河流—地下水水流模型研究进展

收集前人研究成果,归纳河流—地下水水流模型的解析模型和数值模型,分析河流—地下水水流模型的模拟中影响最敏感的因素,讨论河流污染质入渗到含水层后对含水介质渗透性能的影响,河流—地下水模型最主要的问题在于河流参数的求取和河流的处理,分析河流—地下水水流模型研究存在的问题。     

河流与地下水关系的演化及若干科学问题

河流和地下水之间存在着密切的水力联系和频繁的转化关系。近几十年来,受自然因素和人类活动的影响,河流与地下水之间的转化关系趋于复杂化,引起水循环的变化,诱发了一系列生态环境负效益,使水资源及生态问题突显,其中河流与地下水关系及其演化是河流与地下水相互作用中重要问题之一,是属于河流维持机理与地下水可再生能力的基础研究内容。笔者在对河流与地下水转化关系类型划分的基础上,依据室内和野外试验资料,结合地质、水文地质条件,分析了各类型的渗流特征和影响河流与地下水关系演化的因素;从国内外研究现状出发,分析了当前该领域存在的不足和急待解决的有关科学问题,为定量模拟和评价河流与地下水的演化关系提供了科学依据。     

傍河抽水驱动下河流与地下水关系演化的数值模拟研究发展概况及存在的问题

研究河流与地下水关系的演化过程,对深化沿河地段地下水资源形成的认识,发展与创新河床下地下水运动的理论和研究方法具有十分重要的理论和实际意义。通过对已有的国内外关于傍河抽水模型的研究成果进行收集分析,总结出傍河抽水驱动下河流与地下水关系演化的解析解模型和数值解模型的研究进展,以及在已有模型研究中对模型概化存在的不足。并指出随着地下水的超采,地下水位持续下降,河流和地下水之间失去直接水力联系,地下水流以非饱和渗流为主。以及对该问题的研究方向的展望。     

水文图的均衡分析及对地下水资源分割的尝试

水文图地下水资源分割法在我国丘陵山区区域地下水资源评价中已广泛应用,取得了较好的效果。具体分割方法尽管有多种多样,然而最常用的是在河流流量过程线上找出起涨点和退落点,将两点连线以下割取部分视为地下水资源。就这一方法而言,起涨点和退落点大都是目视判断确定的,缺乏确切的客观标准,因此是一种经验性的近似分割。笔者在区域地下水资源评价工作中注意到了这一问题,本文就是对这一问题的点滴体会。水均衡原理是区域地下水资源评价的基本法则。它告诉我们,在一个完整的水文地质单     

分布式水文模型中河流水深及其与地下水相互作用的耦合模拟

大尺度流域水文模型一般只模拟河道径流,对河流水深和流速并不关注。在进行河流-地下水相互作用模拟时,河流水深（水位）是一个重要因素,其时空变化及其对河流-地下水水量交换的影响应加以考虑。本文就流域分布式水文模型中河流水深的时空变化计算及其与地下水的实时耦合模拟进行了研究,提出了相应的计算方法,改进了大尺度水文模型WATLAC,并通过V-型流域考题进行了检验。模拟结果显示,模型有效地模拟了V-型流域的河流水深、地下水水位沿河道的时空变化以及河流与地下水的水交换量,揭示了河流-地下水相互作用关系在降雨过程中的变化规律及主控因子。此外就河床糙率对河流水深及河流与地下水间水交换量的影响做了模拟分析,发现河床糙率的改变将影响河流水深,从而进一步影响河流与地下水的水交换量。本文提出的算法较为真实地模拟了河流洪水演进过程及其对河流-地下水相互作用的影响,模型适用于河流-地下水相互作用明显的区域,可作为评估地表-地下水相互影响的有效计算工具。     

松嫩平原地下水与地表水转化关系定量评价方法探讨

近些年来水文测流法和河流水文图成因分解法在丘陵山区或高原上山间盆地的区域地下水资源评价中得到广泛应用。平原区河流与地下水相互转化关系比丘陵山区复杂,我们试用该方法对松嫩平原区地下水与河流转化关系的定量评价进行一些初步探讨。近年     

用加里宁法分割地下水有关问题

本文应用杨远东同志提出的加里宁—阿巴里扬地下水估算改进法[以下简称改进法],对陕西省山区河流5个水文站资料系列分割地下水进行了探索,文中着重介绍在计算中对有关问题的处理方法。一、基本原理改进法分割地下水是利用水量平衡法求得河流的地下水补给量,其假定是含水层的来水量与地表径流之间存在比例关系,其比值近似地等于河川地下径流与地表径流之     

一次洪水后河流对地下水影响数学模型及其应用研究

流域内的河流与地下水之间存在着密切的水力联系,为研究一次洪水过后河流与沿岸地下水之间关系,在分析其水文地质条件基础上,建立河流与地下水之间数学模型,求解了潜水含水层水位、沿岸侧向单宽流量、渗流速度等,并以淮河流域的王家坝站附近地下水为例进行计算,分析了其地下水动态变化特征,讨论了渗透性与给水度对河流回水过程中对潜水的影响,研究结果为地下水与地表水关系应用具有一定参考价值。     

河西走廊地下水系统数值模拟中的几个问题探讨

本文依据河西走廊地下水系统的特点，探讨数值模型中几个关键问题的处理方法，涉及含水层系统结构的概化，河流与地下水的相互作用，潜水蒸发，泉群的处理以及由断层形成的地下水瀑布模拟等问题，以酒泉盆地为例，研究了数值模型在区域下水系统演化与动态预测中的应用。     

河流补给机理的试验研究

在傍河水源地地下水资源评价中，如何确定河流的补给量是最重要的问题之一，本文利用室内试验，探讨了河流渗漏补给量与排泄水位，介质渗透性的关系，分析了在河流与地下水脱节前后，地下水位随河水位，排泄水位而变化的规律，建立了河流补给地下水的非线性渗透模型。     

地下水补给对河流水质模型的影响

以经典的一维水质模型及其解为基础,将地下水对河流的补给作用作为河流水质模型的一项影响因子,利用迭加原理,给出受到沿途地下水补给影响下的河流水质模型的解析解.利用这一新解析解,定量研究地下水补给作用对河流水质模型参数的影响规律.地下水渗出(相当于一点污染源)进入河流后,在随河水向下游运移的过程中,其水质浓度也将发生衰减."连续线源"对河流水体中溶质衰减过程的影响,不简单等同于几个"点源"的迭加.含水层与河流间水量交换作用,更宜用"连续线源"去刻画.以颖河为例,河流两岸潜水补给对河流水质模拟计算的影响程度研究表明,地下水补给对河流溶质沿河变化规律的影响,理论上不能用"综合衰减系数k值"简单反映,而且它对k值计算影响相当大.     

地下水与河水相互作用的研究进展

本文从地下水与河水的水流形态和水位动态变化 ,分析了二者的补排关系 ;详细介绍了地形地貌、水文地质、气候和人为因素等对地下水与河水相互作用的影响 ;综述了研究地下水与河水相互作用的研究方法 ,如野外实验和室内实验方法、动态资料分析方法、基流切割方法、水化学方法、地下水动力学方法等 ;评述了研究河流与含水层相互作用的解析模型和数值模型的发展状况。最后 ,指出多种方法的相互验证、数学模型中补排量和边界的处理、地下水与河水交错带的研究、河流与含水层相互作用的生态意义、加强相关学科的交流与合作将是未来的发展方向。     

地下水管理模型在开采低铁锰地下水中的应用

本文依据偏微分方程近代理论中的广义函数、希尔伯特空间、算子半群等理论方法，探讨地下水管理模型的核心部分—单位脉冲响应函数的来源机质及特征。用已建立的地下水管理模型模拟了饮马河流域的低铁锰地下水开采问题，以及提出治理高铁锰地下水入侵的措施。     

长江中游荆江段地下水排泄的量化及其空间差异性分析

地下水与河流的相互作用对于维持河流生态系统的健康十分关键,但是目前对于地下水向湿润地区大型河流排泄过程的定量化研究较为薄弱.针对这一问题,以长江中游荆江段为研究区,通过野外采样和水文气象数据收集,利用222Rn质量平衡模型定量估算长江中游荆江段的地下水排泄,并用EC质量平衡模型及水量平衡模型验证222Rn质量平衡的结果 .结果显示：长江中游荆江段的平均地下水排泄速率为133 mm/d,排泄总量为1.06×108 m3/d,对水量平衡的贡献约为10.99%.其中枝城-沙市段地下水排泄速率最大,监利-螺山段地下水排泄速率最低.含水层富水性和地下水位可能是控制地下水排泄速率的关键因素.本研究对于流域水资源管理具有重要意义,也可为今后长江中游地区水资源的合理开发利用以及生态环境保护提供理论依据.     

汉江下游河流渗滤系统原生劣质地下水分布特征及影响因素研究

江汉平原原生劣质地下水问题日趋严重,地下水中砷、亚铁、锰、铵态氮含量严重超标,对居民生产生活和饮用水安全造成了不利影响,但相关研究仍较为薄弱。以汉江下游典型河流渗滤系统为研究对象,对研究区内距离汉江5 km及主要支流2 km范围内的地下水样品的水化学成分及原生劣质组分进行测试分析,旨在查明江汉下游河流渗滤系统原生劣质地下水的分布特征,并探讨其主要影响因素。结果显示:平面上,地下水原生劣质组分呈高度空间异质性,相邻的采样点浓度可能相差很大,极大值点多出现在河流拐弯处;垂向上,地下水中As、Fe²⁺、Mn、NH₄-N高值多出现在20 m左右的深度;强烈的还原环境、中性pH值和富含有机质是该层地下水富集原生劣质组分的主要原因;河流渗滤通过改变地下水的氧化还原条件、酸碱条件和有机质含量影响河流渗滤系统原生劣质地下水的分布。     

浅谈地下水流模拟中河流的处理方法

本文分析了河水与地下水不同作用形式下的补排关系,给出了河流在地下水流模拟中的两种处理方法.根据河流与地下水的相互作用规律将其概化为四种边界条件,并给出了在不同边界条件中河水与地下水交换量的计算公式,初步建立了河水与地下水的解析耦合模型.     

疏勒河流域中下游三大盆地地下水潜力评价

地下水潜力评价是资源评价的重要内容之一。本文浅析了全国地下水资源及环境问题调查评价技术要求的地下水潜力的概念和方法,以水文地质盆地为地下水系统单元,对疏勒河流域中下游三大盆地———玉门踏实、安西敦煌和花海盆地地下水潜力进行了评价,分别分析了3个盆地地下水开采潜力、利用潜力的方向,并计算各潜力大小、潜力系数级别、潜力模数大小,为疏勒河流域盆地地下水资源的开发利用、管理和调配提供了科学依据。     

地下水水源地重点补给地段保护区划分研究——以玉符河流域为例

解决好城市饮水安全问题,要科学划定和调整饮用水水源保护区,切实加强饮用水水源地保护工作。以玉符河流域为例,在综合分析玉符河流域水文地质特征、富水机理及地下水污染方式的基础上,结合玉符河流域特殊地质情况,采用经验公式法确定保护区半径,进而对玉符河流域地下水水源地保护区范围进行划定,在划定过程中要将水源地补给区重点渗漏段与取水地段同等重视,一并划为一级保护区,并按照有关保护措施依法进行保护。研究结果以期为地下水资源开发和保护提供科学的指导。     

乌鲁木齐河流域北部平原地下水可持续开采方案分析

乌鲁木齐河流域北部平原局部地区出现了地下水水位下降和生态环境退化等问题。为了实现地下水可持续开发利用,结合《乌鲁木齐市水资源综合规划报告》和《米东新区水资源规划报告》设计了现状开采方案、增加补给量方案、减少开采量方案和增加补给量与减少开采量联合方案。运用北部平原地下水非稳定流模型对这四个地下水开发情景模拟方案进行了模拟,模拟的时间段为2007～2050年。对预测期间地下水水位的动态变化、地下水水位降深及水均衡进行了分析,确定了增加补给量与减少开采量联合方案是乌鲁木齐河流域北部平原地下水的可持续开采方案。实施该方案应从北水南调引0.7×108m3/a地表水用于北部倾斜平原的农业灌溉,同时要减少地下水超采地区的地下水开采量0.50×108 m3/a。     

乌鲁木齐河流域北部平原地下水可持续开采方案分析

乌鲁木齐河流域北部平原局部地区出现了地下水水位下降和生态环境退化等问题。为了实现地下水可持续开发利用,结合《乌鲁木齐市水资源综合规划报告》和《米东新区水资源规划报告》设计了现状开采方案、增加补给量方案、减少开采量方案和增加补给量与减少开采量联合方案。运用北部平原地下水非稳定流模型对这四个地下水开发情景模拟方案进行了模拟,模拟的时间段为2007～2050年。对预测期间地下水水位的动态变化、地下水水位降深及水均衡进行了分析,确定了增加补给量与减少开采量联合方案是乌鲁木齐河流域北部平原地下水的可持续开采方案。实施该方案应从北水南调引0.7×108m3/a地表水用于北部倾斜平原的农业灌溉,同时要减少地下水超采地区的地下水开采量0.50×108 m3/a。