华北平原浅层地下水水位动态变化

利用中日合作项目在华北平原设置的自动监测设备KADEC-MIZU Ⅱ型地下水水位自计仪,对2004-2006年39处浅层地下水水位监测的结果,结合区域影响地下水宏观动态类型的主要因素,如地形地貌、地下水埋深、地下水开采程度、地下水漏斗以及河流湖泊等,叠加各影响因素分区图得到地下水动态影响因素综合分区图,结合观测孔地下水水位体现的动态特征,将华北平原地下水观测点分为山前开采型、山前侧向补给-径流-开采型、中部河道带补给-开采型、中部地下水浅埋区降水入渗-蒸发型动态、黄河影响带侧向补给-蒸发型动态和滨海平原区入渗-蒸发型6大地下水动态类型。在此基础上阐明了大区域范围内不同类型地下水水位年内及多年动态变化的特点,比较了不同类型区地下水动态所受影响因素的不同。     

石羊河流域平原地下水位动态特征与监测网观测频率优化

在阐述石羊河流域平原地下水位动态特征的基础上,采用频谱分析方法对研究区的地下水水位进行周期分析,并开展了地下水动态监测网的观测频率优化。结果认为：昌宁盆地水位动态存在4个周期成分,民勤和武威盆地水位动态存在2个周期成分,水位动态主要以年动态和月动态为主,动态类型主要有入渗径流开采型、开采型和补给开采型3种。昌宁盆地的水位监测频率每月可为2次,民勤和武威盆地的每月可为3次。     

塔克拉玛干沙漠腹地潜水水位对单井抽水的响应

塔里木沙漠公路防护林生态工程以地下水为灌溉水源,全线采用节水滴灌方式灌溉。全线共有108口水源井,水源井间距约4 km。以第69号水源井(38°41′12″N、83°22′16″E)为例,在距水源井120 m范围内设置了7个地下水监测井,利用潜水水位的动态观测数据,分析了抽水过程中水位的时空变化规律。研究结果表明:持续抽水过程中潜水水位变化可分为快下降和慢速下降两个阶段;潜水水位恢复过程可分为快速上升和慢速上升两个阶段。水位下降和上升的速度变化形成水位的空间差异,即降落漏斗的形成和消失。利用稳定流抽水试验计算得出含水层渗透系数为12.85 m/d。     

基于FEFLOW和GIS技术的矿区地下水动态模拟及预测

矿区地下水动态研究是山西亟待解决的重大需求问题。针对山西矿区水资源短缺与水环境恶化等现状,通过分析气象、水文、地质地貌、开采现状等监测数据资料,以FEFLOW模型和GIS技术为平台,构建山西矿区三维地下水数值模型,进行地下水动态研究,模拟并预测了4种不同情境下矿区地下水动态过程,从而定量分析采矿活动对地下水动态的影响,揭示矿区开采对地下水系统的作用机制。结果表明：当矿区开采强度提高10%、30%、50%时,地下水整体流场和运动趋势没有大的变化,但在矿区南部地下水流场发生突变,等值线形变,且在东南部形成一个水位变化剧烈的低水位带,迫使地下水流向发生偏转。水位分析表明采矿活动会造成地下水位整体下降,下降幅度与开采强度呈正相关关系。地下水系统均衡分析表明,当开采强度保持现状或提高10%,地下水系统仍然处于正均衡,补给量大于排泄量,当开采强度提高30%、50%时,系统转为负均衡状态,补给量小于排泄量,地下水水量大幅度减少。研究成果可为矿区制定合理的开采方案,保护矿区地下水资源提供参考依据,为有效遏制矿区水环境恶化、确保矿区水安全提供科技支撑。     

黑河下游地下水波动带地下水时空分布模拟研究-FEFLLOW模型应用

从黑河下游地下水波动带水文循环出发,确定影响地下水变化的重要补给排泄项,根据水文地质结构对研究区水力传导系数和给水度进行确定,并获得研究区参数分区.通过运行FEFL-LOW模型,得到任意时段研究区地下水水头的空间分布.利用观测数据对模拟结果验证并进行参数调整.结果表明:(1)15个观测点平均误差约为0.59 m,最小平均误差为0.18 m,最大平均误差1.09 m;(2)地下水的空间变化为以东西河为中心向两侧加深,研究区南部岩石山地和北部东西居延海之间地下水位较深,其它区域地下水位在1～4 m之间;(3)从模拟初始(1990年),研究区每年水量都处于一种负均衡状态,2000年之后略有改观,2003年出现了正均衡.但不同区域地下水年际变化的趋势不同,研究区内上下游的水位有上升趋势,而中游绿洲区水位以下降趋势为主.     

黑河下游地下水波动带地下水位动态变化研究

 黑河下游是生态环境特别脆弱的地区,地下水位具有重要的生态意义。研究该区域地下水位的波动变化,对于生态环境的恢复与管理具有重要的指导意义。以河流20 km缓冲区为研究区,基于观测数据对2006年地下水位与分水前（2000年）的地下水位进行对比,分析得出:随着生态输水工程的启动,地下水位在总体上得到明显升高,研究区北部横剖面线上地下水平均升高0.995 m,南部横剖面线上平均升高0.497 m。西河纵剖面上输水后地下水位在下游提升最为明显,平均水位上升2.41 m,中游提升不大,大约为0.22 m;东河纵剖面上下游水位提升比较明显,水位上升1.06 m,但中游地下水在分水后仍有显著下降,平均下降0.96 m,上游地下水位上升0.90 m。研究区不同区域地下水时间（1990—2010年）变化趋势不同。有持续上升型,有持续下降型,有下降转为上升型,2002年成为转折点;额济纳旗农业灌溉对局部地区地下水影响较大,农业用水与生态需水的矛盾逐渐显露出来。     

多层抽水试验地下水位动态与同位素浅析——以衡水试验为例

针对不同深度含水层,揭示其富水性,探讨地下水资源可恢复性、可利用性和浅层劣质水改造利用可能性。以国土资源部衡水地下水试验场为依托,在详细调查试验场影响区地下水开发利用状况、监测地下水年动态基础上,开展分层抽水试验和水化学同位素采样。通过对大量抽水水位动态数据过程、局部流场特征和水化学同位素的分析,得出结论:该区农业为影响地下水水位的主控因素;含水层系统承压性、补给强度从下到上分别呈减弱、增强趋势,除浅层外各含水层渗透性较强;各含水层渗流强度及方向不同等。提出实现地下水可持续开发利用建议:对浅层地下咸水适时进行抽咸换淡、混灌轮灌改造利用;170m、300m强含水层作为工农业用水主要开采层,深层地下水主要用于生活用水;按照水量平衡、分质用水原则开发地下水。     

湖岸带地下水与湖水作用关系——以鄱阳湖为例

依托野外地下水位与湖水位观测、地下水流速与流向测定、地下水与湖水水化学离子测试分析等研究方法,探析了鄱阳湖湖岸带地下水与湖水之间的作用关系。结果表明:湖岸带地下水和湖水偏弱酸性,SO_2~(4-)、Ca~(2+)和Mg~(2+)是湖水和地下水的主要阴阳离子。此外,湖岸带地下水中出现了较多NO_3~-,可能受到当地农业施肥及化粪池泄露等影响。研究区地下水流向主要是由周边丘陵地区向下游地势相对平坦的湖区流动,该地区潜水面为由补给区向排泄区倾斜的曲面,地下水总体上向河流和湖区方向流动。监测数据表明:所测得的研究区地下水位由上游向下游地区呈减小趋势,地下水位呈明显的动态变化,但水位变幅基本2 m。地下水流速较大的区域主要分布在远离湖区和河流的上游丘陵地区,最大流速可达19.5 m/d,而下游湖区附近地下水流速较小,平均流速约5.1m/d。地下水位和流速的空间分布特征与地形变化基本一致,比较符合地形影响下的地下水流动规律。水化学证据指示了地下水和湖水之间存在一定的水力联系,而地下水流场特征以及地下水与湖水之间的季节性动态水位梯度表明了地下水可能以不同的排泄强度补给湖泊。     

近5 a来科尔沁沙地典型区域地下水埋深变化分析

 从2002至2006年奈曼旗地下水埋深监测数据中,选取典型区域的18个监测点,分为三个样带,对其地下水埋深的时空变化及其与降雨量的关系进行分析。结果表明,近5 a典型区域地下水埋深均呈下降趋势,教来河沿岸变化最为明显,年际最大水位差达2.11 m,变化幅度13.6% ~51.4%;空间分布上以教来河沿岸地下水埋深最大,近5 a平均为6.15 m;典型区域年内最高地下水位出现在3—4月,最低水位在8—9月;近5 a来降雨量和多年降雨量分别与同期地下水埋深变化的分析表明,降雨量对研究区地下水埋深影响较小。     

海河南系平原浅层地下水开采耗能及其空间分布

本文针对海河南系平原不同时期地下水水位变化引起的能耗增加问题,基于开采井与其影响半径区域内的地下水开采耗能等效的假设,首次推导了浅层地下水耗能计算公式。利用三个不同时期浅层地下水流场的演化特点,结合GIS技术方法,对典型年份 (1964、1984和2001年 )春季农业生产季节地下水开采耗能及其变化进行比较分析。研制了海河南系平原农业春产期浅层地下水耗能空间分布图,分析获得20世纪60年代以来该地区地下水位下降导致开采耗能大幅度增加的态势和空间分布格局,结果表明:从海积平原地区到太行山前平原地区,开采浅层地下水耗能以及耗能差值都呈递增趋势。研究结果对北方地区水价政策等的制订有重要的参考价值,为研究区南水北调后地下水水位回升的社会经济效益评价提供参考。     

金沙江下游地区水文特征

根据四川与云南两省水文手册和水文年鉴,及攀枝花水文站、金阳气象站、雷波气象站等资料,分析论述了该区降雨、径流、洪水等的水文环境特征。     

气候与地表覆被变化对梭磨河流域水文影响的分析

分析了1960～1990年长江上游梭磨河流域气候和地表覆被变化及其对流域水文的影响。30年来，流域降水有所增加，有林地面积1957～1974年大幅下降，以后有所回升。有林地每公顷蓄积量由1957年的423m^3下降到1998年的177m^3，40年来林地质量不断下降，流域水文发生了明显的变化；年均流量自1972年以来不断上升，洪水频率、洪峰流量和土壤侵蚀模糊明显增加。     

Comparative hydrological behaviour of two small catchments in semi-arid Zimbabwe

This paper describes and compares the hydrological responses of runoff, soil moisture and groundwater levels to rainfall events for two small semi-arid catchments over a 2-year period. Romwe received 1430 and 756 mm of rainfall in the 19999/00 and 2000/01 season, respectively. Mutangi received 756 and 615 mm of rainfall in the same years. Romwe generated 520 and 102 mm of runoff in the 19999/00 and 2000/01 seasons, respectively, while Mutangi generated 82 and 69 mm of runoff in the same years. The runoff response of the catchments was dominated by a relatively quick response to rainfall and with little or no significant contribution from regional groundwater or ‘old water’ sources. Total soil moisture storage to a depth of 120 cm was higher at Romwe than Mutangi for the entire study period reflecting the differences in the soil types. The groundwater level was closer to the surface and responded more quickly to rainfall at Romwe compared to Mutangi where water levels were between 12 and 16 m below the surface. There was a significant relationship between profile soil moisture and water table level at Romwe and none was observed at all in Mutangi. Significant (p<0.05) monthly rainfall runoff relationships were observed at both Romwe and Mutangi. At Romwe and Mutangi 91% and 76% of the runoff variation was accounted for by rainfall in the 1999/00 season, respectively. The rainfall–runoff relationship were different at Romwe for the two seasons, it was higher in the 1999/00 season than the 2000/01 season when 91% and 49% of the runoff variation was due to rainfall, respectively. The relationships were almost similar at Mutangi during the two seasons.     

秸秆覆盖下的夏玉米蒸散、水分利用效率和作物系数的变化

农业用水占华北水资源的70%以上,提高农业用水的效率对华北水资源安全具有重要意义。在节水农业研究中,利用农艺节水提高农田水分利用效率是节水农业的重要组成部分,其中减少农田无效棵间蒸发耗水和优化供水制度是主要的农艺节水措施。夏玉米是华北太行山山前平原的主要作物之一,一般在冬小麦收获前的5～7天套种在其中,以延长夏玉米的生育期。随着联合收割机的广泛应用,冬小麦收获后的秸秆直接覆盖夏玉米,对夏玉米的农田蒸散特别是苗期的蒸散产生影响;夏玉米生长在6～9月的雨季,一般年份降水能够满足夏玉米的需水要求,但夏季降水的分布变异较大,再加上近6年来的夏季干旱,使灌水对夏玉米的高产至关重要。为了提高夏玉米的农田水分利用效率,本研究的目的是建立秸秆覆盖下的夏玉米优化供水制度和研究秸秆覆盖对减少棵间无效耗水的影响及秸秆覆盖下的夏玉米作物系数的变化,为制定秸秆覆盖下的夏玉米优化供水制度提供依据。2年的实验结果显示,秸秆覆盖下的夏玉米产量在8000kg/ha,总蒸散量在390mm,水分利用效率在2.2kg/m3。干旱年份,夏玉米在灌四水的条件下产量最高,再增加灌水量,产量减少。水分利用效率随着灌水量的增加有所递减。     

泾河合水川流域近50年径流演变特征及影响因素分析

在泾河合水川流域1964~2011年的年降雨、径流变化特征分析基础上,利用Mann-Kendall法、双累计曲线法定量分析了其趋势及相互关系,并探讨了变化成因。结果表明,1964~2011年的年降雨量呈轻微下降趋势（P=0.52）,年变率-0.04 mm/a;径流深呈不显著下降趋势（P=0.97）,年变率-0.10 mm/a。变化趋势与泾河东北部、黄河河口-龙门区间西南部类似,与黄河中游其它子流域差异较大。二者突变年份分别为2000年和1978年。1964~1978年是该流域降雨-径流关系的天然时期,1979年后受水保工程修建、植被覆盖增加等人类活动影响,降雨-径流关系发生变化。     

基于Hydrus-1D模型的科尔沁沙地沙丘-草甸相间区土壤水分动态模拟

土壤水分是干旱半干旱地区生态环境的主要限制性因子,研究科尔沁沙地流动沙丘和草甸地土壤水分动态规律有助于荒漠化地区的生态恢复和保护。以2018年5月25日至10月31日为研究期,利用土壤各项实测参数和气象数据,评价Hydrus-1D模型在科尔沁沙地的适用性,并揭示科尔沁沙丘-草甸相间区土壤水分分布特征,重点分析研究区流动沙丘200 cm剖面和草甸地80 cm剖面土壤水分的动态规律。结果表明:研究区典型土地类型流动沙丘和草甸地土壤水分模拟值和实测值的决定系数均高于0.76,均方根误差0.01~0.02 cm³·cm^-3;在土壤剖面上具有明显的分层结构,流动沙丘分为3层,即0~20 cm为干沙层,20~120 cm为活跃层,120~200 cm为稳定层,其中40 cm土壤水分波动性最大;草甸地分为2层,即0~40 cm为活跃层,40~80 cm为稳定层,主要受降雨、蒸散发和地下水位影响;流动沙丘和草甸地降雨与表层土壤水分呈极显著相关,降雨量与地下水位变化仅草甸地呈显著正相关;在整个研究期内,流动沙丘土壤水分储量变化量为12.6 mm,土壤实际蒸发量为105.9 mm,200 cm深层渗漏量为173.9 mm,占总降雨量的59.5%;草甸地土壤水分储量变化量为8 mm,80 cm深层渗漏量为-27.2 mm(地下水补给量),土壤实际蒸发量为67 mm,植被蒸腾量为244 mm,地表径流量为0 mm。     

50年来秦岭金钱河流域水文特征及其对降水变化的响应

运用集中度和集中期、Kendall秩相关系数、R/S分析法、降水—径流双累积曲线模型及其他数理统计方法,分析了金钱河流域径流的变化特征,探讨了年际、季节及月尺度上径流变化的趋势并预测了未来趋势,用集中期指标反映了径流对降水响应的滞后效应,并定量分析了降水变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明:50 a来径流量呈现出显著的递减趋势(p<0.05),递减率为34.33 m3(/s 10a),Hurst指数H=0.669>0.5,表明未来的一段时间内变化趋势与现在相同;1~12月各月径流均表现为下降趋势。流域内径流对降水的响应存在滞后效应,50 a径流对降水平均每年滞后23.6 d,且滞后天数具有明显上升趋势。50 a来径流系数呈极显著减小趋势,降水量转化为径流的部分在逐年减少,被植物截留、填洼、入渗和蒸发的部分增加;径流发生突变后比突变前径流系数降低了35.2%。50 a来降水变化对径流变化的影响率为53.4%,高于人类活动影响率46.6%,是导致径流变化的主要原因,人类活动为次要原因。     

黄土丘陵区地表水和地下水对降水的响应——以康沟小流域为例

以"退耕还林"为主体的黄土丘陵区生态环境建设在过去10年来取得了显著成效.为揭示"退耕还林"政策实施以来黄土丘陵区的降水与地表水和地下水的关系,本文以延安康沟流域为例,根据1997-2006年延安站的逐日气象数据和康沟流域地表径流、泉水、井水水位实测水文数据,以及康沟流域地形地貌和土地利用等资料,利用相关分析法分析了康...     

青海湖水文特征及水位下降原因分析

青海湖自有记载以来,湖水位一直处于下降之中。通过分析流域内的各项水文因子的特征及湖泊水量平衡,看出流域内降水有逐步变小的趋势;湖泊长期处于水量收支负平衡中,致使湖水水位下降。降水变小及湖水位下降又改变了流域水文环境,使径流变小、径流系数下降。通过进一步分析发现,青海湖对降水变化的敏感性要大于其它因子的变化。     

坡面径流过程流量自动观测方法

坡面径流过程中的流量自动观测是目前野外实验的难点问题。通过室内试验和野外人工模拟降雨径流场试验,分析了翻斗式雨量计与20°和30°三角堰中自记水位计在测量15l/min以下的小流量上的差异。获得了不同流量条件下20°和30°堰角的流量系数。以该系数的计算结果与实测流量对比表明,随水头的减小和堰角的增大而误差增加。野外实验结果表明,自记水位计测定小流量的结果偏低约15%,在流量很小时无法记录到数据,不能完整记录整个退水过程。依据试验结果,实现了以翻斗式流量计与自记水位计相结合的组合式流量监测方法的设计,为精确测量低含沙的小流量和变化流量的流域水文实验提供了监测手段。