黄河三角洲浅层地下水埋深动态与降水的时空响应关系

为探究黄河三角洲浅层地下水埋深动态对降水的时空响应关系及其驱动因素,基于2006—2010年黄河三角洲14口监测井的浅层地下水埋深数据和气象站降水量数据,利用Kendall's秩相关、交叉小波变换和小波相干方法,分析黄河三角洲地下水埋深动态和降水之间不同的时空响应模式,结合土地利用、微地貌类型和土壤质地资料,利用地理探测器方法对地下水埋深-降水响应关系进行定量归因研究。结果表明:（1）地下水埋深时间序列与降水量时间序列呈负相关关系,根据降水量对地下水埋深的影响强弱,可划分为3种空间模式:模式1强负相关（-0.45~-0.30）、模式2负相关（-0.30~-0.15）和模式3弱负相关（-0.15~-0.01）,空间差异性明显。（2）从模式1到模式3,地下水埋深对降水的响应延迟时间逐渐变小,分别为178.36 d、146.43 d和35.51 d,在所有模式中,地下水埋深对强降水的响应都很敏感。（3）土地利用、微地貌类型和土壤质地对地下水埋深-降水的响应关系都有显著的影响,解释贡献率分别为微地貌类型（0.280 7） > 土地利用（0.244 1） > 土壤质地（0.163 8）,驱动因子之间均表现出非线性增强作用,土地利用和微地貌类型的协同增强作用最大,为0.749 0。研究揭示了黄河三角洲浅层地下水埋深变化与降水之间不同的时空响应模式并对其进行定量归因,为黄河三角洲地区水循环过程研究及地下水资源管理和生态保护提供科学依据。     

地下水资源遥感评估技术研究进展

地下水的赋存和埋深是地下水资源勘察的重要内容。遥感技术具有数据获取快、综合成本低、观测尺度大等诸多优势。基于遥感的地下水资源评估技术一直受到研究人员的关注,也是遥感应用研究中的热点和难点。回顾总结了遥感技术在评估地下水赋存和埋深领域的应用与研究进展,根据不同评估技术的特点将其划分为单因子模型评估法、多因子综合模型评估法、重力卫星数据评估法3种。得出以下结论①地下水遥感评估技术经过多年发展,模型方法更加多样,精确度不断提高,可以作为传统地下水资源勘察的重要辅助手段;②遥感评估地下水赋存的研究发展迅速,但针对地下水埋深信息的评估研究进展相对缓慢;③高时空分辨率遥感技术和机器学习技术的结合运用、无人机遥感技术的应用是地下水资源遥感评估技术的未来发展方向。     

地下水资源遥感评估技术研究进展

地下水的赋存和埋深是地下水资源勘察的重要内容。遥感技术具有数据获取快、综合成本低、观测尺度大等诸多优势。基于遥感的地下水资源评估技术一直受到研究人员的关注,也是遥感应用研究中的热点和难点。回顾总结了遥感技术在评估地下水赋存和埋深领域的应用与研究进展,根据不同评估技术的特点将其划分为单因子模型评估法、多因子综合模型评估法、重力卫星数据评估法3种。得出以下结论: ①地下水遥感评估技术经过多年发展,模型方法更加多样,精确度不断提高,可以作为传统地下水资源勘察的重要辅助手段; ②遥感评估地下水赋存的研究发展迅速,但针对地下水埋深信息的评估研究进展相对缓慢; ③高时空分辨率遥感技术和机器学习技术的结合运用、无人机遥感技术的应用是地下水资源遥感评估技术的未来发展方向。     

基于分布式光纤温度示踪探测裂隙岩体地下水渗流特征

认识深部裂隙岩体中的地下水渗流特征(流速、渗流路径等),是深部地质工程开发建设的重要前提。近年来,分布式光纤测温技术作为识别深部裂隙岩体地下水渗流特征的有效方法,在国外开展了大量的研究,但在国内鲜少见在实际场地开展的相关工作。本研究以我国首个地下实验室场址甘肃北山新场花岗岩岩体中的两个钻孔(BSQ02及BSQ03)为试验对象,开展基于分布式光纤测温(Fiber-Optic Distributed Temperature Sensing,FO-DTS)的现场温度-水力试验,实现了对钻孔地下水温度的高精度、连续性观测。通过分析现场试验获取的钻孔温度-深度剖面随时间的变化,推断BSQ02在试验过程中存在外源地下水的流入,然后结合钻孔柱状图对钻孔中的入流导水裂隙进行了定位;基于现场观测数据建立了钻孔的渗流-传热耦合数值模型,反演估算出钻孔中地下水平均流速为0.01 m·s-1,通过裂隙流入地下水温度小于钻孔中原地下水温度,两者之间的温度差为0.7 ℃,通过裂隙流入的地下水流速为1×10-5 m·s-1,获取了地下水的渗流特征。该项工作可为基于分布式光纤测温技术的裂隙介质地下水渗流规律研究提供借鉴与指导。     

黄淮海平原浅层地下水埋深对气候变化响应

地下水是陆地水循环的重要组成部分,它受气候条件和植被地形及人类活动的影响.地下水埋深对气候变化的响应研究是气候变化影响研究的前沿和热点之一,对于水资源管理及其相关研究与应用具有重要意义.本文利用陆面水文模型VIC驱动统计模型RTFN开展气候变化的敏感性试验,探讨黄淮海平原地区浅层地下水埋深对气候变化的响应.研究表明,地下水埋深对降水变化的敏感程度远大于温度变化,埋深较浅区比埋深较深区敏感.在温度变化2～5℃,降水变化±15%的情景下.黄淮海平原区平均地下水埋深变化范围大致为-81～96mm.由于地下水具有自记忆性,导致埋深对降水盈余响应滞后.该地区最大的埋深变化出现在8月.     

黄盖湖流域水利工程建设对地下水流场的影响研究

堤防治理是提高水利工程防洪能力的重要手段。黄盖湖流域洪涝灾害频繁,而堤垸矮小且多破损,急需综合治理。分析工程区的水文地质条件,地下水环境现状,并利用数值模拟预测了堤防加厚对研究区地下水渗流场的影响。结果表明:研究区地表和地下水均存在不同程度的污染,如Fe,Mn,总磷,总氮超标。堤防治理工程,对地下水流场影响不大,堤身中心在堤防加固前后水位波动最高0.28 m。     

高放废物深地质处置地下水数值模拟应用综述

开展地下水数值模拟研究是高放废物处置场地安全评价的重要组成部分,然而深地质处置介质类型的复杂性、基岩深部资料的相对匮乏性导致模拟结果存在不确定性,如何刻画深部地下水动力场并评估可能引起的风险已成为高放废物处置安全评价中重点关注的问题。在大量文献调研的基础上,综述了世界典型国家高放废物深地质处置场地的地下水数值模拟与不确定性分析应用,并归纳总结该领域研究经验,得到以下认识:（1）深地质处置场深部构造、裂隙的发育与展布决定了地下水循环条件,探究适用于基岩裂隙地区新的水文地质试验方法是提高地下水数值模型仿真性的基础;（2）不同尺度模型融合是解决深地质处置地下水模拟的有效技术方法,区域尺度多采用等效连续介质法,场地尺度使用等效连续多孔介质和离散裂隙网络耦合模型,处置库尺度使用离散裂隙网络方法,其次需重点关注未来大时间尺度下放射性核素在地质体中的迁移转化规律,模拟预测场址区域地下水环境长期循环演变对核素迁移的潜在影响;（3）考虑到不同的处置层主岩岩性以及在多介质中发生的THMC（温度场—渗流场—应力场—化学场）过程,目前国内外常用的地下水模拟软件有:Porflow、Modflow、GMS及MT3DMS等用于模拟孔隙或等效连续介质,Connectflow、Feflow及FracMan等用于模拟地下水和核素在结晶岩、花岗岩等裂隙中的迁移,TOUGH系列软件主要应用于双重介质的水流、溶质及热运移模拟;（4）指导开展有针对性的模型和参数的不确定性分析工作,减少投入工作量,提高模型精度,并可针对处置库长期演变、废物罐失效、极端降雨等多情景预测模拟,为处置库安全评价及设计提供基础数据支撑;（5）针对我国深地质处置地下水数值模拟研究现状,下一步应加强区域地质、水文地质、裂隙测量以及现场试验等相关的调查及监测工作,多介质耦合、多场耦合模拟及不确定性分析研究将会是未来的研究重点。     

水文地质图等值线表示法的研究

1 概述当前水文地质图上等值线的应用已成为热点之一,剖析当代水文地质图的编制原则,可得到一些启示.该原则是在时空四维系中反映地下水渗流场、水化学场、水文地温场的主要特征及其演变规律.而这“三场”的时空特征,恰好都可以用不同时刻的水文地质要素等值线来量化描述.如渗流场可以用导水系数(渗透系数)等值线、水位(压)等值线,降深等值线,补给强度等值线,顶底板埋深等值线,咸淡水界面等深线等等来刻画;水化学场可用各化学组分浓度等值线,不同化学组分浓度比值系数等值线等基于渗流场而展示;水文地温场则可通过温度等值线等来描述。这些水环境中各种要素等值线的巧妙结合,为我们在较高层次上揭示了地下水系统的本质。正因为如此,当前无论是国际上流行的水文地质溉念模型,还是近年出版的地下水图件,都广泛采用多种形式,不同水文地质意义的等值线及其组合,较好     

污染场地地下水调查布点及样品采集技术研究

地下水监测井布点和采样,是地下水污染调查的重要部分。由于污染场地的规模较小和其特殊性,很多区域地下水污染普查的方法并不完全适用于污染场地。本文结合地下水的分布及运动特征,从全面性、系统性、代表性、可行性、经济性五方面,阐述污染场地地下水调查布点应遵循的基本原则。同时,通过探讨国内外地下水采样的规范和要求,总结出适用于我国污染场地的地下水采样技术。     

汾河灌区地下水埋深变化规律分析

利用山西省汾河灌区1993～2007年各站点的地下水埋深实际观测资料,对灌区地下水的时空变化规律进行了分析;阐明了地下水埋深的季节变化大致可分为3个阶段：相对稳定阶段（11月～翌年3月中旬）、埋深最浅阶段（3月中旬～5月）、变化频繁阶段（6月-10月）。     

通过预测地下水埋深变化实现指导地下水安全开采的探讨

分析目前邢台地区面临的地下水超采问题,提出安全开采量的概念,并通过枯季(11月-次年5月)和汛期(6月-9月)分别预测地下水埋深变化的方法预测地下水未来一个月甚至一年的埋深变化,从而达到在地下水开采过程中根据降雨补给控制开采量,实现指导地下水安全开采。     

长春新区地下水动态特征及差异性分析

为了进一步查明长春新区水文地质条件,掌握地下水动态规律,选取饮马河流域长春新区开展研究.利用2016~2018年地下水观测数据,通过地下水动态分析、衬度系数方差分析、相关性分析,认为长春新区地下水动态特征主要为入渗-蒸发型及入渗-开采型,地下水主要接受降水补给,水位埋深受降雨和人为开采的双重影响;地下水水位埋深具有明显的空间分异特征;地下水埋深与降水量呈明显的负相关,地下水埋深与降水量的相关具有差异性.     

玉龙喀什河流域地下水的时空变异规律

对面积约942km2的玉龙喀什河流域地下水埋深进行取样检测,应用地质统计学方法对取得数据进行了半方差函数分析。结果表明,该地区2005、2006年地下水埋深变异函数曲线的理论模型符合指数模型;2007、2008年地下水埋深变异函数曲线的理论模型符合球状模型。通过对2005、2006、2007及2008年水样的分析,得出该地区地下水埋深在时间与空间上皆存在明显的变异性。在空间尺度上,地下水埋深从研究区的东北向西南方向有增加的趋势。从整体上看,地下水埋深在研究区的中部大于四周边;南部大于北部。在时间尺度上,随着时间的推移研究区中部和南部的地下水位正向下降方向发展。利用软件Geopack与Serfer7．0软件绘制了地下水埋深的时空分布图,为该地区地下水资源的评价与今后的合理开发利用提供了决策依据。     

地下水易污性评价方法——DRASTIC指标体系

本文较详细地介绍了目前欧美国家在地下水易污性评价中所广泛采用的ＤＲＡＳＴＩＣ指标体系方法,对其中所含的地下水埋深,含水层的净补给,岩性,土壤类型,渗流区介质,水力传导系数７个参数的评分以及在评分过程中所应注意的问题进行了具体的阐述,最后简要介绍了ＤＲＡＳＴＩＣ易污性指标体系法在大连沿海地区地下水易污性评价中应用的情况,实际应用表明该方法可适用于我国广大地区的地下水易污性评价工作。     

地下水和干旱指数对植被指数空间分布的联合影响:以鄂尔多斯高原为例

鄂尔多斯高原无定河与都思兔河之间的地段属于我国西北地区典型的干旱-半干旱过渡带,覆盖毛乌素沙地,存在大量的地下水浅埋区,为植被生长创造了有利条件。前人研究表明鄂尔多斯高原沙地植被的盖度随着地下水埋深的减小而增大,但没有充分考虑气候梯度的影响。本研究依托大量井孔调查资料建立了研究区地下水埋深的高分辨率栅格数据,与区内增强型植被指数EVI的遥感数据和气候数据进行相关分析,并建立地下水埋深与干旱指数双因素坐标系来确定区域植被指数对地下水和气候背景的联合响应。研究结果表明:干旱指数和地下水埋深的增大都会导致植被指数的概率统计值减小。干旱指数介于3~5时,地下水埋深对植被指数的影响比较显著,且地下水埋深介于1~3m最有利于高盖度植被的出现。地下水显著影响植被分布的临界埋深约为7m。这一结果改进了前人关于鄂尔多斯生态水文地质特征的认识。     

喀什地区地下水埋深及其动态特征浅析

随着喀什地区对地下水资源的开发利用不断增加,建立、健全地下水监测和控制体系尤为迫切。长期监测了喀什地区平原区地下水动态埋深变化,并利用ArcGIS软件对2011年全年和2012年第一季度的监测数据进行分析,评价了喀什地区地下水位动态变化状况。结果表明,喀什地区喀什噶尔流域和叶尔羌流域地下水埋深自上游至下游逐渐变小,至平原区埋深最小,大部分区域小于5m。全年内6、7、8、9月份因地下水蒸发量和开采量较大,埋深均大于6.9m。2012年与2011年同期(第一季度)相比,喀什市及其周边地区埋深增大0.2～0.4m,可能与人工开采活动有关,两河流域下游埋深亦有所增大。     

华北平原地下水脆弱性评价

针对华北平原地域广阔,地貌和水文地质条件复杂、地下水开发利用程度高,地下水位埋深、包气带和含水层岩性差异性大等特点,基于大量钻孔和地下水位监测资料,厘定了包气带岩性和地下水位埋深变化对脆弱性评价影响,进而建立适宜华北平原的DRITC评价指标体系,并应用于华北平原地下水脆弱性评价。评价中,根据华北平原水文地质条件,划分4评价分区,剖分2 km×2 km单元34 253个,采用地下水位埋深、净补给量、包气带岩性、含水层累积厚度和渗透系数5个因子作为评价指标,求得地下水脆弱性综合指数及脆弱性分布图。结果表明,华北平原山前冲洪积扇和古黄河冲洪积平原的现代黄河影响带地下水脆弱性高或较高。野外采样7 472组地下水有机污染测试分析结果佐证,脆弱性高或较高区有机污染检出项数多,其他地区较少,由此验证评价结果的客观性。     

新疆吉木萨尔县红旗农场地下水开发利用浅析

红旗农场处于流域下游,水资源贫乏。其水资源量利用在流域上游地表水引用量逐年增多造成下游来水逐年减少的趋势下,地下水已成为主要的灌溉水源。由此近年来,区内地下水埋深呈下降趋势,通过对红旗农场水源地地下水开采量和年末地下水埋深的分析得出,农场水源地具有地下水库的调蓄作用,其年末地下水埋深恢复保持在2.5 m作为地下水利用的控制指标具有合理性,这对红旗农场合理利用地下水资源极为重要。     

地下水开采与地面沉降控制三维全耦合模型研究

针对第四纪松散沉积层中地下水开采所引起的地面沉降问题,以比奥固结理论为基础,考虑到土体的非线性特征及土体的渗透性随应力状态的动态变化,引入邓肯-张非线性模型和渗透率动态模型,将地下水渗流场和土体应力场耦合起来,并以吴江市浅层地下水开采为例,建立了浅层地下水开采与地面沉降三维全耦合数值模型。在对模型进行校正、识别的基础上,以微承压含水层未来10 a内地下水位埋深不低于含水层顶板、地面沉降量不超过50 mm为约束条件,预测了吴江市各镇的地下水可采资源量合计为1 203.59×10⁴m³/a。     

石羊河流域地下水埋深时空变化研究

石羊河流域位于甘肃省河西走廊东部,该流域地下水开采所引发的一系列生态环境问题已成为制约当地社会经济可持续发展的重要瓶颈,对该流域地下水进行研究,不仅在地下水资源应用研究方面具有科研意义,而且在流域地下水资源的合理利用和流域生态恢复建设方面具有实践和指导意义。本文通过利用石羊河流域武威盆地,民勤盆地,昌宁盆地,南湖等地下水埋深长期观测资料和定期地下水位调查点调查资料,对地下水埋深的时空变化特征进行分析,结果显示,该流域地下水埋深从上世纪80年代开始呈下降趋势,上世纪90年代埋深下降最大,2000年后地下水位开始回升,地下水埋深年际变化,季节性明显。1987~2006年地下水埋深空间变化强烈。掌握研究区地下水埋深的时空变化规律,可为生态水量调度方案的编制提供重要的数据支持。