基于信息熵技术对地下水观测网的层次分类--以河北平原地下水观测网为例

针对目前地下水观测网存在的层次不清问题，提出了基于信息熵技术的新的分类方法。列举了观测网层次混乱问题的表现、原因和可能造成的后果，提出地下水观测网具有层次性，而且这种层次性必须与地下水流动系统的层次性对应；认为地下水观测网就是一种信号通讯网，水位信号具有可传递性、差异性以及衰减性等特征，可以运用信息熵理论中的互信息概念定量刻画观测孔之间的信息联系，并以这种信息联系程度作为观测孔层次分类的主要依据；以河北平原地下水观测网为例，研究了区域尺度和局部尺度观测网的分类，结果表明信息熵方法可以很好地解决此类问题。     

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。     

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.      

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。     

用于水资源系统观测网空间布局优化设计的技术方法

论述了观测网空间优化设计的重要性和我国目前观测网点布设存在的问题,在综合国内外水资源科学研究状的基础上,介绍了目前用于观测网优化设计的几种技术方法,包括数据理论方法,克里格技术和信息熵方法,特别推荐基于信息熵与随机数学相结合而发展起来的优化设计方法,这种根据观测数据信息含量大小建立信息关系度量的技术手段,特别适合在基础数据不完整的情况下运用。     

区域地下水动态观测网优化的组合克立金方法

本文推导出普通二变量及泛二变量组合克立金方程式，同时，给出了两种方法的估计误差标准差求解方程，可用于地下水动态观测的密度优化；该方法还可用于地下水位，水中离子浓度的最优估计。     

应用Kriging方法研究格乐木河流域地下水位动态观测网的优化配置

地下水动态是水文地质研究的一个重要方面，如何获满足一定精度要求全面而合理的地下水位动态资料具有现实经济效益。本文研究格尔木河流域地下水位动态测网，通过选取理想的变差函，运用Ｋｒｉｇｉｎｇ方法进行地下水位的线性无偏最估计和计算估计误差的标准差，结合给定的允许误差２评判地下水位动态观测网的配置是否合适，并提出了调整现有观测网的方案。     

北方岩溶地下水系统的研究方法——以三姑泉域为例

我国北方大型岩溶泉域有近百个,其汇水面积多在数百至数千平方公里。泉域内岩溶地下水系统结构复杂、运动途径迂回曲折。搞清其结构特征及地下水运动途径是建立水文地质概念模型和资源评价数学模型的基础。本文以三姑泉为例,探讨了利用地质结构场、水化学场、同位素场、水动力场相结合的方法,获得多重信息,相互补充,相互印证,建立较为逼真的岩溶地下水系统概念模型和数学模型,并在此基础上,对整个系统及各个子系统进行了水资源评价。      

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.      

Groundwater level monitoring-importance global groundwater monitoring network

The paper illustrates the concept, methodology, essential components and importance of groundwater level monitoring in terms of various aquifers such as multiple aquifer, karst aquifer and other aquifers. The groundwater resources in Mekong countries including Cambodia, Laos PDR, Myanmar, Thailand and Vietnam have also been reviewed. Finally, the author briefly presents Global Groundwater Monitoring Network     

河北山前平原地下水^32Si年龄初探

＾３２Ｓｉ是放射性同位素,半衰期约１４０ａ可以测定５０～１０００ａ地下水的年龄,本文用Ｆｅ（ＯＨ）３共沉淀法从天然水中提取ＳｉＯ２回收率可达３０％～９８％,然后提取和纯化＾３２Ｐ,将Ｈ３ＰＯ４溶液和Ｐｉｃｏ－ｆｌｏｕｒ＾ＴＭＬＬＴ混合制备计数溶液,用液体闪烁计数法测量中＾３２Ｐ的放射性,本底计数为４．８０ｃｐｈ,仪器效率为４５．３４％,然后用公式计算样品的＾３２Ｓｉ放射性浓度和地下水的＾３２Ｓｉ年     

地下水动态监测网的部署和调整探讨

本文根据我国地下水动态监测网的任务、目的和服务对象,将地下水动态监测网分为两类二级。并在此基础上,重点讨论了国家级地下水动态监测网的观测内容、频率、部署原则和部署调整的工作流程。     

大庆油田西部地区地下水动态监测网优化设计

大庆油田地下水动态监测网(用水文地质定性方法建立)历经30多年的开采,需要进行定量优化设计。本次研究采用卡尔曼滤波技术与地下水流系统确定-随机性数值模型相耦合的方法,首先对现有监测网进行质量评价,计算结果表明：监测网在漏斗区(地下水集中开采区)应增加监测孔的数目,调整监测孔的位置。为此,我们拟订了6套12个备选方案,从中选取了由88个监测孔组成的监测网,此监测网无论从监测目标上还是经费上都是最优的。     

Plan for a groundwater monitoring network in Taiwan

 In Taiwan, rapid economic growth, rising standards of living, and an altered societal structure have in recent years put severe demands on water supplies. Because of its stable quantity and quality, groundwater has long been a reliable source of water for domestic, agricultural, and industrial users, but the establishment of a management program that integrates groundwater and surface-water use has been hampered by the lack of groundwater data. In 1992, the Department of Water Resources (DWR) initiated a program entitled "Groundwater Monitoring Network Plan in Taiwan." Under this program, basic groundwater data, including water-level and water-quality data, are being collected, and a reliable database is being established for the purpose of managing total water resources. This paper introduces the goals, implementation stages, and scope of that plan. The plan calls for constructing 517 hydrogeologic survey stations and 990 groundwater monitoring wells within 17 years. Under this program, water-level fluctuations are continuously monitored, whereas water-quality samples are taken for analysis only at the initial drilling stage and, subsequently, at the time when a monitoring well is being serviced. In 1996, the DWR and the Water Resources Planning Commission were merged to form today's Water Resources Bureau. Received, July 1997 · Revised, February 1998 · Accepted, January 1998     

北京平原地下水水位监测网优化

文章在北京市地下水水位监测现状基础上,分潜水和承压水对北京平原地下水监测网的监测密度和监测频率进行了优化设计。主要采用编制地下水动态类型图的方法进行了地下水水位监测网的优化,克里金插值法能定量评价依据监测网观测值绘制的地下水水位等高线的精度,因而可以用来评价监测优化结果。并根据时间序列分析和统计检验提供的定量标准优化了地下水水位监测频率。优化后,北京平原共有监测孔400眼,其中利用原有监测孔300眼,新设计监测孔100眼,手工监测频率由原来的每月6次优化为每月1次,专项高频率监测可以由地下水自动监测仪实现。文中还对地下水自动监测仪(DIVER)的监测结果和手工监测结果进行了对比评价,提出了地下水水位监测网的维护、管理措施和信息发布方式。     

河北平原地下水14C年龄新认识

本文对河北平原第四系地下水14C年龄最新的结果进行了分析,得出如下认识:(1)垂向上,地下水的14C年龄随深度的增加而增大,或者沿地下水的流向而增大。但是,在同一孔组中,地下水埋深大于300m时出现了混乱现象。地下水14C年龄不但不增大,反而减小,其原因复杂;(2)水平方向上,第三含水组Q2地下水较老的年龄出现在河北平原中部,大致与子牙河方向一致,而第四含水组Q1地下水较老的年龄则呈北东东方向展布,即沧州—歧口一线分布,可能是地质结构影响所致。     

区域地下水流数值模拟的方法和实践 ——以华北平原为例

平原(盆地)和流域尺度的地下水流数值模拟对于区域地下水资源合理开发利用具有重要意义。本文在总结分析国内外区域地下水资源数值模型特点的基础上,重点介绍了华北平原区域地下水流数值模型,并指出了区域地下水流数值模拟中存在的问题。     

河北平原地下水NO3^-污染的原位微生态修复

以地下水NO3^-污染为例,利用优选的菌群刺剂和少量营养碳源,在河北平原进行了NO3^-污染地下水的原位微生态修复试验.试验结果显示,地下水NO3^-含量在58～72.66mg/L时,经4.5～10天的修复试验,地下水中NO3^-含量降低至7.38～0.85mg/L,去除率达到86.5%～98.8%,去除效果较好,持续时间长.该方法为修复治理大面积地下水NO3^--N污染提供了可行的技术支撑.