大型城市供水系统模型在北京应用的初步研究(续)

根据水量平衡原理,计算地下水动态平衡的一般方程为:W=(P_r+R_r)+(m_1+m_2)+(G_入—G_出)—(E_r+E_α+E_β)(37)式中:P_r——降雨入渗补给量;R_r——地表水体入渗补给量;m_1——渠道入渗补给量;m_2——田间灌溉回归入渗补给量;G_入——计算区地下水侧向补给量;G_出——计算区地下水侧向流出量;E_r——地下水蒸发量;     

生态输水期间额济纳绿洲区地下水动态数值模拟

根据额济纳盆地的水文地质条件,采用地下水数值模拟软件GMS建立了额济纳绿洲区地下水流数值模型。根据模拟结果分析了生态输水期间(2001~2011年)研究区地下水量均衡要素和地下水位、水量的年际动态变化。研究结果表明:(1)生态输水期间额济纳绿洲区地下水的年平均排泄量为3.54×108m3/a,年平均补给量为3.67×108m3/a。其中,河道渗漏和潜水蒸发分别占地下水补给和排泄的78%和63%;(2)生态输水期间额济纳绿洲区地下水量变化总体为正均衡,均衡差0.13×108m3/a。其中,2001、2004、2009和2010年为负均衡,其他年份均为正均衡;(3)对整个绿洲区而言,潜水补给承压水,平均补给量为0.23×108m3/a;(4)生态输水期间绿洲区的地下水位总体是抬升的,抬升速率0.02m/a。河道附近地下水位的抬升速率大于0.04m/a,较其他区域明显,受河水演进的影响,最大值出现在东河最下段。     

水文学在推求河道渗漏补给地下水水量的应用

河流、渠道在输水过程中,沿途不断地补给地下水,计算这部分河道渗漏补给量,是在进行平原区地下水资源计算中,确定综合补给量的一项主要内容。现行计算方法,主要是地下水动力学方法和经验公式法,但都离不开对有关水文地质参数的确定,在缺乏观测和实验的地区,采用这种方法计算是很困难的。本文利用水文学方法,从河道输水过程中的人渗规律入手,利用已有平原河道的水文观测资料,先用统计和相关法求出单位河长输水损失量的经验公式,再用初损——后渗法求出损失量补给系数,最后按河床质和河道流经地区的土壤岩性分类,给出分类的损失…     

月牙泉水位变化的原因分析

详细分析了月牙泉的水位变化规律,认为月牙泉水位变化的主要原因是党河水库的修建,高标准输水渠道的修建,敦煌盆地机井数量及开采量的增加,导致了区域地下水补给量的减少、开采量的增大,期间地下水处于负均衡状态。分析表明：人为因素是导致月牙泉水位变化最直接也是最根本的原因。     

太行山山前平原地下水补给规律分析:以河北栾城为例

采用水均衡法与通量法对太行山山前平原(河北栾城)进行了地下水补给评价,结果表明:近20 a地下水入渗补给量为8～172mm/a(水均衡法),平均值49.3 mm/a,变化幅度大.其中2004年入渗补给量(63mm/a)比采用通量法计算结果(28.2mm/a)大一倍,表明土壤优先流对入渗补给作用显著.年入渗补给量总体上随有效降雨量增加、地下水位下降速率减少、作物实际蒸发蒸腾量减少而增加,但与有效灌溉量和灌溉量之和的相关性不显著.通过长序列地下水位与灌溉量等数据估算得到研究区侧向净补给量为125.2 mm/a,约占地下水总补给量的71.7％(175.4 mm/a),说明地下水主要以侧向补给为主.同时计算了入渗补给与侧向补给地下水的延迟时间,分别为60 a和1个月.     

河南濮阳市傍河水源地地下水资源评价

为摸清河南濮阳市傍河水源地浅层地下水资源状况,对地下水资源总量进行计算和评价。结果表明,利用水均衡法计算区内地下水补给量为6.122×10~4m~3/d,排泄量为6.126×10~4m~3/d,排泄量略大于补给量,均衡差为0.004×10~4m~3/d,计算水位与实测水位基本接近,表明计算所选参数比较合理,计算的补给量和排泄量比较可靠;采用数值法计算和评价新增水源地允许开采量,水源地地下水补给量与排泄量基本平衡,水位达到稳定状态,水位降深在约定范围之内,说明水源地设计新增1.6×10~4m~3/d是可靠的。     

新疆托克逊县麻黄草种植基地地下水资源开发利用现状与评价分析

本文选取新疆托克逊县麻黄草种植基地水源地作为研究对象,对研究区内区域水文地质条件进行了详细分析,并对项目区水资源开发利用现状及存在问题进行分析,采用水均衡法计算该供水水源地地下水资源量。结果表明:通过对地下水资源均衡计算,均衡区地下水补给量为2 572×10~4m~3/a,排泄量为2 510×10~4m~3/a;均衡差绝对值为62×10~4m~3/a,相对均衡差2.4%,符合均衡计算要求;此外,应用可开采系数法计算了该水源地的地下水储存量为和可开采量,计算结果分别为386×104m3。通过对该水源地地下水资源的评价和分析,为该基地地下水资源的可持续开发利用提供了理论依据和科学评价。     

盆地地下水资源计算方法简介

我们近年来对山西忻县和运城两盆地进行了地下水资源评价工作,总结了一套盆地型地下水资源计算的方法,简介如下。 对整个盆地的地下水资源计算,属区域性地下水资源评价。通常需要计算盆地内部区各项补给量及边山区对盆地区的侧向补给量,其和为全盆地地下水资源总量。利用水均衡法的原理计算盆地内地下水资源,实质上是以计算各项补给量总和或各项排泄量总和的方法求得地下水资源量。     

北京市平原区地下水补给量计算方法对比研究

大气降水入渗是北京市地下水补给的主要来源。为丰富地下水补给量计算方法,以基于遥感数据的水量均衡法对比传统的地下水位动态法评价求取降水入渗量。水位动态法计算北京市平原区2011年地下水垂向入渗补给量为17.39×10~8m~3,遥感水量均衡法计算北京市平原区补给量为13.13×10~8m~3,同面积区两种计算结果相关性R~2=0.9631。两种计算方法各有其优缺点及适用条件。     

利用EARTH模型计算河北栾城地下水垂向补给量

准确计算地下水的垂向入渗补给量是合理评价和利用地下水资源的基础.EARTH模型是一种集中参数的水文模型,可刻画水流在包气带中的运移过程,弥补黑箱模型的不足.以中国科学院栾城农业生态试验站的地下水位观测资料以及气象资料为基础,综合运用降水、蒸发、土壤水、地下水动态观测资料,利用EARTH模型计算了河北平原地下水垂向入渗补给量.计算结果表明,2003年1月1日至2005年8月31日期间,栾城农业生态试验站在降水量1404.1 mm、灌溉量1050.0 mm的条件下地下水入渗补给量为487.2 mm,平均年入渗补给量为182.6 mm, 占降水和灌溉总量(2454.1 mm)的19.9%.在模拟结果的基础上,对不同年份的降水量(含灌溉)和入渗补给量分布的对比分析表明,河北栾城地下水补给滞后现象明显,在研究时间段内峰值滞后18～35 d.     

应用水文学方法推求河道渗漏补给量

河北西部山区的河川在流经东部平原河道时。产生沿程损失,並不断地向地下水补给。计算这部分河道渗漏补给量,是进行平原区地下水资源中确定综合补给量的一项主要内容。河道渗漏补给量的现行计算方法,主要有地下水动力学方法和经验公式法,都离不开对有关水文地质参数的确定,在缺乏观测和实验的地区。方法的使用是困难的。本文推荐的水文学方法,是从分析河道输水过程中的入渗规律入手,完全利用已有的平原河道的水文观测资料’先用统计相关法求出单位河长输水损失量的经验公式,再用初损一后渗法求出损失量补给系数,最后又按河床质和河道流经地区的土壤岩性分类,给出分类的损失量公式和补给系数,解决了河道渗漏补给量的计算问题。     

地下水可持续开发:概念、原理与方法

水均衡是众所周知的原理,但是它的应用却常常引发很多争议.争议之一就是应用水均衡方程确定地下水的安全开采量和可持续开采量.对于地下水的天然补给量存在两种截然不同的误解:一种认为,如果地下水的开采量没有超过天然补给量,那么开采地下水就是安全的;另一种则认为,地下水的可持续开采量仅仅取决于地下水的捕获量,而与天然补给量无关.事实上,地下水的天然补给量和捕获量共同决定了地下水的安全开采量或可持续开采量.本文阐明了围绕水均衡的争议,并用水均衡方程剖析了安全开采量和可持续开采量的概念.文中对可持续开采量的定义进行了详细的解释,对实现地下水可持续开发的方法进行了总结.其中,地下水数值模拟模型和模拟-优化模型是确定地下水可持续开发方案的最有效的工具,文中也对这两个模型进行了简单的回顾.     

用同位素测井技术确定地下水侧向补给量

采用达西公式计算孔隙地下水系统的侧向补给量有较大的不确定性,当水力梯度不能准确确定时尤为突出。本文在采用单孔放射性同位素(1 31 I)测井技术测定地下水渗透流速、流向的基础上,用流速断面法计算地下水侧向补给量。应用FDC—2 5 0A型地下水参数测试仪测得鹿泉—灵寿断面含水层渗透流速为0 11～1 16m d。根据10个井的测流数据计算得到鹿泉—灵寿46 2km断面的侧向补给量为5 0 73 19万m3 a。结果表明,同位素流速测井技术可以较好地确定山前地下水侧向补给量,并可提供流速、流向、含水层分布等信息。     

新疆车尔臣河地下水资源量数值模拟分析

以新疆车尔臣河地下水为研究对象,对该地区的地下水资源量进行了数值模拟分析。研究结果表明:研究区2017年地下水资源处于均衡状态,地下水补给以河道入渗补给量为主,地下水排泄以蒸发排泄量为主,人类影响程度较小;研究区补给量为51 171.9×10~4m~3/a,排泄量为50 532.6×10~4m~3/a,地下水可开采资源量为33 272.1×10~4m~3/a;研究区各观测孔水位降深在-0.03～7 m之间,主要由于局部地段人工开采量大于补给量,造成其地下水位下降。     

莱州市平里店- 驿道地区区域地下水资源及开采潜力评价

水是经济发展和社会进步的生命线,研究地下水资源赋存规律,计算地下水资源量及开采潜力评价,对区域地下水可持续开发利用及水环境保护具有重要意义。本文以莱州市平里店—驿道地区所在的1∶5万平里店图幅区域作为研究区,通过资料收集、水文地质测绘、地球物理勘探、水文地质钻探、水文地质试验、水文地球化学调查、地下水动态监测等工作手段,查明了研究区内各水文地质单元的水文地质特征。在此基础上,将研究区划分为5个地下水资源计算分区(包含11个计算组、2个计算亚组),通过资料统计法和开采量调查统计法统计了各计算分区一个水文年内地下水资源开发利用现状,计算并选用合适的水文地质参数,运用水均衡法计算出区内降水入渗补给量、河流渗漏补给量、灌溉回渗补给量、侧向径流量及地下水允许开采量,并对各计算分区地下水资源开采潜力作出分析评价。研究区地下水允许开采量为3915. 675×104 m 3/a,王河水文地质区松散岩类孔隙水涌水量>500m3/d亚组地下水资源开采潜力较大,其余各计算分区、组及亚组地下水资源开采潜力一般。     

郑州地下水均衡试验场的改建工程——试验场监测资料的推广应用核心问题

郑州地下水均衡试验场的改建,是中国地质环境监测院主持的国家地下水监测工程中地下水均衡试验场的改建项目之一,由河南省地质环境监测院具体负责实施。针对场地尺度均衡试验资料推广至野外生产实践核心问题,采用确定型模型(水分运移方程)和随机模型(区域性包气带参数)相结合的研究方法。拟选黄河南冲洪积区24 km~2作为野外试验场地,通过场地上有限数量的采样,标定该场地包气带参数变异性特征,并借助于区域气象资料,结合地下水均衡试验场所建土壤水分运移数学模型成果,计算区域降雨入渗补给量与潜水蒸发,为地下水资源评价、地质环境评价及地下水资源可持续开发利用提供科学依据。同时也为大范围土壤面状污染评价工作奠定基础。     

城市化对呼和浩特市潜水补给影响研究

城市化对地下水补给的影响已严重干扰了区域地下水均衡,引发了各种生态环境问题。在呼和浩特市自然地理及水文地质调查的基础上,运用GIS并结合地下水均衡计算的方法,探究城区扩张下以呼和浩特市为中心的研究区潜水补给量的变化。结果表明：从1986—2014年,研究区城镇面积扩大了约358倍。在城市化引起的地下水开采量增大、土地利用方式改变、景观河改造等因素影响下,研究区潜水疏干面积从119 1 km2扩大到10476 km2,年侧向补给量减少9 06115×104 m3;降水入渗补给量减少84385×104 m3;农灌水回渗补给量减少27944×104m3;河道渗漏补给量减少8638×104m3;城市供水管网漏失入渗量增加1 752×104m3。对比1986年和2014年,研究区潜水补给量从13 22501×104 m3减少至4 70703×104 m3,减少了644%,其中减少比例最大的是侧向补给量和降水入渗补给量。城市化使呼和浩特市潜水补给量大大缩减,迫切需要合理规划城市发展和地下水资源开采。     

地下水资源评价中地下水水量计算时段的选择

地下水资源评价 ,最终要提出一个允许开采量。允许开采量是靠补给量维持的 ,也就是补给量的多少 ,决定允许开采量的大小。但由于补给量具有年际和年内随季节变化的特点 ,因此同时考虑储存量的调节作用 ,才能正确合理评价允许开采量。地下水水量计算时段选择 ,也应从补给量的变化规律和储存量的调节作用两个方面着手解决。1　以“多年平均”作为计算时段这是目前应用最多的计算时段。在实际工作中具体计算多年平均补给量时 ,其计算时段的选择方法和计算时段长短各不相同 ,目前大致有如下四种方法 :一是采用平水年 ( P=50 % )的丰、平、枯水…     

榆林市榆阳泉域地下水量均衡分析

为分析人工开发利用对榆阳泉域地下水均衡的影响,在充分掌握泉域水文地质条件和人工开发利用状况的基础上,圈定了榆阳泉的泉域范围,计算了泉域地下水补给量、排泄量及水量均衡。计算得出榆阳泉域均衡期内补给量合计7 446.70 m~3/d,排泄量合计7 462.50 m~3/d,均衡差为-15.80 m~3/d,呈相对负均衡状态。进一步分析得出,榆林市2016-2018年的降水量较大,为相对丰水年,榆阳泉域现状水量均衡处于相对均衡状态,在平水年和枯水年,泉域水均衡则为负均衡,主要由于现状开采量超过了允许开采量。     

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.