黄淮海平原浅层地下水埋深对气候变化响应

地下水是陆地水循环的重要组成部分,它受气候条件和植被地形及人类活动的影响.地下水埋深对气候变化的响应研究是气候变化影响研究的前沿和热点之一,对于水资源管理及其相关研究与应用具有重要意义.本文利用陆面水文模型VIC驱动统计模型RTFN开展气候变化的敏感性试验,探讨黄淮海平原地区浅层地下水埋深对气候变化的响应.研究表明,地下水埋深对降水变化的敏感程度远大于温度变化,埋深较浅区比埋深较深区敏感.在温度变化2～5℃,降水变化±15%的情景下.黄淮海平原区平均地下水埋深变化范围大致为-81～96mm.由于地下水具有自记忆性,导致埋深对降水盈余响应滞后.该地区最大的埋深变化出现在8月.     

烟台市牟平区降水量变化对地下水埋深的影响分析

地下水资源作是农业灌溉、工矿和城市的重要水源。地下水的主要来源是降水的入渗补给,降水量变化是影响地下水埋深的重要因素之一。本文利用烟台市牟平区2008-2017年降水量和地下水埋深资料,分析年际与年内降水量变化与地下水埋深变化的对应关系,为正确评价和合理开发牟平区的水资源提供决策依据。     

叶尔羌河主要灌区2003-2018年地下水埋深变化分析

新疆最大农业灌区为叶尔羌流域的灌区,该流域三个主要灌区地下水资源总量占流域比例高达57.5%。其中巴楚灌区地下水主要来源工程引水进行补给,莎车子灌区地表水资源量相对较大,地下水补给量较大,麦盖提灌区主要来自于冰川融雪补给。本文以叶尔羌河流域巴楚、麦盖提子和莎车子3个主要灌区作为研究区域,基于三个主要灌区2003-2018年地下水监测数据对其灌区地下水埋深变化特征和其影响主因进行分析。结果可知：各灌区地下水埋深季节变化特征明显,年蒸发量对于各灌区地下水埋深影响敏感度最高,且明显高于其他几个影响因子,其次为地下水开采量,年径流量和农业灌溉水量对各灌区地下水埋深影响为负值,敏感度较低。地下水超采是各灌区地下水埋深变化的主因。研究成果对于流域灌区水资源可持续利用和保护具有重要的参考价值。     

新疆叶尔羌河流域地下水时空动态演变及影响因素研究

本文以新疆叶尔羌河某流域为研究区域,基于区域2个地下水监测点1987-2010年地下水监测数据,结合M-K突变分析方法对区域地下水时空动态演变及影响要素进行分析。分析结果表明:区域年地下水资源量呈现明显下降趋势;区域地下水埋深从1999-2000年出现较明显的突变点,M-K值在-0.5~1.0之间;区域地下水埋深从春夏之交的动态变化最大,秋季的埋深变化最小;区域地下水埋深空间分布降低逐步向外扩散;区域降水是地下水影响的主要因素,降水量每增加50 m,地下水可抬升0.4 m左右。     

基于SWAT模型的新疆叶尔羌河流域气候变化对区域地下水动态影响研究

结合SWAT模型对新疆叶尔羌河某子流域的地下水埋深进行预测,定量分析气候变化环境下研究区域地下水动态响应变化。研究结果表明:SWAT模型适用于区域地下水埋深的动态预测,预测精度较高。相比于降水变化,气温变化下区域地下水动态响应度更高,对新疆叶尔羌河流域地下水埋深影响更大。研究成果对于新疆叶尔羌河流域地下水保护规划提供参考价值。     

淮北平原降雨入渗补给系数随地下水埋深变化特征

水文地质参数对地下水资源评价起着至关重要的作用。其中,降雨入渗补给系数是影响浅层地下水水量、水质的重要参数。它对研究区域水量转化和水量平衡也十分重要。但是由于受降雨量、土壤类型、植被、地下水埋深等诸多因素的影响,准确判断降雨入渗补给系数存在很大困难。如果没有考虑这些因素的影响,尤其是降雨量和地下水埋深的影响,所推求的降雨入渗补给系数就会存在较大误差。结合安徽省淮北平原区五道沟水文实验站观测的降雨量、地下水补给量、地下水水位资料,利用两种不同的方法推求了不同降雨量等级的次降雨入渗补给系数。根据统计学理论研究了不同降雨量条件下,次降雨入渗补给系数随地下水埋深变化的分布规律,建立了次降雨入渗补给系数与地下水埋深的回归模型,并进行了相应的检验。研究表明,在控制地下水埋深的条件下,次降雨入渗补给系数随地下水埋深的变化符合指数分布;在地下水位自由变动的条件下符合伽玛分布。     

白杨河谷地地下水系统特征研究

地下水系统特征是水资源开发利用的重要基础依据,可评判出该地区的承载力及开发前景。以新疆白杨河谷地为研究对象,对研究区含水层组中的构造裂隙水、断层脉状水、第四系松散岩类孔隙水特征、地下水循环过程进行研究,同时基于2012年8月-2013年10月地下水动态监测资料,对第四系地下水水位动态变化特征进行评价分析。结果表明:(1)白杨河谷地区地下水含量极其丰富,尤其是第四系潜水具有很好的开发利用前景。(2)大气降水和冰雪融水是研究区地下水的主要补给来源,地下水降低主要是因机井开采、泉水溢出、潜水蒸发、植被蒸腾和侧向径流,不同区域地下水年龄更新周期存在较大差别。(3)地下水动态主要受气象水文因素影响,受人工开采的影响不大。研究区北部山前深埋带地下水埋深70～120 m,富水性好,渗透性强,地下水动态历时曲线表现为"波动型";中埋带主要分布在布尔阔台冲洪积平原中部、白杨河冲洪积平原TK10～TK16一带,远离山前暴雨洪流补给,地下水埋深适宜,渗透性较强,富水性较好,接近下游潜水—承压水区;浅埋带主要分布于莫合台、白杨河林场一带浅埋区,地下水水位动态曲线呈单谷型,年变化幅度比较平缓(一般小于1 m)。研究结论可充分掌握区域地下水承载能力,为远期水资源保护与科学开发提供参考依据。     

传递函数-自回归模型在地下水埋深估计中的应用

本文利用回归分析方法标定传递函数模型的参数,并利用自回归模型将残差转化为白噪声,建立降水估计地下水埋深的传递函数一自回归模型,将其应用于资料缺乏地区浅层地下水埋深的估计。结果表明利用上述方法进行参数标定所得模拟具有较高的精度,对于改进资料缺乏地区地下水埋深的估计具有重要意义。该模型为利用降水估计地下水埋深提供了一种简洁实用的方法。     

GM(1,1)模型在丰县地下水水位预测中的应用研究

灰色GM(1,1)模型是基于灰色系统理论的一种预测方法,具有对历史样本数量要求少、计算简便、验证方便等优点,在诸多领域得到广泛应用。本文建立GM(1,1)模型对江苏省丰县III承压地下水水位埋深进行预测,详细阐述了地下水水位埋深时间序列的GM(1,1)模型的原理和建立过程,根据模型的预测值和实测值,对模型的精度进行检验,并对预测结果进行了分析。结果表明:丰县各水位埋深监测点GM(1,1)数学模型精度均达到I级,预测2018-2020年丰县地下水水位呈现逐年下降趋势,水位降落漏斗将不断扩大。丰县应积极寻求地表水源,在徐州市区域供水一体化形势下尽快启用小沿河地表水,科学合理开发利用地下水资源,保证区域水资源均衡发展。     

基于改进DRASTIC模型的河北文安地下水防污性能评价

地下水防污性能评价是制定地下水资源保护规划和地下水污染防治措施的重要依据。结合文安县的水文地质条件,考虑人类活动影响因素,对传统DRASTIC模型进行了调整改进。选取地下水埋深、包气带介质等5个因素作为评价因子;采用区间数层次分析法(IAHP)计算各评价因子的权重系数,以克服传统方法设置的固定权重问题。评价结果为该区域的环境规划等提供理论参考和方法依据。     

地下水和干旱指数对植被指数空间分布的联合影响:以鄂尔多斯高原为例

鄂尔多斯高原无定河与都思兔河之间的地段属于我国西北地区典型的干旱-半干旱过渡带,覆盖毛乌素沙地,存在大量的地下水浅埋区,为植被生长创造了有利条件。前人研究表明鄂尔多斯高原沙地植被的盖度随着地下水埋深的减小而增大,但没有充分考虑气候梯度的影响。本研究依托大量井孔调查资料建立了研究区地下水埋深的高分辨率栅格数据,与区内增强型植被指数EVI的遥感数据和气候数据进行相关分析,并建立地下水埋深与干旱指数双因素坐标系来确定区域植被指数对地下水和气候背景的联合响应。研究结果表明:干旱指数和地下水埋深的增大都会导致植被指数的概率统计值减小。干旱指数介于3~5时,地下水埋深对植被指数的影响比较显著,且地下水埋深介于1~3m最有利于高盖度植被的出现。地下水显著影响植被分布的临界埋深约为7m。这一结果改进了前人关于鄂尔多斯生态水文地质特征的认识。     

三种地下水位动态预测模型在吉林西部的应用与对比

准确而可靠地预测地下水埋深对生态环境保护和水资源规划管理具有重要意义。针对吉林西部浅层地下水位动态变化的复杂性和非线性,提出了基于小波分析与人工神经网络相结合的预测方法小波神经网络(WA-ANN)模型。将研究区2002年1月2009年12月当月降水量、蒸发量、人工开采量和前月平均地下水埋深4个参数作为输入,当月平均地下水埋深作为输出,建立浅层地下水埋深预测模型,并与BP神经网络(BP-ANN)模型和自回归移动平均(ARIMA)模型进行比较,对比分析了三者的建模过程及其模拟精度。结果显示:相比两种ANN模型,ARIMA模型建模过程更为简单,计算效率更高;但WA-ANN模型的拟合精度高于BP-ANN和ARIMA模型,预测效果更好。总体来看,WA-ANN模型在浅层地下水埋深预测中具有一定的应用推广价值。     

玉龙喀什河流域地下水的时空变异规律

对面积约942km2的玉龙喀什河流域地下水埋深进行取样检测,应用地质统计学方法对取得数据进行了半方差函数分析。结果表明,该地区2005、2006年地下水埋深变异函数曲线的理论模型符合指数模型;2007、2008年地下水埋深变异函数曲线的理论模型符合球状模型。通过对2005、2006、2007及2008年水样的分析,得出该地区地下水埋深在时间与空间上皆存在明显的变异性。在空间尺度上,地下水埋深从研究区的东北向西南方向有增加的趋势。从整体上看,地下水埋深在研究区的中部大于四周边;南部大于北部。在时间尺度上,随着时间的推移研究区中部和南部的地下水位正向下降方向发展。利用软件Geopack与Serfer7．0软件绘制了地下水埋深的时空分布图,为该地区地下水资源的评价与今后的合理开发利用提供了决策依据。     

近50年衡水市浅层地下水位动态特征分析

自20世纪50年代后期,衡水市浅层地下水被大规模开采利用。依据衡水市1968~2014年的浅层地下水埋深观测资料,分析了近50 a来该地区地下水位的动态变化过程,得出地下水水位累计下降9.35 m,地下水埋深最大的安平县达到32.6 m。选用地学统计克里格插值法,应用Surfer软件绘制地下水埋深分布图,着重分析多年来地下水埋深的区域分布特征及变化规律。分析了地下水水位降落给生态环境带来的影响,提出了全面加强水源保护涵养等切实有效的对策措施。     

浅析张家口地区降水与地下水的相关性

地下水埋深发展趋势与当地降水情况息息相关,但因诸多因素影响,地下水埋深与降水的关系并不是必然性。张家口地区水资源的污染和短缺问题已越来越严重化,通过分析张家口地区降水与地下水相关关系,提出保护水资源的第一个举措则是要充分做好地下水资源监测工作,控制人为因素的影响,特别是地下水开采量的合理安排和控制,对研究地下水生态系统有着重大意义。     

不同地下水埋深对辽宁省水稻作物产量影响分析

辽宁省是全国主要的水稻生产基地,水稻作物主要分布在辽宁省的中部平原地区,这一区域地下水埋深由于地势低平一般在1.0～2.5 m之间,地下水埋深一般较高,降雨入渗系数一般在0.25～0.35之间,属于土壤水入渗补给较大的区域。本文根据不同地下水埋深下水稻作物的产量进行探讨,分析表明,随着地下水埋深的增加水稻作物每亩穗数逐步减少,地下水埋深从0 m增加到0.80 m后,每亩穗数从33.79万根减少到25.22万根,地下水埋深为0.30 m时,水稻产量最大,可达到666.1 kg,属于最适宜地下水埋深。不同土质对水稻产量相比于地下水埋深,影响程度较低。研究成果对于地下水埋深较低区域水稻生长调控措施提供参考依据。     

塔里木南缘策勒绿洲地下水空间变异性与土地覆盖关系研究

基于策勒绿洲78个取样点的地下水埋深、矿化度和pH值的观测资料, 应用遥感、地理信息系统、 空间插值和地质统计学分析的方法对所取数据进行空间变异性分析.结果表明: 1)地下水埋深和pH值服从正态分布, 矿化度服从对数正态分布;2)地下水埋深、矿化度和pH值都具有强烈的空间相关性, 在步长为8 km范围之内, 地下水特征的空间变异是各向同性的, 当步长＞8 km时, 四个方向上的半变异函数发生了不同的变化;3)受盆地地形影响, 地下水埋深从南到北变浅, 东部区域埋深最浅, 最小为1.56 m;矿化度分布趋势则是从南到北逐渐增大;pH值高值区发生在绿洲东南部和中北部, pH值高的区域矿化度较低, 而pH值低的区域矿化度较高;4) 绿洲耕地主要分布于地下水位埋深为5～25 m, 且矿化度＜2.0 g·L~(-1) 的区域;林地和草地分布于绿洲边缘区, 该区域地下水埋深浅, 平均水位＜10 m, 而地下水矿化度较高, ＞2.0 g·L~(-1) .     

玛纳斯河流域莫索湾灌区地下水资源特征分析

玛纳斯河流域莫索湾灌区地处我国西北干旱地区。根据新疆玛纳斯河流域中下游莫索湾灌区1998~2007年共10年的地下水观测资料,分析地下水年内、年际变化情况,采用主成分分析、水量均衡法对灌区地下水动态变化规律及影响因素进行分析。结果表明:灌区地下水年际变化总体呈持续下降趋势,在人类活动与自然条件的共同作用下年内变化特征明显,地下水资源处于负均衡状态;分析主要影响因素与地下水埋深关系,得出莫索湾灌区地下水主要影响因素为灌溉用水量和蒸发量,各团场的地下水位变化驱动力不尽相同;研究莫索湾灌区地下水变化特征对区域水资源合理开发与保护具有重要指导意义。     

新疆阿图什市地下水利用潜力分析

阿图什市地处塔里木盆地西南缘,生态环境较为脆弱。社会经济的快速发展,阿图什市的水资源供需矛盾日渐显现,通过对阿图什市水资源及其利用分析以及区域地下水埋深分析,得出阿图什市地下水还有一定的开采潜力。地下水合理利用不仅对阿图什市具有增加水量作用而且还有治理和减轻区域盐碱化危害作用。     

基于遗传人工神经网络的土壤盐渍化敏感性分析模型

本文以疏勒河流域的昌马灌区为例,运用遗传人工神经网络模型方法探讨各影响因子对土壤盐渍化的敏感程度。模型考虑了降水量、蒸发量、地下水埋深、地下水矿化度、地面坡度、粘土层顶板埋深、土壤质地和土地利用等因子。结果表明:地下水矿化度的变化对土壤积盐影响最大,是最灵敏的因子,其次分别是地下水埋深和蒸发量。粘土层埋深对积盐过程起到较大的作用,其影响仅次于蒸发量,降水量和地形坡度的灵敏程度基本相当。分析结果可以为灌区土壤盐渍化预测及防治提供科学依据。