国家地下水监测工程站网布设成果综述

国家地下水监测工程由水利部和国土资源部联合建设,建设监测站20 401个,其中,水利部建设监测站10 298个,国土资源部建设监测站10 103个,有效监控面积达350×10~4km~2。站网布设遵循"满足需求、继承发展、全面布设、突出重点、方便管理、避免重复"的原则,在地下水开发利用、潜在开发利用和地质环境保护的平原、盆地等基本类型区进行全面布设;在地下水超采区、地下水饮用水水源地、南水北调中线受水区、海咸水入侵区等特殊类型区进行加密布设。通过国家地下水监测工程建设,全国监控区监测站平均布设密度达到5.8站/10~3km~2,站网布设基本满足现阶段对地下水资源的开发、利用、管理及地质环境保护等的需求。     

大坝坝址地下水质监测网优化分析

应用对应分析方法处理地下水质资料,得出研究区地下水具有如下三种类型:(1)低矿化的弱碱性水;(2)相对高矿化的碱性甚至强碱性水;(3)介于上述两者之间。并由反馈信息得出,现有水质监测点似多了些。根据具体的水质特征,遵照反映不同水环境的监测点应保留、而反映相同或相似水环境的监测点应精简这一原则,对现有水质监测网作了优化分析。新的水质监测点数虽少于原有的,但只要定期的监测,仍能够反映原有水质监测网所能反映的主要信息。     

滇中地区地下水监测站网分析

滇中地区是云南省经济核心区,也是用水需求量最大的区域,通过分析区内现有地下水监测站网的密度、功能和布局,结合区域地下水功能区划、地下水开发利用状况、地下水超采情况和浅层地下水脆弱性,找出现有地下水监测站网存在的问题,提出合理化建议,为该区域地下水监测站网的调整规划提供技术依据。     

基于MAROS平台的地下水污染监测网优化设计

以东北地区某石油烃污染场地为例,在充分掌握研究区内地质、水文地质条件以及相关污染监测数据的基础上,以最优化监测决策支持系统——MAROS为平台,对研究区内现有地下水污染监测网进行优化设计。在阐述数理统计方法、Delaunay方法以及修正的CES方法原理的基础上。分别对区内单井浓度变化趋势和监测网系统污染物质量的空间矩特征、监测井的冗余性以及单井监测频率的有效性进行了分析:基于MAROS平台优化结果,并结合现有地下水污染监测网中取样点的冗余性、空间分布以及监测频率的有效性的分析,提出了该研究区的地下水污染监测网的优化设计方案并分析了其相关影响因素及不确定性因素的影响。研究结果显示,在现有地下水污染监测网中可以去除5口监测井,并根据每口井中污染物浓度的变化趋势、空间分布及其冗余性调整为一年四次、一年一次、两年一次或不监测,进一步提高区内地下水污染监测网的监测效率、降低监测费用,并对地下水污染防治和修复工作具有重要的指导意义。     

南阳市城市地下水监测网优化设计

深入研究了河南省南阳市城市地下水系统,分析了现状地下水监测工作存在的问题,全面系统、经济合理、科学地设计了南阳市城市地下水监测体系,加强对城区段白河水文要素的监测,满足监控地下水资源质和量的变化及研究需要,为合理开发利用和保护地下水资源,保障城市饮水安全服务.     

湖北省江汉平原重点区地下水监测网优化研究

为开展湖北省地下水监测网络的优化部署,在全省地下水流系统划分的基础上,选取江汉平原重点区地下水系统作为研究区,对该系统地下水监测网进行了优化研究。采用地下水动态类型编图法,从水文地质条件的角度为地下水监测井的布置提供了地质依据。克里金插值法能够定量评价系统内地下水等水位线的插值精度,从而评价监测网密度。研究区现有国家地下水监测工程（自然资源部分）监测井77个,根据监测需求选取临界插值误差标准差值为1.3,优化后新增监测井30个。优化后的监测网有助于获取研究区更加科学全面的地下水动态信息。     

参数空间变异性下地下水污染监测网多目标优化机制研究

基于野外实际含水层参数存在空间变异性的客观事实,研发概率Pareto遗传算法(Probabilistic Pareto genetic algorithm,PPGA),用于求解考虑含水层参数空间变异性下地下水污染监测网多目标优化设计问题。PPGA在ε-改进非劣支配遗传算法(epsilon-dominance non-dominated sorted genetic algorithm II,ε-NSGAII)的基础上通过添加概率择优排序和概率拥挤度技术,寻求考虑参数空间变异条件下地下水污染监测网模拟—优化耦合模型的Pareto最优解。将优化结果与蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)模拟分析结果进行对比,验证优化结果的可靠性。算例求解结果表明:在求解考虑参数空间变异性条件下地下水污染监测网多目标优化设计问题时,PPGA优化所得Pareto最优解变异性小,可靠性高,可为决策者提供一系列稳定可靠的监测方案。     

CMT技术在地下水多层监测中的应用研究

随着地下水监测技术的不断完善和发展,单孔多层监测井技术广泛应用于地下水监测工作。CMT监测井就是其中的一种,该技术采用了新型成井结构方式,能够实现单井监测多层地下水,分层采集水样进行水质分析,有一井替代多井监测的特点,能够降低建井及监测成本,提高监测效率。利用CMT多层监测技术,在黑河中游进行地下水多层监测,根据实际监测数据进行水文地质分析,验证了CMT技术在地下水多层监测中的实用性和有效性。     

地下水观测网的若干问题与基于信息熵的研究方法

观测站点分布的任意性、随意性和层次不清以及观测数据的冗余性等是中国地下水观测网普遍存在的问题 ,这些问题制约着观测网提供可靠和有效数据信息的能力。文章以河北平原地下水观测网为例 ,分析了观测网几个问题的表现和原因 ,并对国内外观测网优化设计的指导思想、技术方法的现状和进展作了简要介绍。在参考大量国内外研究成果的基础上 ,主要介绍了基于信息熵原理研究观测网优化设计的方法 ,包括基本概念、原理和解决观测孔层次分类、信息冗余以及空间优化布局的技术思想。笔者认为 ,信息熵方法是一种能够评价地下水观测网信息 (而不是数据 )收集能力和优化观测网布局的很具发展潜力的技术方法。     

北京平原区地下水污染调查、监测与预防控制工作思路探讨

地下水污染调查．监测和预防控制,是地质环境监测和地下水管理的重要内容。本文针对北京市平原区地下水资源环境状况,提出了地下水污染调查、监测与预防控制的工作思路。     

河套平原浅层地下水动态监测网优化设计

河套平原的地下水动态监测网存在监测井空间布局不合理的问题,限制了地下水研究工作的进一步深入.采用水文地质分析法和克里金插值法,并结合实际情况对河套平原的浅层地下水监测网络进行了优化设计.地下水动态影响因素分区图的编制主要考虑了地貌、包气带岩性、浅水位埋深、含水层渗透系数、年均降水量、年均蒸发量以及地下水开采模数7个因子.结果表明,优化设计的监测网共有监测井428眼,优化后Kriging插值误差标准差为2.53~10.99 m,比优化前(2.75~27.00 m)显著降低,这说明优化设计的监测网精度有很大提高.此外,优化后的监测网不仅能够对河岸带、断裂带、咸淡水交互带、地下水降落漏斗区等关键地段的水位实施监测,还能够满足不同地区对监测井密度的需求,具有一定的参考和实践价值.     

陕西省地下水开发利用现状及监测站网布设研究

陕西省水资源时空分布不均,资源性缺水是其基本省情。地下水作为水资源的重要组成部分,在保障城乡供水安全和经济社会发展中具备不可替代的重要作用,开采强度大,开采范围广。但由于全省地形地貌、地质条件复杂多变,地下水补排规律复杂、赋存涵养条件不尽相同,地下水水位、水质动态变化呈现出显著的阶段性、区域性特点。必须要根据不同区域地下水开发利用情况和地形地质条件,合理布设地下水监测站点,建立现代化的地下水监测站网,才能准确及时监控不同区域地下水资源动态变化情况,从而保障水资源的可持续利用和经济社会的健康发展。     

人工神经网络在地下水评价中的应用简述

文章对人工神经网络技术在地下水评价中的应用问题进行了概括和小结，在此基础上，对存在的问题进行了探讨，进而提出，混合优化是改善人工神经网络的有效方法之一。     

地下水动态监测的三维可视化初步研究

本文针对构建地下水资源动态监测管理信息系统的需要,详细介绍了在系统构建中如何利用离散控制点建立不规则三角格网(TIN)及采用混合体绘制技术对地下水水位、水温、流场等动态监测数据进行三维可视化的初步研究和实现方法。     

国家地下水监测井建设关键问题研究

国家地下水监测工程建设由国土资源部和水利部联合立项申报,历经10余年的可行性研究和评估论证,最终由国家发展和改革委员会批准实施。项目财政投资20多亿元,覆盖全国31个省、区、市及新疆建设兵团,涵盖了全国7大流域和16个重要水文地质单元,共布设20401个地下水监测站点。项目的组织实施意义重大,事关地质环境、饮水安全和经济社会的可持续发展等民生问题。其中,钻探工程决定着国家地下水监测工程建设的质量、运行效果及使用寿命。本文针对项目“地域分布广、施工战线长、地质条件复杂”等特点,从组织管理、钻井结构设计、成井管材和钻进工艺选择等方面的关键问题进行了分析研究,并提出了具体建议。     

国外地下水监测采样设备综述

国外地下水监测用采样设备大致分为4类：取样筒式采样器、惯性式采样器、气体驱动式采样器和潜水电泵式采样器。取样筒式采样器原理简单、制作方便、成本低,受监测井井径、采样深度影响较小;惯性式采样器外径小,可应用于小口径地下水监测井,采样深度可达到90 m;气体驱动式采样器结构较复杂,适用范围广,适用于大部分地下水监测井,采样效率较高。潜水电泵式采样器采样效率很高,适应井径较大。     

克立格法在地下水观测网优化设计中的应用

回顾了克立格法在地下水观测网优化设计中的应用和进展,介绍了克立格法的基本原理,论述了克立格法在地下水观测网中的应用思路与实现方法,举例说明了利用克立格法优化调整河北平原地下水观测网。     

鄯善县地下水监测网优化研究

分析鄯善县地下水监测网的现状和存在的问题,用水文地质分析法对现有监测网进行优化。根据存在地下监测井太少且局部监测井偏大,提出优化方案封堵原有两眼监测井,保留原有16眼监测井,新增加51眼监测井。     

徐家峪储灰厂对地下水环境的影响监测及分析

从我国火电厂粉煤灰排放现状出发,以徐家峪现行电厂储灰场为例,通过对储灰场周围水文地质环境条件和其周围多年地下水水位、水质监测结果分析,总结得出储灰场对其周围地下水环境产生了一定影响,但影响程度较小,总体未改变周围地下水使用性质。     

应用信息熵方法对区域地下水观测网的优化研究

数据冗余是观测网优化需要解决的主要问题之一, 冗余数据既造成数据噪音又增加观测网运行成本.减少数据冗余的主要手段是减少观测孔的数量, 但前提是不影响原有观测网提供信息的能力.作者基于信息熵概念和随机技术的结合, 提出了一种优化观测孔数量的方法, 这种方法的基本原理是利用信息熵理论来评价每一个观测孔数据信息含量大小, 计算观测网中每一对观测孔之间的信息流交换, 并建立观测孔之间信息传递与距离的统计关系, 这种关系是判断冗余性观测孔的基础.这种方法被用来优化河北平原区域地下水观测网, 不仅解决了数量问题, 同时也可确定具体冗余性观测孔.最后结果对比证明, 将河北平原地下水观测孔的数量减少2 6%, 几乎没有影响现有观测网提供数据信息的能力.