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。     

应用回归分析方法推求降水入渗补给系数

降水入渗补给系数是地下水资源计算的重要参数之一。目前利用地下水动态资料推求降水入渗补给系数的方法最多，可是在现状地下水开采条件下，地下水动态已改变了其天然状态，降水后的地下水动态已不能真正反映降水入渗补给所引起的地下水位回升，通过动态资料直接推求降水入渗补给系数就显得较为困难。为了消除现状条件的影响，应用部分无影响的动态资料，建立起降水量与地下水位升幅值之间的回归方程，通过插补计算推求降水入渗补给系数，为地下水资源计算提供可靠的依据。     

基于流量衰减分析的次降水入渗补给系数计算方法

次降水入渗补给系数是地下水资源量评价的重要参数,次降水对地下水的入渗补给受气候、地形、地质等多种因素影响。以湖北宜昌香溪河流域雾龙洞地下河系统为例,进行次降水入渗补给系数获取方法的探索。在泉流量衰减规律分析基础上,探索新方法进行次降水入渗补给系数计算,分析其规律特征及影响因素,对计算结果的科学合理性进行验证。研究结果表明:雾龙洞泉流量衰减服从分段指数衰减方程;研究区次降水入渗补给系数受次降水强度及降水前下垫面条件影响。基于泉流量衰减分析计算次降水入渗补给系数方法合理可行,该方法在岩溶水资源评价中有一定的推广应用价值。     

气候变化条件下咸阳市城区降水入渗补给时空分布特征研究

降水入渗补给受诸如气象、下垫面等多种因素影响和控制,由于这些制约因素的复杂性以及刻画它们的不确定性,因此降水入渗补给呈现出复杂的变化。基于1985-2015年的降水和地下水位监测资料,分析咸阳城区降水的变化趋势,用动态资料分析法计算研究区的入渗补给系数值,做出研究区上世纪90年代和本世纪近15年的降水入渗补给系数分布图,并求得相应的降水入渗量。结果表明,30多年来尽管咸阳城区降水量呈增加的趋势,但是降水入渗补给系数呈减小的趋势,其综合作用的结果是降水入渗量呈减少的趋势。三个年代的降水入渗量分别为3 034.2万m^3,2 821.2万m^3,2 723.6万m^3。     

岩溶含水系统降水入渗补给研究进展

岩溶含水系统中赋存着丰富的优质地下水,而大气降水是浅部可供开采的岩溶地下水的最主要补给来源。受岩溶含水系统各向异性、不均一性和直接观测难度大等因素的影响,降水入渗补给量的计算是一个非常复杂的过程。确定岩溶含水系统的汇水范围是降水入渗补给计算的首要问题,示踪法与经验公式法被证明是最有效的两种方法。降水入渗补给量的计算方法主要包括水文过程线法分析法、氧同位素法、氯质量平衡法、基于GIS的多变量综合分析法和模型法。本文对目前岩溶含水系统降水入渗补给计算方法的关键点和适用条件进行了总结和对比,同时指出大气降水物理化学性质的时空特征以及水-岩反应可以作为未来研究岩溶含水系统降水补给的研究方向之一。     

大气降水入渗补给地下水系数的讨论

本文以通榆地下水均衡场人工降雨模拟试验为例,应用积分中值定理把人工降雨模拟试验求得次降水入渗补给地下水系数(α次)变换为平均有效降水入渗补给地下水系数(α效),并结合历年自然降水量资料进一步推导出年或多年平均降水入渗补给地下水系数(α年)。这样,就把次降水入渗补给地下水系数(α次)与年或多年降水入渗补给地下水系数(α年)建立起数量关系式,为计算年或多年大气降水入渗补给地下水量提供了方便而有效的方法。     

系统响应分析在降水入渗补给计算中的应用

针对常用的利用降水入渗系数法确定的降水入渗补给量不随降水频率等因素而变化的弊端,利用郑州市地下水均衡试验场地中渗透仪长时间观测的系列资料,通过对降水—降水入渗补给量进行系统响应分析,建立了4种岩性、5个水位埋深的年际和月际的降水—降水入渗补给响应函数.研究结果表明,根据当期及前期的年、月降水量数据,利用系统响应分析法建立的降水入渗补给函数能比较准确地计算相应地区的降水入渗补给量.     

浅谈大气降水对地下水的补给

大气降水入渗补给是地下水的主要补给源.在分析大气降水入渗机理,以及影响降雨入渗诸多因素的基础上,以山西省第二次水资源评价为例,采用相关图解法、回归分析分别对降雨入渗补给量进行计算研究.结果表明,作为大气降水对地下水补给因素影响,综合反映的降水入渗补给系数是计算降水入渗补给量最关键参数,直接表达了降水对地下水垂直入渗补给...     

川北山丘区地下水补给特征与定量研究

针对川北山丘区地下水资源和污染防护研究中地下水补给难以定量等问题,以川北典型山丘区平溪河北岸的山丘区子流域为研究对象,布设监测孔并对其地下水的水位和水温开展动态监测,并基于大气压监测数据校正地下水监测水位,分析了山丘区地下水水位及水温的年内动态变化特征;采用渗水试验和分段双栓塞水文地质试验获取含水层空间渗透系数;基于达西断面法定量计算了研究区内观测断面的地下水径流补给量,并建立了月降雨量与降水入渗系数的函数关系,结果显示:研究区多年平均大气降水入渗补给量为16.61mm,多年平均降水入渗系数为0.0182;月降雨量与降水入渗系数呈幂函数关系;此成果可为研究区地下水资源、地下水防污性能评价及地下水数值模拟等研究提供重要依据。     

利用自记水位仪记录的连续曲线求水文地质参数

水文地质参数是进行地下水资源评价和开发利用的科学依据。给水度（μ）和降水入渗补给系数（α）是重要的水文地质参数。自记水位仪记录的是地下水位的连续变化,它在时空获得的信息量远超过目前测水钟的观测方法。本文利用自记水位仪记录的连续曲线,求得给水度（μ）和降水入渗补给系数（α）。     

基于土地利用类型的大气降水入渗补给量计算

影响大气降水入渗补给量的因素较为复杂,主要有土地利用类型、降水量、包气带厚度及岩性等。随着遥感影像解译技术的发展,人们能更精确地识别空间土地利用类型,从而更精确地计算大气降水入渗补给量,并了解其空间分布。综合考虑这些影响因素,本文提出了一种基于土地利用类型,并结合地理信息系统(GIS)和VBA(visual basic for applications)编程技术的大气降水入渗补给量计算方法(PIRCL)。以广州市广花盆地为例,利用PIRCL法计算得到该地多年平均大气降水入渗补给量为14 369万m3,该结果与水量平衡法计算得到的大气降水入渗补给量结果相近,相对误差约为2.4%;并且,计算得到的大气降水入渗补给量空间分布基本合理。与水量平衡法相比,PIRCL法计算大气降水入渗补给量只需区域遥感数据、区域降水量数据、对应时段地下水位动态变化及区域水文地质参数,不需要计算地下水其他的补给、排泄项,可以省略大量的工作量,且方便编程实现。     

路堑边坡传递系数法与改进

传统的边坡稳定性系数计算方法假定滑坡块条间相互作用力方向与上一块条底滑面的方向相同,但当滑面较陡与较缓或有地下水作用时,条间力方向不能保证一直与底移滑面方向相同,从而使计算有所偏差.为此提出了改进的传递系数法,推导出静水和动水作用情况下传递系数法的计算公式.最后通过新传递系数法对假定边坡稳定性系数进行计算,并与其他稳定性系数计算法计算出的系数进行对比,结果显示改进的传递系数法具有一定的精度及可靠性.     

冀中平原深部地下热水资源可更新特征与依据——以辛集馆陶组地下热水系统为例

针对冀中平原深部地下热水资源可更新性问题,以辛集馆陶组地下热水系统为例,采用相同开采强度下地下热水位降幅异常变化的识别方法,通过2000年以来该地下热水位年际及月际降幅与开采量和上游山区年降水量之间响应变化特征研究,结果表明:(1)冀中平原辛集地区馆陶组地下热水资源具有一定的可更新能力,与上游山区年降水量变化相关,还与地下水位埋深、当年开采引起的水位降幅大小和开采疏干层位砾粗砂岩及细砂岩占比状况有关;(2)辛集地区馆陶组地下热水大规模开采,是该地下水系统获得上游区侧向流入补给的必要条件,属于开采激发型补给,更新补给的资源数量有限;(3)从2000年以来该区地下热水水位动态变化趋势来看,目前该区地下热水资源已处于超采状态,需要压采或人工回灌增大补给,否则难以可持续开发利用。     

基于时间序列分形的济南岩溶大泉动态研究

为研究岩溶大泉动态变化的影响机制,以济南泉域为例,根据2003年关闭地下水供水水源地以来趵突泉及黑虎泉的泉水位、泉域内降水量、地下水开采及人工补源资料,采用分形理论中时间序列分形维数法,计算各要素数据序列分维值及稳定性指数,结果表明:旬尺度下泉水位分维值大于月尺度下泉水位分维值;奥陶系灰岩分布区雨量站降水量分维值较小,但奥陶系灰岩降水入渗补给条件好,因此与泉群的水位波动关系更为密切。各泉水位影响因素中,人工补源因素的稳定性最差,极易受外界因素干扰发生改变。利用灰色关联度验证分析表明降水量、人工开采量、人工补源量与趵突泉泉水位的关联度分别为0. 858、0. 647、0. 667,与黑虎泉泉水位的关联度分别为0. 859、0. 646、0. 668;关联度总体排序为:降水量>人工补源量>人工开采量,说明2003年以来影响泉水位动态的首要因素是大气降水并非人工开采,即泉水动态主控因素发生转变。在分析了泉域资源量的演化基础上,对各影响因素的分维值与泉水位动态分维值进行回归分析认为,为保持泉水持续喷涌奥陶系灰岩分布区更适宜作为泉水人工补源地带。研究结果为济南岩溶大泉的保护提供科学依据。     

地中蒸渗计降雨入渗资料的处理

根据地中蒸渗计固定潜水水位的特殊结构，分析了在降雨入渗补给方面与自然潜水之间存在的差异以及用其监测降雨入渗补给的误差，在充分考虑降雨入渗补给物理机制的条件下，提出了运用非饱和带重力蓄水库容调节、土壤复蓄计算对地中蒸渗计降雨入渗资料的处理方法：即Pr-形-Pr方法。该方法结构简单，概念清楚，通过对太谷均衡实验站地中蒸渗计资料处理、计算，结果表明：运用该方法对地中蒸渗计资料进行处理符合自然实际情况。Pr-形—Pr方法实现了地中蒸渗计降雨入渗资料向自然实际降雨入渗补给量计算的转变，弥补了地中蒸渗计监测降雨入渗补给的缺陷，使地中蒸渗计的实验数据更加接近自然。     

降水量与地下水补给量的关系分析

降水入渗补给是地下水的主要补给源，研究降水与地下水的关系，主要是分析由于降水垂直入渗引起的地下水位的变化。本文主要通过对降水入渗机理、影响水入渗的因素、降水入渗补给量计算的研究，分析降水量与地下水补给量的关系。     

黄河源区潜在蒸散量估算方法适用性分析

潜在蒸散量（Potential Evapotranspiration）是区域水量平衡研究的重要参数。为在资料短缺的情况下准确计算潜在蒸散量,并科学评价其简化算法的适用性。基于黄河源区11个气象站点1970—2018年气温、降水、相对湿度、风速、日照时数等逐日观测资料,以联合国粮农组织（FAO）推荐的Penman-Monteith（PM）法为参考,从年、月及空间尺度等方面分析了Priestly-Taylor（PT）法、Doorenbos-Pruitt（DP）法、Hargreaves-Samani（HS）法、Rohwer（RO）法、Thornthwaite（TH）法、Blaney-Criddle（BC）法6种简易算法的计算精度。结果表明在黄河源区HS法与PM法的平均偏差最低,仅为3.487 mm/mon,精度最高。但HS法未考虑平均相对湿度对于潜在蒸散量估算效果的影响,在气候湿润的黄河源区东南部红原县、河南县、若尔盖县、玛曲县及久治县存在精度不高的问题。因此引入平均相对湿度因子对HS法进行修正,并评价了改进后的HS法的应用效果。结果表明,引入平均相对湿度因子修正HS法后,黄河源区整体年潜在蒸散量的平均偏差由?22.008 mm/a降至6.174 mm/a;月潜在蒸散量的平均偏差由3.487 mm/mon降至1.031 mm/mon;空间尺度上,以上5县的平均偏差明显降低,平均降幅达5.33 mm/mon。表明改进后的HS法能够有效解决黄河源区东南部精度不高的问题,可以为黄河源区潜在蒸散量的简化计算提供参考。     

Groundwater recharge of carbonate aquifers of the Silesian-Cracow Triassic (southern Poland) under human impact

A Triassic carbonate unit has been intensively drained by zinc and lead ore mines and numerous borehole fields since the nineteenth century. Its groundwater recharge has increased due to: pumping of water from boreholes, mining activity, and urbanization. An approach to determine the amounts of the recharge at a variety of spatial scales is presented in the paper. Different methods were used to identify and quantify recharge components on a regional and local scale: mathematical modelling was performed for four aquifers included in an aquifer system, an analytical estimation based on the assumption that an average recharge is equal to the average discharge of the hydrogeological system—for six man-made drainage centres, and the method of water level fluctuation (WLF) was applied in one observation borehole. Results of modelling have been supplemented by observation of environmental tracers (δ¹⁸O, δ²H, ³H), noble gases temperatures, and ⁴He_exc in groundwater. The regional aquifer’s current recharge according to estimations performed by means of modelling varies from 39 to 101 mm/year on average. Depending on the aquifer site the average precipitation ranges from 779 to 864 mm/year. In the confined part of the aquifer average recharge ranges from 26 to 61 mm/year. Within outcrops average recharge varies from 96 to 370 mm/year. Current recharge estimated by the analytical method for man-made drainage centres varies from 158 up to 440 mm/year. High values are caused by different recharge sources like precipitation, induced leakage from shallow aquifers, and water losses from streams, water mains and sewer systems. Pumping of water, mining and municipal activities constitute additional factors accounting for the intensified recharge.