呼和浩特市地下水水位动态变化及趋势预测研究

利用多年地下水水位资料,较系统地分析了地下水水位动态变化规律,建立了基于BP网络的地下水水位预测模型,预测结果表明地下水水位将持续下降,承压水下降速率远大于潜水的下降速率。     

灌区地下水年最高水位的灰色预测

本文简述了灰色预测 GM(1,1)模型、残差建模原理。应用建立的模型对宝鸡峡灌区周城——苏坊地区的地下水年最高水位进行了预测,预测值和实际观测值相比较,结果甚为满意。     

三江平原地下水流场演化趋势及影响因素

近年来,三江平原部分区域地下水位呈持续下降的态势,引起广大学者和相关部门的高度关注,为了查明三江平原地下水流场时空演化规律,揭示其主要影响因素,以三江平原1980年72组及2019、2020年同期1 092组地下水位统测数据和44组国家地下水监测数据为基础,应用ArcGIS插值分析、栅格代数运算、对比分析等方法,查明了三江平原地下水流场时空演化特征,阐明了不同影响因素对地下水流场演化的控制作用。结果表明:与1980年相比,三江平原地下水位整体呈下降趋势。西部平原区地下水位累计降幅1～5 m的区域面积2.6×104 km2;东部建三江垦区累计降幅大于5 m的区域面积为1.17×104 km2,其中,累计降幅大于10 m的区域面积为3 400 km2,地下水位年均降幅约0.29 m。地下水开采引起地下水流场变化,“西砂、东黏”的水文地质条件促使区域地下水降幅的时空演化差异;水田种植规模的不断扩大引起地下水超采,浅地表黏土层阻挡降水入渗补给,地下水无法实现以丰补欠自平衡,造成了建三江垦区地下水位的持续下降。本研究成果为进一步查清三江平原地下水变化规律和现状特征奠定了基础,为科学指导地下水资源合理开发利用和管理提供了技术支持。     

浅析松原市地下水水位动态及环境问题

随着松原市社会经济的发展,地下水开采量逐年增大,由此引发的环境地质问题逐渐加剧,如地下水水位下降、地下水降落漏斗、水质污染、土壤沙漠化、饮水型地方病问题等等.利用水位动态观测资料,对松原市地下水动态分析,总结了近几年地下水开发利用现状,并针对人类活动所引起的地下水环境问题,提出自己的建议.     

地下结构物对地下水流场影响的特性规律

城市的发展对交通提出了更高的要求, 这就引发了地铁的快速发展, 而地铁车站的存在, 会对原本稳定的地下水流场产生阻挡效应, 因此, 很有必要研究地下结构物对地下水流场造成的影响。本文采用数值方法研究地下结构物对地下水流场的影响, 基于单元中心有限差分法软件Visual, MODFLOW。为了明确地下结构物影响地下水流场的因素, 对计算模型进行了简化, 模型计算针对的是单层土层中地下结构物对地下水流场的影响。研究表明:地下结构物不仅能够影响地下水流场的稳定时间, 而且使得迎水面水位上升, 背水面水位下降, 其中, 对背水面的影响程度大于迎水面。地下结构物左右侧上下游之间的水位差, 也是其中的影响因素之一。     

线性工程建设对地下水流场的影响分析

出于降低高速公路坡度的目的, 团结桥连接线高速公路路基开挖在Ⅱ级阶地前缘处排水盲沟最大开挖段基本将原来连续的天然含水层切穿, 导致地下水排泄基准面下降, 使得地下水流场发生改变, 部分民井出现水位下降或干涸现象. 得出路基开挖排水是导致工程区附近地下水含水层结构及流场改变、 水位下降或局部疏干的主要原因.     

堆填岗地地下水水位动态特征及抗浮水位确定

在南方丘陵区工程建设的场地整平时，常形成一些人工堆填岗地，受到下覆黏性土的阻隔，岗地上的填土会形成独立的上层滞水地下水系统，但目前对于这个地下水系统的特征及其工程危害却鲜有研究。本文利用某人工堆填岗地导致地下室破坏的上层滞水水位监测资料，研究了该地下水系统的水位动态和流场及其变化特征，分析了水位和流场及其变化的影响因素。研究结果表明：堆填岗地上的集、排水工程易遭受填土不均匀沉降的破坏而出现渗漏；堆填岗地上的上层滞水虽属于“路过”型地下水，但系统的抗干扰能力弱，在汇集的雨水集中灌入时，因排泄相对缓慢，水位上升迅速，滞留时间较长，由此对地下工程造成破坏，因此工程建设时需引起重视。考虑到集、排水工程渗漏对上层滞水水位的影响，地下工程的抗浮水位应在考虑岗地的地下水水位的动态变化特征的基础上，以集、排水工程的埋深及可排泄标高为依据。本地下工程事故可用调整场地规划、封堵或重建渗漏集排水结构、盲沟疏排与拉锚结构的防治结合方式处理。     

地源热泵系统抽灌模式对地下水流场和温度场的影响

通过建立三维水热耦合数值模型,对地下水地源热泵系统井群平行抽灌(即抽水井与回灌井平行布置)以及交叉抽灌(即抽水井与回灌井交错布置)两种调度运行模式下,系统运行后的含水层地下水流场及温度场情况进行了模拟计算、分析。结果表明:平行抽灌模式对含水层地下水流场、温度场的影响范围、程度均大于交叉抽灌模式,从系统运行效率以及对地温场的影响方面考虑,交叉抽灌模式均优于平行抽灌模式。     

MGM(1,n)模型预测城市地下水水位的动态变化

地下水问题,是人类生存与发展的关键性问题。为了科学地对城市地下水水位动态变化进行预测,当观测资料的数据量少而又存在多个相互影响或关联的变量时,建立MGM(1,n)模型,描述地下水动态变化趋势,获得了较好的预测。     

三维地下水流中常规观测孔水位的形成机理及确定方法

对地下水三维流中常规观测孔中水位的传统计算方法提出质疑, 认为计算观测孔中水位的Hantush Бочевер方程是缺乏物理基础的纯数学方法.分析了形成观测孔中水位的机理, 提出三维地下水流中常规观测孔中只是孔口的流量为零, 而孔内却存在"抽水"和"注水"的井孔; 多层井(multilayerwell) 不一定要求"多层"的条件, 在均质单一含水层中的井孔可以具有多层井的基本特征; 混合井孔的水位并不"混合", 混合观测孔中存在符合机理的水头分布和流量分布规律等观点.普遍而言, 三维流中的观测孔不能用通常所说的线汇/线源刻画, 也不能用近几年提出的孔内为层流(线性流) 的假定来研究该问题, 然而可用笔者于1993年提出的"渗流-管流耦合模型"和"等效渗透系数"方便、有效地模拟.就说明性算例而言, Hantush Бочевер方程只能近似用于孔径大于0.2m且径距大于10~20m的条件.      

大连水师营地区地下水运动的数值模拟

在一个不规划网络上离散拉普拉斯算子的差分格式,不但能满足相容性及极值原理,而且还具有误差极小性质。本文用它求解非稳定流地下水运动方程,并证明了算法稳定性及收敛性;还用这种方法对大连水师营地区地下水运动状况进行了数值模拟,且取得了较好的效果,此法也可在其它类似计算中推广应用。     

鲁能运河电厂长沟岩溶水源地水位模拟预测

长沟水源地是鲁能运河电厂供水水源地,通过预测水源地水位变化趋势,为电厂制定用水计划、及时调整开采布局提供依据。水位模拟预测是在五年长系列动态监测资料及地下水开采量调查基础上进行的,利用数值模型演练和预测了嘉祥单斜蓄水构造单元内在现状岩溶水开采状态下及增加20%开采量条件下的区域地下水流场变化特点,所模拟的曲线与实测曲线相吻合,所推算出的水文地质参数合理,为保证水源地合理、稳定、持续的开采提供了科学支持。     

黄河流域地下水资源状况及其生态环境问题

黄河流域是中国重要的生态屏障和经济地带,上中下游面临着不同生态环境问题,水在生态环境问题的形成演化过程中起着重要作用。本文从黄河流域地下水动态特征、地下水资源的数量、质量及开发利用等方面,分析了黄河流域地下水资源及饮水安全状况。黄河流域年度地下水资源量393.55亿m~3,银川平原、河套平原等7处主要平原(盆地)地下水资源量为81.91亿m~3,占比超过20%;黄河流域地下水质量以Ⅰ～Ⅳ类为主,劣质地下水主要受总硬度、硫酸盐、铁、溶解性总固体等天然原生组分影响,砷、氟、硒、碘等原生组分超标是流域部分地区地下水饮水安全的主要威胁;2020年与2019年同期相比,黄河流域地下水位呈上游稳定、中游局部上升、下游下降的态势,主要地下水降落漏斗形态基本稳定。针对黄河源区、宁蒙河套平原等重点区段,分析了存在的主要生态环境问题,提出了全面开展流域水文地质与水资源调查评价,深入开展黄河流域及重点地区水平衡分析等工作建议。     

无网格法在地下水水位预测中的应用

基于移动最小二乘理论的无网格法是近几年来兴起的一种新的数值计算方法,与有限元法相比,它的主要优点在于无需单元信息,只需节点信息。用无网格法构造了场函数,包括基函数和权函数的选取,形函数及其导数的计算。根据鞍山市首山区水文地质条件,建立了求解双层渗流二维平面系统的数学模型,详细推导了模型求解的无网格方程。应用已识别的参数,用无网格法对该数学模型进行了求解, 并对该区的地下水水位进行了预测,预测的水位与实际水位变化规律基本一致。     

金华地区地下水同位素特征及更新能力研究

金华地区位于金衢盆地东段,对其地下水同位素特征及更新能力研究对于整个盆地地下水资源研究具有重要意义,通过分析研究区内稳定同位素氘(D)和氧(~(18)O)以及放射性同位素氚(~3H)和碳(~(14)C)的空间分布特征,建立了金华地区降水线方程为:δD=8.29δ~(18)O+15.9,讨论了地表水、潜水、红层地下水的环境同位素的组成特征,对潜水及红层地下水的更新能力进行了评价。结果表明,金华地区降水线方程斜率及截距均大于全球大气降水;潜水、红层地下水及地表水三者联系密切;潜水、红层地下水在接受降水的补给后经历了不同程度的蒸发作用;红层地下水D和~(18)O同位素明显向下游富集;潜水~3H值介于6.6～19.0TU,~(14)C年龄显示为现代水,因此其可更新能力较强,红层地下水放射性~(14)C年龄为3020～5360BP,可更新能力较弱,红层地下水3H值介于4.4～12.3TU,表明红层地下水中有现代水的混入,δ~(18)O随着地下水的年龄的增加而偏负。     

上海市地下水可开采量模型计算及预测

本文利用非稳定准三维水流－－一维沉降耦合数学模型,采用有限元数值解,以上海行政区为计算区域,对１９８１－１９９２年地下水采灌量、水位及土层变形量等实测资料进行数值模拟,利用１９９３－１９９８年实测资料对模型进行检验,表明所确定的数学模型是合理可信的,利用该模型计算了地下水可开采量及地下水流场和地面沉降的预报。     

基于水位波动关联度的济南西部与济南泉群地下水关系研究

济南市以"泉城"闻名,近年来城市化进程的加快及地下水开采量的增大,对济南市区泉群喷涌产生了一定程度的影响。对2014～2017年济南西部玉符河下游的杜家庙、南八里、朱家庄等地及市区泉群的趵突泉、黑虎泉的岩溶水位波动规律进行分析,在地下水位波动幅度计算的基础上,利用灰色关联分析方法,从一个新的评价指标"水位波动关联度"的角度探寻济西与济南市区泉群地下水间的联系,为济南市保泉供水提供探索依据。以15d为地下水位均值计算周期,先计算全年的水位波动关联度,再将关联度的计算结果划分为:4～7月、8～11月和12月至次年3月三个时段,分别分析济西各岩溶井水位与泉水位的波动关联度。结果表明,12月至次年3月关联度的计算结果受外界干扰最小,这一时段济西与市区泉群水位波动关联度的均值为0.854,属高关联度,两者地下水位变化规律极其相似,两个地下水系统在统计学上存在着极强的联系。     

新疆孔雀河流域地下水演化及其生态效应

近50 a,西北干旱内陆河流域经历了历史时期的水土资源过度开发和近期的生态保护修复的不同阶段,对区域地下水和生态环境产生了重要影响,但地下水长期演化规律及其生态效应认识尚不清晰。以新疆孔雀河流域为典型研究区,基于最新地下水监测数据与历史数据对比,分析流域地下水流场时空演化规律以及流域地下水对河岸带胡杨林的影响作用,探讨地下水长期演化的生态效应。结果表明：1971—2021年,孔雀河流域因过量集中开采地下水引起区域地下水流动系统发生根本性变化,地下水水位整体呈下降趋势,流域内累计降幅大于40 m的面积达204.69 km2,累计降幅20～40 m的面积为1735.81 km2,累计降幅5～20 m的面积为1018.56 km2,并形成地下水降落漏斗;生态输水前,中下游河道长时间断流,河岸带地下水水位埋深累计降幅超过10 m,导致河岸带胡杨林退化萎缩,2016年实施生态输水工程以后,埋深逐渐上升2～4 m,上升至胡杨林生长临界水位以上,2014—2018年天然胡杨林植被覆盖率增大17%。本研究有助于认识西北干旱内陆河流域地下水和生态环境演化规律,为类似区域地下水可持续开发利用与生态保护提供科学参考。     

关于多层地下水情况下的抗浮水位

《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72—2004)指出,场地抗浮设防水位可采用实测最高水位,但未指出在多层地下水的情况下,可采用基础底板所在层的最高水位作为抗浮设防水位。对此问题进行探讨。     

地下水超采区水权分配方法及实例应用分析

河北省为推进水资源管理制度改革,建立地下水超采综合治理的长效机制,于2014年出台了《河北省水权确权登记办法》。以此《办法》为基础,选取河北省地下水超采区内的东光县作为水权分配应用实例,结合在地下水超采区内水权分配的原则、方法及步骤,最后得出东光县各行业水量分配结果,并对终端用水户进行水权确权,该实例应用可为地下水超采区其它县(市、区)提供经验借鉴。水权分配及确权工作有利于探索建立水权水市场制度,节约保护水资源,为河北省开展地下水超采综合治理试点工作提供可靠支撑和保障。