降水和开采变化对石家庄地下水流场影响强度

为能精确识别降水和开采对石家庄地下水流场影响强度,应用小波变换和相关分析等研究方法,对区域平均地下水位、地下水降落漏斗面积及中心水位与降水和开采变化之间的互动特征进行了研究。结果表明:① 1961—1973年期间,平均地下水位随降水量增大呈幂函数递减趋势;1974—2010年期间,降水量每减小100 mm,漏斗中心水位下降速率增大7.35 m,平均地下水位下降速率增大2.15 m;② 1961—1973年期间,开采量每增加1亿m3,平均地下水位下降0.28 m,漏斗面积扩大11.74 km2,中心水位下降0.52 m,1974年以来累计超采量每增加1亿m3,漏斗面积增幅1.52 km2,中心水位降幅0.18 m;③ 降水量每减小100 mm,降水贡献度减弱3.0%,人类开采影响强度增大2.76%。     

阜阳市现状地下水水位水量适宜性分析

为实现构建水位和水量双指标相结合的地下水水资源控制管理模式,以安徽省阜阳市为例,分析了阜阳市地下水动态特征,制定了研究区浅层下水水位水量适宜区间,并分析了现状条件下研究区地下水水位水量的适宜性。研究结果表明:研究区北部平原区浅层地下水适宜水位埋深确定为1.5~3.0m,枯水期或春季可适当调整,但建议最大埋深不宜大于3.8m,南部平原区浅层地下水适宜水位埋深可确定为1.0~3.0m,局部地区根据具体要求可做适当调整;现状条件下,阜阳市浅层地下水水位埋深基本位于制定的适宜水位埋深区间内,间接反映出,在现有开采井布局、作物种植结构和灌溉制度前提下,该区浅层地下水开采量较适宜,同时间接验证了制定的地下水适宜水位埋深的合理性。     

石家庄滹沱河山前冲洪积扇地下水位动态演变特征及影响机制

为探寻人类活动影响下的石家庄滹沱河山前冲洪积扇地下水位动态时空演变特征及影响因素,以研究区年降水量、地下水埋深、地下水开采量,人口、GDP等数据为基础,绘制不同阶段的地下水平均水位变幅图和地下水流场图,探讨了地下水流场时空演变特征,在此基础上充分探究了人类活动(地下水开采、人工压采)、自然因素(降水)和其他因素(人口、GDP、土地利用类型)对地下水位动态的影响机制。研究结果表明：1)时间尺度上,1980—2000年研究区年均地下水埋深缓慢增大,2000—2015年快速增大,2015—2021年呈现减小趋势,其中2016年为转折点;空间尺度上,研究区地下水埋深呈现西北小、东南大的特点,地下水整体由西北流向东南。2)1980—2015年研究区内地下水降落漏斗面积较大,地下水在漏斗区发生汇流,2015年后研究区内地下水降落漏斗面积逐渐减小,汇流情况逐渐消失。3)1980—2000年降水与地下水农业开采为年均地下水埋深变化的直接主导因素,2000—2015年地下水工业开采转变为直接主导因素,2015—2021年人工压采转变为直接主导因素。4)人口、GDP以及土地利用类型间接影响研究区整体地下水...     

地下水补给与开采量对降水变化响应特征: 以京津以南河北平原为例

通过对京津以南河北平原年降水量、地下水补给量和农业开采量三者动态规律及其互动关系研究表明, 年降水量减增, 同期地下水补给量与开采量呈互逆变化规律, 即降水量减小, 补给量变少, 开采量增大; 年降水量增大, 补给量较多, 开采量减小.在连续枯(丰) 水年份, 当年降水量减少(增加) 10mm时, 则地下水系统水量减少7.08 (增加7.06) mm, 水位下降(上升) 5.2~8.7cm; 在10~320mm变幅内, 当年降水量减少(增加) 10%时, 则地下水系统水量减少7.98 (增加7.67) %.气候旱化过程中降水变化对引起补给量减少和开采量增加的幅度, 大于气候增雨过程中降水变化对补给量增大和开采量减少的影响程度.因此, 需要重视连续枯水年份降水变化对地下水系统影响的应对举措, 这对于提高我国北方区域地下水资源供给安全保障具有重大意义.      

新疆克州境内近20年地下水变化趋势分析

结合新疆克州境内两个地下水观测站点的地下水数据,对近20年的地下水埋深变化趋势进行分析。结果表明:新疆克州境内的山区盆地区域从2000-2018年年平均地下水埋深总体变化较为平稳,各年度地下水埋深在3～4. 5 m之间变幅,各年代际地下水埋深的变幅为0. 8～1. 2 m之间,7月份属于地下水位较低的月份,2月份属于地下水位较高的月份;境内年地下水埋深呈现递增变化,且变化趋势不明显;夏季由于降水补给,地下水呈现递增变化,秋季和冬季地下水由于补给量有所减少,总体呈现递减变化,春季地下水无明显变化趋势。     

渭南市近30年地下水位动态变化特征分析

渭南市位于陕西省关中平原东部,为陕西省工农业重市。根据渭南市地下水位监测情况及地下水开发利用现状,收集该市近30 a地下水埋深及降雨量资料进行计算分析,按照地貌单元划分八个区域对地下水位变化特征进行具体分析,并对全市地下水位变化趋势进行研究,结果表明,渭南市地下水动态变化总体呈下降趋势。1985-2002年,由于开采量增大,地下水位呈缓慢下降趋势,年平均下降幅度为0.2 m。2003-2016年,地下水位基本平稳。通过对全市地下水位变化情况分析研究,为各级政府有关部门履行水资源管理、地质环境保护与地质灾害防治等职责提供技术支撑,防止因地下水超采或地下水位持续上升而引发生态环境问题。     

南水北调中线河南省受水区浅层地下水水位演化规律

南水北调中线工程供水后对河南省受水区浅层地下水位、用水结构等产生了重要影响。首先回顾了河南省平原区以往地下水位埋深变化,并通过收集、统计2008—2018年河南省受水区浅层地下水位的监测成果,基于ArcGIS软件,针对南水北调中线供水前后河南省受水区浅层地下水位变化进行量化分区;结合降水量、地下水资源量、供水量等资料对供水前后河南省受水区用水结构变化等进行分析。结果表明:自20世纪60年代至2008年,河南省平原区浅层地下水位平均埋深整体逐渐增加;河南省受水区地下水资源量随降水量增加呈线性增加趋势;南水北调中线一期供水后,2015—2018年平均地下水供水量在地下水资源量中的占比较2008—2014年减少9.55%;受水区浅层地下水位有所回升,且主要体现在埋深 > 8~12 m范围向埋深 > 4~8 m及≤4 m范围的转变,埋深 > 12~16 m及 > 16~20 m范围在受水前后基本保持不变,埋深 > 20 m的区域范围有所减少;2008—2014年各监测点分布县区的浅层地下水位呈下降趋势,2015—2018年供水期间有2/3以上县区浅层地下水位逐渐恢复;农林渔业用水和工业用水占比在供水后均有所减小,城乡生活、环境综合用水占比增加明显。研究结果表明南水北调中线工程对河南省受水区浅层地下水位恢复及缓解供水矛盾问题等产生积极有效的影响。      

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.     

河南某大型裂隙岩溶水源地地下水位动态分析

青多水源地岩溶地下水是济源市的主要供水水源,研究其地下水位动态变化特征及影响因素对地下水资源合理开发及生态环境保护意义重大,探明蟒河口水库是否补给水源地对城市安全供水具有重要意义。依托河南某大型裂隙岩溶水源地多年逐月（1994年6月—2019年12月）地下水位动态监测资料,对不同阶段、不同时段的地下水位动态进行分析,采用逐步回归分析方法定量确定水源地地下水位动态的影响因素,建立水位动态预测的逐步回归方程。结果表明:①第一阶段（蟒河口水库蓄水前）,水源地地下水位主要受降水和开采影响。其中,第1时段（1994年6月—2005年12月）,水源地开采量约2×104 m3/d,地下水位主要受降水量影响,开采量影响较小;第2时段（2006年1月—2014年8月）,水源地开采量由2.2×104 m3/d逐渐增大到约6.5×104 m3/d,地下水位受开采和降水双重因素影响,总体呈现下降趋势。②第二阶段（蟒河口水库蓄水后）,水源地开采量由2014年8月的6.5×104 m3/d增大到2019年6月的8.8×104 m3/d,岩溶地下水位不降反升,其水位主要受蟒河口水库蓄水和降水影响,开采量影响甚微。在不考虑蟒河口水库蓄水影响的情况下,应用建立的逐步回归方程对水源地地下水位进行预测,蟒河口水库蓄水后实测的水源地地下水位高于预测水位,并从水源地水文地质条件、蟒河口水库蓄水水位、水质特征等方面论证了蟒河口水库的补给效果。本研究可为水源地地下水资源评价、水资源可持续利用和管理提供科学依据,也可为类似地区地下水动态研究提供参考。     

浅析管理因素对烟台市地下水超采区地下水位影响

山东省属水资源严重短缺的省份,地下水是全省重要供水水源,经过多年开采,个别地区形成地下水超采区,引起开采条件恶化,河道断流、泉水干枯以及海咸水入侵等系列问题。作为全国落实最严格水资源管理制度的试点省份,2016山东省将管理因素引起超采区水位变化纳为经济社会发民综合考核指标。通过2016年烟台市降水与超采区地下水位变化,分析管理因素对地下水超采区水位的影响,以2016年烟台市降水量和多年平均降水量为依据对超采区地下水位变幅分析计算,得出因管理因素引起的地下水位变幅,并通过近年来年降水量与地下水位变幅变化的对比情况,判断本年管理因素对超采区地下水位的影响,从而有效评价超采区地下水开采的管理力度。     

大安市地下水动态变化趋势及驱动因素研究

为研究大安市地下水位的变化特征及其主要控制因素,根据大安市气候因素、引水灌溉水量、地下水开采和地下水埋深等数据资料,分析了环境因素的变化规律及趋势,基于suffer软件利用克里格方法对地下水埋深进行插值,分析其时空演变规律及驱动因素。结果表明,降水量呈波动增加的趋势,平均年降水量增量为0.249mm/a;蒸发量呈波动下降的趋势,平均年蒸发量增量为-2.063mm/a;引水灌溉水量呈增加趋势,平均年灌溉水量增量为0.212×108m/a。潜水埋深呈小幅度减小趋势,年均倾斜率为-0.023m/a,承压水埋深呈波动上升趋势,年均倾斜率为0.146m/a。承压水动态变化的驱动因子由大到小依次为人工开采(主要是农业开采与生活用水)、引水灌溉、降水、蒸发,农业开采是最主要的影响因子。研究结果可为制定完善的水资源调控方案提供理论依据。     

西北内陆盆地降水入渗补给季节性变化——以新疆昌吉地下水均衡试验场为例

西北内陆盆地降水稀少,一年中有较长时间的冻结期,了解其降水入渗补给规律的季节性变化对于准确评估其地下水资源量和解释气候变化对其地下水补给的影响非常重要。采用新疆昌吉地下水均衡试验站27套地中蒸渗仪1992—2015年试验资料,应用拉依达法则筛选出长系列观测资料中的异常值,结合昌吉试验场相关气象要素观测资料划分西北内陆盆地冻结期、冻融期和非冻结期的时间区间,分析不同时期影响降水入渗补给地下水的主要因素;计算不同时期多年平均降水入渗补给量占多年平均年降水入渗补给量的百分比,确定不同季节对年降水入渗补给的重要性;依据多年平均降水入渗补给量随潜水埋深的变化规律,确定冻融期、非冻结期不同土质降水入渗的最佳潜水埋深。结果表明:在试验条件下,砂卵砾石和细砂非冻结期最佳潜水埋深为0.5 m,轻黏土非冻结期最佳潜水埋深0.1 m;细砂冻融期最佳潜水埋深为1.0 m,砂卵砾石冻融期最佳潜水埋深为0.5 m,轻黏土冻融期最佳潜水埋深为0.1 m;冻结期地下水位埋深对土壤入渗能力的影响十分明显,潜水埋深和降水入渗补给量之间没有显著的线性关系;冻融期是西北内陆盆地浅埋型地下水降水入渗补给的重要时期,冻结期是西北内陆盆地深埋型地下水降水入渗补给的重要时期。     

大武水源地岩溶地下水开采动态数值模拟分析

综合考虑大武水源地复杂的水文地质条件,运用三维数值模拟技术,采用断层带状剖分方法,在大武水源地建立了地下水流动的三维数值模型。模型采用任意多边形网格有限差分法求解,把断层带作为单独的水文地质参数分区参与模型运算,较好地刻画了断层的性质,模拟计算水位结果与观测水位资料拟合检验效果良好。为了保证大武水源地岩溶地下水能够合理的持续开发利用,在此模型基础上和在不考虑上游太河水库放水条件下,模拟计算得出了平水段和枯水段水源地地下水的允许最大可开采量分别为39. 7万m3 /d和26. 2万m3 /d      

Use of water balance calculation and tritium to examine the dropdown of groundwater table in the piedmont of the North China Plain (NCP)

The groundwater table in the piedmont plain was only about 1–2 m in depth in the 1950s and 1960s, but it lowered dramatically afterwards to about 25–27 m in depth (currently 21–23 m above sea level) due to overpumping of groundwater and drought in the region. This change has adversely affected the sustainable development and food supply of this important agricultural area. The groundwater table at Luancheng Experimental Station of the Chinese Academy of Sciences, located in the piedmont, dropped from 39.36 m in 1975 to 21.47 m above sea level in 1999, at an average rate of 0.72 m/year. Water balance components, such as daily rainfall, pan-evaporation, and evapotranspiration (by lysimeter after 1995) have been recorded since the 1970s, and they were used as variants to simulate monthly water table change based on a physically based statistical model. Groundwater samples were collected during the period 1998–2001, and tritium was measured in the laboratory to trace the groundwater flow from the Taihang Mountains to the piedmont. A reasonable exploitation rate of 150 mm/year was obtained from the model by assuming the annual water table is constant. The recharge and groundwater flow from the Taihang Mountains plays an important role in the water balance of the piedmont area, and it was estimated to be about 112.5 mm/year by using the variation of tritium with the depth, which followed a good exponential function. The simple water balance calculation indicated that the water table could recede at a rate of 0.8 m/year, which is close to the actual situation.     

天津市汉沽区深层地下水演变研究

根据天津市汉沽区地下水历史资料,分析区域地下水开采量、水位埋深、地面沉降变化及它们之间的联系等。发现汉沽区地下水处于长期超采状态,地下水位也呈逐年下降趋势,地面不断下沉,地下水的过量开采是引起地面沉降和水位持续下降的主要原因。通过建立汉沽区地下水流-地面沉降模型,设定三个水平年地下水开采方案,预测未来地下水位埋深及地面沉降变化。预测表明,随着地下水开采量的消减,地下水位逐步上升,地面下沉趋势可得到遏制。     

四川广安铜锣山背斜热储性质及地热成因模式

岩溶热储赋存丰富的中-低温地热水,是广安市地热资源勘探和开发的主要目的层。通过地热地质、地球物理、地球化学和环境同位素等方法和手段对广安地区铜锣山背斜热储性质及成因模式进行了探讨。研究结果表明:①区内地温梯度值每百米为1.8～2.0℃,水温为26～42℃,水化学类型为SO₄—Ca·Mg型,属于低温中性热矿水。②氢氧同位素显示地热水的主要补给来源为大气降水,补给高程超过1 100 m,位于区域北部的大巴山一带,具有较远的补给来源及较长的径流途径。③音频大地电磁测深解译成果和2 503 m地热钻井测温曲线揭示,牟家镇刘家沟村地下800～1 100 m存在低阻层和温度拐点,推测为导水断裂带。基于地热钻探认识、物探解译成果、水文地球化学和同位素分析结果,概化其地热成因模式为:大气降水在高隆起背斜槽谷区渗入地下,沿溶隙、管道和构造通道自北向南形成深部径流,吸收岩石热量后成为热水,并于河流深切峡谷地段以天然温泉出露或以地热井形式被人工揭露。此项研究可为广安市地热勘探、开发和利用提供科学依据。     

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。     

甘肃省石羊河流域径流多年变化特性研究

基于第三次甘肃省水资源调查评价收集的1956-2016年系列径流资料,补充至2018年,对甘肃省石羊河流域径流多年变化特性进行研究,主要对其变化趋势、突变年份、周期变化、年际变化特性进行研究。以降水补给为主的甘肃省石羊河流域径流量的大小,制约着地区经济的发展。经采用累积滤波器法和斯伯曼秩次相关法分析得出石羊河从北向南趋势由增向减的变化,采用滑动t检验法得出石羊河突变年份在1990年左右,采用谐波分析法得出石羊河北部周期为32年,南部径流周期不明显,径流年际变化较稳定。