西安地区地下水位下降及其环境负效应

本文通过西安地区多年地下水位动态资料,分析区域潜水及城郊自备井集中开采区承压水水位持续下降状况,阐述了地下水位持续下降对水环境、农业环境及城市地质环境所产生的负效应.     

地下水水位管理研究进展综述

地下水位变化是地下水资源量多寡最直接的表现形式,是地下水管理最重要的控制性指标。对地下水水位进行管理,可实现对地下水资源的量化管理。通过对地下水位与生态及地质环境的关系、地下水位阈值、地下水管理水位划定等几个方面进行综述,力图从相对全面的角度认识当前地下水水位管理的发展。在回顾地下水水位管理以上研究进展的基础上,对我国地下水水位管理面临的问题、地下水管理策略、复合型地区地下水水位管理等发展趋势进行了探讨,为相关研究人员提供一定的参考。     

Seismic response analysis of the deep saturated soil deposits in Shanghai

The quaternary deposits in Shanghai are horizontal soil layers of thickness up to about 280 m in the urban area with an annual groundwater table between 0.5 and 0.7 m from the surface. The characteristics of deep saturated deposits may have important influences upon seismic response of the ground in Shanghai. Based on the Biot theory for porous media, the water-saturated soil deposits are modeled as a two-phase porous system consisting of solid and fluid phases, in this paper. A nonlinear constitutive model for predicting the seismic response of the ground is developed to describe the dynamic characters of the deep-saturated soil deposits in Shanghai. Subsequently, the seismic response of a typical site with 280 m deep soil layers, which is subjected to four base excitations (El Centro, Taft, Sunan, and Tangshan earthquakes), is analyzed in terms of an effective stress-based finite element method with the proposed constitutive model. Special emphasis is given to the computed results of accelerations, excess pore-water pressures, and settlements during the seismic excitations. It has been found that the analysis can capture fundamental aspects of the ground response and produce preliminary results for seismic assessment.     

一种真空预压区地下水位计算方法

根据抽真空时加固区内真空渗流场的形成机制和变化特点,把真空渗流场的形成过程分为非稳定渗流和稳定渗流两个阶段。利用渗流量计算公式,计算加固区内渗流量随时间变化过程曲线。结合两个阶段加固区地下渗流场的变化特性,分别利用Theis和Dupuit计算模型计算不同时刻的地下水位,并用实测进行验证。     

雷州半岛降雨历程影响地下水动态变化的特征

通过对雷州半岛逐日的降水量和地下水位进行连续测量,分析研究了该区地下水位动态的变化规律,结果表明:(1)雷州半岛地下水位存在年周期的变化规律,水位上升期大约在6～10月的雨季,其余时间为水位下降期;(2)在地下水补给区,地下水位上升期间地下水位累积增幅与逐旬累积雨量有明显的正相关关系;在水位下降期,地下水位的下降速度与地下水位也呈正相关关系;(3)在目前的开采条件下,丰水年的降雨对地下水资源进行有效的补给和恢复.     

真空预压条件下地下水位和出水量现场测试研究

为研究真空预压期间地下水位和出水量的变化规律,采用研发的新方法对地下水位和出水量开展了现场监测,并对测试结果进行了分析。分析结果表明,真空预压初期加固区内地下水位下降较快,之后处于相对稳定下降状态,停止抽真空后地下水位快速回升。在此期间,加固区外的地下水不断向加固区内渗流补给,形成了一个以加固区为中心一定范围的降水漏斗,直至加固区内外水位趋于动平衡为止。塑料排水板对真空预压条件下地下水位的变化影响显著。真空预压初期平均出水量较大,随后迅速减少并趋于稳定,加固区中央区域出水量要大于边缘区域出水量。     

昆明盆地地下水水质水位长序列数据特征分析

通过对昆明盆地,特别是主城区长序列水质水位监测数据对比分析,采用水文地质法、数据统计法、Piper和Matlab软件建立模型进行水质水位动态特征和变化趋势分析研究。昆明盆地地下化学类型以HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型为主。孔隙水超标项以Mn、NH地下水监测; 水质; 水位; 趋势分析; 昆明盆地国家重点研发计划项目(2016YFC0502502);通过对昆明盆地,特别是主城区长序列水质水位监测数据对比分析,采用水文地质法、数据统计法、Piper和Matlab软件建立模型进行水质水位动态特征和变化趋势分析研究。昆明盆地地下化学类型以HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型为主。孔隙水超标项以Mn、NH地下水监测; 水质; 水位; 趋势分析; 昆明盆地国家重点研发计划项目(2016YFC0502502);通过对昆明盆地,特别是主城区长序列水质水位监测数据对比分析,采用水文地质法、数据统计法、Piper和Matlab软件建立模型进行水质水位动态特征和变化趋势分析研究。昆明盆地地下化学类型以HCO₃-Ca和HCO₃-Ca·Mg型为主。孔隙水超标项以Mn、NH₄⁺、 NO₃^-、COD为主;岩溶水超标项以Mn、NH₄⁺、F为主;近年来超标物项目趋于复杂,出现I、SO₄^2-、As、Cd等有毒有害和有机物超标,水质变化原因为工业和生活污染加剧。对地下水位20年长序列动态变化特征和趋势研究表明,昆明盆地地下水位年际变化主要受工农业生产、开采量和工程活动等影响,孔隙水2002—2009年呈下降趋势,2009年后总体呈上升趋势;岩溶水2002—2012年呈下降趋势,2012年后总体呈上升趋势;翠湖等5个降落漏斗区地下水位回升趋势较为显著,主要与昆明市限制地下水开采、封填地下水开采井的措施...     

用神经网络模型预测济宁市地下水水位变化规律

本文通过应用人工神经网络模型中的ＢＰ网络模型,对济宁市地下水水位变化规律了预测,并与线顺归模型的计算结果进行比较,证明ＢＰ网络模型的精度较高。     

真空预压中地下水位测试技术探讨与改进

阐述了地下水位的基本概念,分析了大气压状态和真空状态下地下水位的特征,认为地下水位就是重力水面,即重力水与毛细水的分界面。在大气压状态下,零压线就是地下水位;在真空状态下,零压线不是地下水位。根据受力平衡方程和气体状态方程,分析了传统测试技术存在的问题,认为传统水位测试管无法测得真实的地下水位,当水位管敞口时,所测得水位高度是零压线高度,水位变化实质上反映水位管滤管段的孔隙水压力平均消散情况;当水位管口密封时,也因无法保证水位管与加固区内膜下具有相同的真空度,导致测试结果具有较大的误差,且随着测试次数增多而增大。为此,提出了一种新的利用水位管内孔压计和真空表的读数计算得到真实地下水位变化值的测试技术,该技术能连续测试地下水位而不影响其测试结果。     

水位变化影响下的河水-地下水侧向交互带地球化学动态

为了解不同水位变化影响下的河水与地下水侧向交互带地球化学特征动态,以重庆市马鞍溪为研究对象,选取丰水期向枯水期过渡的10-12月为研究期,对河水、地下水及交互带的水位、水温、溶解氧（DO）、pH值、电导率（EC）进行监测,结合对水体主要离子浓度的分析。结果表明,随枯水期到来,侧向交互带水位发生较大变化,交互带与河水间的水位梯度缩小,河水入渗动力逐渐减弱。水位的变化及入渗水温的降低,使交互带微生物活动减弱,pH值上升且变幅减小,DO上升。在其影响下,交互带EC下降,变幅减小,交互带对NO₃-、SO₄2-的净化能力降低,对Mn、Zn等重金属固定能力增强。通过分析交互带地球化学特征的变化,可推断出随马鞍溪枯水期的到来,侧向交互带边界由距河岸30~50 cm移动至距河岸30 cm以内。     

1985-2013年黑河中游流域地下水位动态变化特征

在气候变化和人类活动的影响下, 黑河流域地表水和地下水的时空分布特征发生了很大变化. 研究水系统演化及其驱动机制对流域水资源可持续管理非常关键. 基于甘肃河西黑河中游流域地下水位动态、水文气象、土地利用和灌溉统计数据, 研究了1985-2013年黑河中游流域地下水位时空变化. 结果表明: 地表水的不合理分配和耕地的扩展导致了地下水的过量开采和地下水位的剧烈变化. 1985-2004年区域地下水位以下降为主; 2005-2013年呈现下降和回升两极发展趋势, 冲洪积扇群带地下水最大下降达17.41 m, 而黑河干流沿岸地下水位最大回升了3.3 m, 地下水埋深普遍增加了1.0~3.0 m. 尽管地下水位在2005-2013年表现出回升趋势, 但干流中游盆地地下水系统处于严重负均衡状态, 制定合理的“生态分水”方案和水资源综合管理规划非常紧迫.     

福州温泉区地下热水开采与水位动态响应研究

地下热水是一种极其宝贵的资源，然而长时间的过量开采，使资源濒临枯竭，同时还会产生一系列的环境负效应。福州温泉区蕴藏着丰富的地下热水，多年开采，水位不断下降，已使部分泉消失。针对这一状况，笔者对福州温泉区地下双层热储层——第四系孔隙热储层及下伏基岩裂隙热储层中热水的赋存条件，补给与排泄条件，开采的历史与现状，热储层历年地下水位动态变化特征及漏斗展布状况进行了详细的对比分析与研究。研究结果显示第四系孔隙热储层北部抽水漏斗较深，南部补给相对充分而漏斗不明显，经过10a的变化漏斗中心最大变化幅度为7．6m；基岩裂隙热储层出现南北2个漏斗，10a间漏斗中心水位最大变化幅度为12．61m。表明随着开采的进行，地下热水水位在持续性下降，热资源在逐渐流失。指出加强地热资源开采量监控及建立比较完善的地热资源管理系统的迫切性，以实现资源的合理利用和可持续发展。     

黄河源区区域地下水位下降及其生态环境地质问题

为研究黄河源区区域地下水位下降与生态环境恶化之间的关系,本文基于野外实测的泉口下移、扇前缘泄出带下移与泄出带低位沼泽湿地萎缩以及局地历次地下水位统测资料,认为引起区域地下水位下降的原因以自然因素为主;人为因素为次,且表现为间接干扰。存在的主要生态环境地质问题主要是加剧了荒漠化和引起黄河源区黄河断流。     

地下水位变化模式下含水砂层变形特征及上海地面沉降特征分析

土体变形特征与其经历的应力状态有关。由于抽灌水位置和水量的变化,同一土层中不同时期的地下水位可以呈现不同的变化模式,土层表现出不同的变形特征。论文根据上海1400多个水位孔近40a的水位观测资料和各土层的变形资料,从土层变形角度将地下水位的变化方式划分为5种模式。分析了每种地下水位变化模式下土层的变形特征,并进一步分析了上海地面沉降在时间和空间上的特征。分析结果表明:地下水位的变化模式对上海土层的变形有显著影响。同一土层在不同的水位变化模式下可表现为弹性、弹塑性或粘弹塑性的变形特征;地面沉降与地下水开采量、地下水开采层次与主要沉降层具有密切的关系,开采地下水是上海地面沉降的主要原因;与现阶段含水层的水位变化模式相联系,第四承压含水层是上海最近几年来地面沉降的主要沉降层。     

地下水位变化与库岸滑坡体稳定性关系的研究

水库蓄水后的库岸滑坡是水利工程的一个顽疾,模清库岸滑坡的诱因、特征与规律对于防范水库风险具有重要的科学意义,大量的监测和研究显示水库库岸的稳定性与地下水位的变化有着极为密切的关联关系,以大量的库岸滑坡原位监测数据为基础,通过计算机建模技术,获得了地下水位变化与库岸滑坡体稳定性间关系的经验型数学模型,介绍了库岸滑坡原位监测的基本方法。     

Improving the level of seismic hazard parameters in Saudi Arabia using earthquake location

Saudi Arabia is characterized as largely aseismic; however, the tectonic plate boundaries that surround it are very active. To improve characterization of seismicity and ground motion hazard, the Saudi Arabian Digital Seismic Network (SANDSN) was installed in 1998 and continues to be operated by the Saudi Geological Survey (SGS) and King Abdulaziz City for Science and Technology (KACST). This article describes research performed to improve seismic hazard parameters using earthquake location and magnitude calibration of the high-quality SANDSN data. The SANDSN consists of 38 seismic stations, 27 broadband, and 11 short period. All data are telemetered in real time to a central facility at KACST in Riyadh. The SANDSN stations show low background noise levels and have good signal detection capabilities; however, some stations show cultural noise at frequencies above 1.0 Hz. We assessed the SANDSN event location capabilities by comparing KACST locations with well-determined locations derived from ground truth or global observations. While a clear location bias exists when using the global average iasp91 earth model, the locations can be improved by using regional models optimized for different tectonic source regions. The article presents detailed analysis of some events and Dead Sea explosions where we found gross errors in estimated locations. New velocity models we calculated that should improve estimated locations of regional events in three specific regions include (1) Gulf of Aqabah—Dead Sea region, (2) Arabian Shield, and (3) Arabian Platform. Recently, these models were applied to the SANDSN to improve local and teleseismic event locations and to develop an accurate magnitude scale for Saudi Arabia. The Zagros Thrust presents the most seismic hazard to eastern Saudi Arabia because of the frequent occurrence of earthquakes. Although these events are 200 km or further from the Arabian coast, wave propagation through sedimentary structure of the Gulf causes long-duration ground motions for periods between 3 and 10 s. Such ground motions could excite response in large engineered structures (e.g., tall buildings and long bridges) such as was experienced after the November 22, 2005 Qeshm Island earthquake off the southern coast of Iran.     

地下水位循环变化时隧道开挖对群桩的长期影响研究

为解决地下水位随季节升降变化时隧道开挖对邻近桩基的长期影响难题,通过三维离心模型试验,研究了地下水位循环变化时隧道对群桩的长期影响。主要分析水位循环变化时地表长期沉降、桩顶长期附加沉降、桩身长期附加弯矩和附加轴力的变化规律。试验结果表明：在隧道附近,地下水位循环变化尤其是降水对地表长期沉降影响更为明显。地表长期附加沉降随着地下水位循环次数增加而增大,且呈衰减式变形,即使经过3次水位升降循环也不能稳定;桩基长期附加沉降显著,其附加沉降量占总沉降量的50%以上;前、后桩的长期附加轴力基本为正值,桩总轴力增加,对既有受压桩极为不利,附加轴力拐点位置及最大值有所区别;经过3次地下水位循环变化后,前、后桩桩身弯矩反弯点个数减少,但桩身最大附加弯矩均明显变大,当达到极限弯矩,桩身出现塑性铰,这对穿越厚软弱层地基中的既有受压柔性桩极为危险。     

基于小波分析的济南西郊地下水位对降雨响应机制研究

降雨是地下水的主要补给来源,准确掌握地下水位对降雨的响应机制对地下水资源的科学管理具有重要意义。文章利用济南市西郊2010—2019年月降水资料及第四系和岩溶地下水月水位资料进行季节特征统计及小波分析,结果表明：①济南市秋季地下水位最高,第四系和岩溶平均水位分别为30.28 m和29.74 m;春季地下水位最低,第四系和岩溶平均水位分别为29.44 m和28.78 m;②连续小波变换分析得出降雨的主震荡周期为0.98~1.17 a,第四系地下水的主震荡周期为0.73~1.16 a和1.17~1.74 a,岩溶地下水的主震荡周期为0.87~1.09 a和0.46~1.23 a,主震荡周期并不完全一致,反映出济南市西郊地下水动态不仅受降雨的影响,同时还受人类活动等其它因素的影响;③交叉小波变换分析表明降雨与地下水位的主共振周期均为1 a左右;第四系和岩溶含水层水位动态分别落后于降雨144.14 d和172.62 d,两者仅相差28.48 d,水力联系较为密切。以上结论说明,济南市西郊地下水动态对降雨的响应是显著和稳定的。     

GM（1，1）模型预测地下水位时间序列应用研究

在灰色理论基础上,详细阐述了地下水水位时间序列GM（1,1）动态模型的建立过程。以无锡市为例,对模型进行了评定和检验。结果表明,模型的预测精度较高,具有一定的实用价值。     

三峡水库水位消落区典型土壤磷释放特征及其环境效应

由于三峡水库水位消落区具有特殊的水文特征和发达的农业耕作管理,该地区成为库区磷释放的一个敏感地带.对消落区土壤磷释放特征的研究对保护水库水质有着重要的意义.模拟三峡水环境的磷浓度,对消落区中典型土壤类型进行淹水模拟实验,研究发现,在0.1～1.6 mg/L的水体磷浓度范围内,土壤磷释放特征呈现出3种模式,即释放型、吸附型和释放/吸附型.水土界面的磷行为主要取决于土壤EPC₀与水体中磷浓度的关系.当土壤EPC₀高于初始磷浓度时则以释放为主;低于初始浓度则以吸附为主.借助土壤磷素水平与EPC₀的相关关系,以Olsen-P为评价指标,可确定三种模式的阈值.当土壤Olsen-P含量高于123 mg/kg时,土壤为释放型,这类土壤的分布区是磷污染源区;当土壤Olsen-P含量低于14.4 mg/kg时,土壤为吸附型,这类土壤分布区不易成为磷释放源;当土壤的Olsen-P含量介于二者之间时,土壤属于释放/吸附型,这类土壤存在源-汇之间的动态转化.