个方面,介绍了北京市突发地质灾害监测预警信息平台的功能需求,其中预警分析中模型的构建和实现,是预警结果科学性和准确性的关键步骤。平台的建设可实现北京市地质灾害防治网络化运作模式,提升地质灾害防治日常管理,监测预警.决策支持和应急处置能力。     

地质灾害区域预警原理与显式预警系统设计研究

通过总结分析国内外经验和新认识,文章把地质灾害区域预警原理初步划分为隐式统计预警、显式统计预警和动力预警三种类型。隐式统计预警是把地质环境因素的作用隐含在降雨参数中,仅仅考虑降雨参数建立模型的方法。显式统计预警是一种把地质环境因素变化与激发因素相迭加耦合而后建立判据模型的预警方法。动力预警是一种考虑地质体在降雨过程中自身动力变化过程而建立数学物理判据方程的方法,实质上是一种解析预警方法。本文以系统工程思想为指导,比较全面地架构了显式统计预警系统的设计方法,包括需求分析、问题表述、目标设定、设计原则、图层设计、系统建模、系统运算、预警等级确定、产品生成、产品会商、产品发布、预警校验、预警决策、应急行动、成本收益分析和系统完善升级等内容。这项设计研究为具体研发设计某个地区的预警系统提供了思想平台,为建立国家、省和市(县)分层级联动的地质灾害区域预警体系提供了技术路线。     

GIS支持下的土壤重金属污染预测预警研究

面对日益严重的土壤重金属污染问题,必须采用快速高效的方法对污染趋势做出预测预警。本研究建立了土壤重金属污染预警模型和土壤重金属污染超标年限预测模型,并在GIS技术支持下,开发了基于ArcView GIS的预警预测程序模块,实现了对土壤重金属污染的预警预测。最后以北京市及其近郊区为实例,对该区重金属污染进行了预警并对Pb元素超标年限进行了预测,取得了较好的预警预测结果。     

地下水污染预警研究进展

分析了地下水脆弱性、地下水污染风险和地下水污染预警三者之间层层递进的关系;在归纳总结国内外地下水脆弱性和地下水污染风险评价理论和方法的基础上,综述国内外相关地下水污染预警的大量研究成果,基于地下水污染预警等级划分方法,整体上将地下水污染预警方法概括为基于设定临界值的地下水污染预警和基于既定标准的地下水污染预警两大类。最后阐述地下水污染预警研究在地下水资源可持续发展中的重要意义,并指出地下水污染预警的评价方法和理论研究应进一步考虑多学科的交叉、与先进技术的耦合以及资料的精确度等问题。     

基于信息量法的地质灾害气象风险预警模型:以甘肃省陇南地区为例

地质灾害气象风险预警是目前地质灾害防治研究领域的难点和热点。陇南地区是中国地质灾害造成人员财产损失和受灾害威胁最严重的区域之一,为精细化和准确化预报陇南地区地质灾害风险,在ArcGIS平台将研究区划分为250 m×250 m的栅格单元,使用信息量法选取9个影响因素进行地质环境敏感性评价,结合有效降雨量构建地质灾害气象风险预警模型;该模型通过6次历史降雨事件引发的156起地质灾害验证,预报准确率为83.42%,提高了研究区内地质灾害风险预警精度。该研究基于信息量法的地质环境敏感性分区客观合理,综合考虑下垫面和气象要素的第二代预警模型在类似地区的应用,有较高的准确性和适用性。