山西省辛安泉域岩溶水资源量评价及合理配置

辛安泉是我国北方岩溶大泉,根据1956～2000年和1980～2000年两个水文系列,利用排泄量法对泉域的天然资源量进行了评价;采用最枯月水资源量分析法、泉水流量衰减法和频率分析法对可采资源量进行计算比较;同时采用补给量法对泉域岩溶水资源量进行了校核。经分析评价得出辛安泉域多年平均天然资源量10.25m3/s是有保证的,水资源可开采量为7.22m3/s,并对泉域水资源的合理配置提出了建议。     

山西省辛安泉岩溶水系统特征及泉流量预测模型

在对山西省辛安泉岩溶水系统及泉流量进行分析、研究基础上,建立系统泉流量的多元回归模型、趋势—周期—随机模型、门限自回归模型和灰色系统模型,预测泉流量,并通过拟合及预测结果,对各种模型功效做出评估。      

疏干开采条件下晋祠岩溶水系统的水箱模型

根据晋祠岩溶水系统的水均衡要素,建立晋祠岩溶水系统水箱模型及水均衡方程。使用晋祠岩溶水系统的补给量、排泄量和岩溶水位等数据建立晋祠岩溶水贮量的亏缺量与岩溶水位间的关系,采用非线性回归分析建立泉流量与岩溶水位的关系,并利用这两个关系替换水均衡方程中的未知量,从而求解所建水箱模型。通过1981至2006年的岩溶水位、亏缺量、泉流量数据检验所建模型,并以绝对误差的绝对值及线性相关系数评价模型的模拟效果。结果表明岩溶水位、亏缺量、泉流量模拟结果的误差均小于0.5,多数误差值小于0.01,线性相关系数均大于0.7,说明所建模型能够较准确地在以年为单位的时间尺度上模拟泉流量、岩溶水位和亏缺量的变化。该模型考虑了人工补给量、管井开采量及煤矿排水量等人为因素,可用于宏观的地下水资源保护及管理。      

山西辛安岩溶泉形成条件及随机模型

本文详细分析了山西辛安岩溶泉的水文地质条件,并通过对泉域岩溶水的补给、径流、排泄条件的分析,将辛安泉域概化为单输入单输出线性时不变集中参数随机系统的概念模型。利用24年的水文序列资料进行基流分割,获得泉多年月平均流量过程曲线,求得泉年平均流量和年平均补给量。在此基础上,应用滑动平均模型（MA）,自回归—滑动平均模型（AR-MA）及泉流量调和分析—残差自回归等三个模型,对泉域地下水进行模拟,获得了满意的结果,不仅揭示了泉水动态特征,而且对泉流量动态进行了预报,为晋东南区域经济规划提供了有益资料。     

神头泉流量衰减的时间序列分析

神头泉流量自七十年代初以来不断衰减。本文采用混合回归的随机模型,分别就降水量与松散层地下水开采量对泉流量的影响进行了时间序列分析。结果表明:泉流量变化具有周期性和滞后性;降水量对泉流量衰减影响很小;开采松散层地下水是引起泉流量衰减的主要原因之一。此外,深层岩溶水开采量(包括采煤排水)及泉口取水量的增大也是引起1985年之后泉流量衰减的主要原因。      

郭庄泉流量衰减机理研究

为研究郭庄泉流量衰减机理,以郭庄泉流量的衰减量为母因素,煤矿排水量、岩溶水开采量、降水量及汾河流量为子因素。采用灰色关联度分析法,分析泉流量的衰减量与相关因素之间的关系。分析结果可知:郭庄泉流量衰减最为密切的因素为岩溶水的开采量,其次为矿坑排水量,再次为降水量及汾河流量,说明郭庄泉流量的减小与岩溶水的开采及煤矿的开采有密切的关系;在后期保护工作中应加强地下岩溶水的开发利用管理,避免乱采现象,加大采煤保水的研究,有效合理开发利用区域地下水资源。研究结果对修复郭庄泉流量,保护郭庄泉域生态环境具有重要意义。     

基于GMS的山西辛安泉域地下含水层结构模型研究

辛安泉域岩溶地区存在较多岩溶管道、人工采煤巷道和复杂的地质构造等,水文地质条件十分复杂。为准确构建辛安泉域三维地表水-地下水数值模型,开展岩溶水资源承载力评价,需要精确建立辛安泉域三维地下含水层结构模型。采用GMS软件基于实际钻孔数据资料、虚拟钻孔数据和水文地质剖面资料精细建立长治市辛安泉域岩溶含水层三维含水层结构模型。结果表明,采用GMS模型,基于实际钻孔数据资料、虚拟钻孔数据和水文地质剖面资料建立的长治市辛安泉域三维含水层结构模型更接近实际,采用这种方法构建含水层结构模型能够为后期精确建立长治市辛安泉域三维地表水-地下水数值模型打下坚实的基础。     

下河泉域岩溶地下水资源量分析评价

依据下河泉域水文地质条件,采用补给量法及排泄量法计算分析了泉域岩溶地下水资源量;依据泉水历年流量变化过程,采用水文过程曲线法、流量衰减分析法及频率分析法,计算分析了泉域岩溶水可开采量。     

山西长治辛安泉域岩溶水硫酸盐污染来源分析

辛安泉域核心区域工农业相对发达,人类活动强烈,逐渐出现岩溶地下水位下降、泉流量减小和水质污染等水环境问题。硫酸盐污染是泉域岩溶水的主要污染物之一,通过科学手段进行污染来源分析和识别,可为泉域保护提供决策依据。硫氧同位素是地下水领域应用较广的一种环境同位素方法,不仅技术成熟且识别精度高。本次研究将硫氧同位素方法与水化学方法结合,在辛安泉域采取岩溶泉水、岩溶地下水、孔隙水、裂隙水和河水五类水样,测试硫同位素δ34S、氧同位素δ18O和硫酸根离子SO42-含量,以分析辛安泉域岩溶水硫酸盐污染来源。结果显示,辛安泉域岩溶水水质的硫酸盐大部分符合地下水III类标准,硫酸盐含量较高的区域主要集中在西部滞流缓流区与襄垣和长治子系统的分界处、长治子系统和平顺-壶关子系统南部等地区。西部滞流缓流区硫酸盐主要来源于石膏、硬石膏的溶蚀,人类活动影响较小。泉域南部岩溶水中硫酸盐主要来源是煤矿开采的影响,大气沉降也是重要来源之一。     

兰村泉域岩溶地下水水位多元回归模型研究

兰村泉域地下水是太原市工业、农业和城市生活供水的主力水源,采用多元线性回归模型研究了兰村泉岩溶地下水水位,分析岩溶地下水水位与诸多因素之间的相关关系。结果表明:影响岩溶水水位变化的因子主要包括:大气降雨入渗补给量、汾河入渗补给量、泉域开采量、向盆地孔隙水的侧向排泄量。根据不同水平年不同保证率下的补径排关系,对泉域的岩溶水水位进行预报分析。