福建省地下水与地表水优化配置初步研究

本文分析了福建省地表水和地下水的资源情况、开发利用现状及其存在问题，提出了进一步开发地下水，并与地表水进行优化配置的必要性、可行性及若干对策。     

海河流域地下水生态水位研究

海河流域是我国水资源严重短缺的地区之一,由于长期不合理地开采地下水,引发了一系列生态环境问题,如地面沉降、地下水漏斗扩大、水质恶化、海水入侵等。恢复海河流域的生态环境对于区域的可持续发展意义重大,文章根据海河流域地貌单元将海河流域划分为3种类型:山前倾斜平原、中部平原和滨海平原,并确定了不同类型区地下水的生态水位。最后提出了恢复海河流域地下水生态水位的措施。     

福建省地下水与地表水优化配置初步研究

本文分析了福建省地表水和地下水的资源情况、开发利用现状及其存在问题,提出了进一步开发地下水,并与地表水进行优化配置的必要性、可行性及若干对策.     

地下水硝酸盐污染研究综述

地下水为重要的资源,一旦受污染,将难以更新与恢复。近年来,地下水硝酸盐污染问题正日益受到国内外研究者的关注。关于这方面的研究主要在以下方面：地下水硝酸盐的转化过程与机理;地下水硝酸盐污染的来源以及避免污染的方法措施;地下水硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的确定方法;如何减少或者除去地下水中的硝酸盐;另外还有一些地下水硝酸污染与人体健康的研究等。在综述有关文献的基础上,提出未来地下水硝酸盐污染的三个方向：水与硝酸盐运移的耦合;界面过程;人文影响与全球角度。     

华北平原地下水环境影响预测与评价研究

从长期利用角度,提出华北平原地下水资源数量,质量及时空变化特点与机理,运用环境学,系统论观点地下水的质（水质）－量（水量）－形（地面形态）统一起来。寻求地下水开采量（水位）与地下水水质,区域下降漏斗和地面沉降的关系,以此进行了华北地区地下水环境发展趋势的预测和评价研究。     

会仙喀斯特湿地地下水分水岭移动特征研究

会仙喀斯特湿地分布于漓江流域和柳江流域的分水岭地带。该湿地仅由地下水补给,地下水水位对维持该湿地生态系统起着决定性的作用。2019年,在会仙湿地具有代表性的6个水位观测点(4个地下水水位观测点,2个地表水水位观测点),利用压力传导型水位计,自动记录了一个水文年的地下水和地表水水位。研究结果表明,雨季与枯季会仙湿地的地下水水位存在明显差异,地下水水位的变化幅度最大可达2.5 m;核心区的地下水分水岭具有可移动性,在雨季降水量增加时,其向东移动,在雨季降水量减小和枯季水位下降时,其向西移动;暴雨过后,地下水和地表水水位都迅速回落至暴雨前的水平,地表水体和会仙湿地地下水系统都没有起到储蓄洪水的作用;枯水期地下水水位继续下降,并且低于149 m,导致枯水期会仙湿地严重萎缩;在枯水期,通过外部输水补给,保持会仙湿地的地下水水位不低于149 m,是减缓该湿地退化的关键措施。     

石羊河流域平原地下水位动态特征与监测网观测频率优化

在阐述石羊河流域平原地下水位动态特征的基础上,采用频谱分析方法对研究区的地下水水位进行周期分析,并开展了地下水动态监测网的观测频率优化。结果认为：昌宁盆地水位动态存在4个周期成分,民勤和武威盆地水位动态存在2个周期成分,水位动态主要以年动态和月动态为主,动态类型主要有入渗径流开采型、开采型和补给开采型3种。昌宁盆地的水位监测频率每月可为2次,民勤和武威盆地的每月可为3次。     

科尔沁沙地奈曼地区地下水水质时空变化特征

区域地下水水质是水质评价的重要内容,也是合理制定地下水开发利用及保护治理方案的基本前提。以科尔沁沙地奈曼地区地下水水质为研究对象,选取2005-2014年地下水水质监测数据,分析地下水水质时空变化特征。结果表明：近10年来奈曼地区地下水水质各指标均值均低于地下水Ⅱ类标准,pH值、NO₃^-含量、化学需氧量（COD_cr）在局部地区出现超标现象,但水质总体较好;该地区地下水矿化度（TDS）与Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、HCO₃^-、SO₄²⁺浓度及COD_cr具有明显的正相关关系,即随着Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、HCO₃^-、SO₄²⁺、COD_cr浓度的增加,TDS也会增加;各主要指标浓度随时间呈下降趋势,SO₄²⁺、Na⁺、HCO₃^-浓度及TDS较稳定,而Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、PO₄^3-浓度及COD_cr随时间变化较为明显;Ca²⁺、Mg²⁺ 、HCO₃^-、SO₄²⁺浓度及TDS农田非灌溉井> 农田灌溉井> 沙地水位井,Na⁺、COD_cr浓度沙地水位井> 农田非灌溉井> 农田灌溉井,NO₃^-浓度沙地水位井> 农田灌溉井> 农田非灌溉井;该地区地下水水质变化主要与碳酸盐岩溶解、农药化肥的使用、工业及生活污水排放有关。     

地下水含水层可视化方法研究与实现

该文阐述基于可视化技术的地下水含水层结构的立体表达方法。为了实现基于水文地质钻孔数据库的各种专题图形的自动生成，讨论了结合水文地质钻孔数据库的平面格网数据的组织模型，以及在该模型基础上的数据结构设计、算法设计和程序设计方法。给出了地下水含水层可视化具体实例的计算结果。由实例可知，该方法是有效的，且在地下水含水层可视化、地下地质体的立体表达等领域有一定的应用价值。     

华北平原地下水动态变化

The groundwater level of 39 observation wells including 35 unconfined wells and 4 confined wells from 2004 to 2006 in North China Plain (NCP) was monitored using automatic groundwater monitoring data loggers KADEC-MIZU II of Japan. The automatic groundwater sensors were installed for the corporation project between China and Japan. Combined with the monitoring results from 2004 to 2006 with the major factors affecting the dynamic patterns of groundwater, such as topography and landform, depth of groundwater level, exploitation or discharge extent, rivers and lakes, the dynamic regions of NCP groundwater were gotten. According to the dynamic features of groundwater in NCP, six dynamic patterns of groundwater level were identified, including discharge pattern in the piedmont plain, lateral recharge-runoff-discharge pattern in the piedmont plain, recharge-discharge pattern in the central channel zone, precipitation infiltration-evaporation pattern in the shallow groundwater region of the central plain, lateral recharge-evaporation pattern in the recharge-affected area along the Yellow River and infiltration-discharge-evaporation pattern in the littoral plain. Based on this, the groundwater fluctuation features of various dynamic patterns were interpreted and the influencing factors of different dynamic patterns were compared. Foundation: National Natural Sciences Foundation of China, No.40671034; No.40830636 Author: Wang Shiqin (1981–), Ph.D., specialized in hydrology and water resources, water cycle of watershed.     

Application of Artificial Neural Networks to Complex Groundwater Management Problems

As water quantity and quality problems become increasingly severe, accurate prediction and effective management of scarcer water resources will become critical. In this paper, the successful application of artificial neural network (ANN) technology is described for three types of groundwater prediction and management problems. In the first example, an ANN was trained with simulation data from a physically based numerical model to predict head (groundwater elevation) at locations of interest under variable pumping and climate conditions. The ANN achieved a high degree of predictive accuracy, and its derived state-transition equations were embedded into a multiobjective optimization formulation and solved to generate a trade-off curve depicting water supply in relation to contamination risk. In the second and third examples, ANNs were developed with real-world hydrologic and climate data for different hydrogeologic environments. For the second problem, an ANN was developed using data collected for a 5-year, 8-month period to predict heads in a multilayered surficial and limestone aquifer system under variable pumping, state, and climate conditions. Using weekly stress periods, the ANN substantially outperformed a well-calibrated numerical flow model for the 71-day validation period, and provided insights into the effects of climate and pumping on water levels. For the third problem, an ANN was developed with data collected automatically over a 6-week period to predict hourly heads in 11 high-capacity public supply wells tapping a semiconfined bedrock aquifer and subject to large well-interference effects. Using hourly stress periods, the ANN accurately predicted heads for 24-hour periods in all public supply wells. These test cases demonstrate that the ANN technology can solve a variety of complex groundwater management problems and overcome many of the problems and limitations associated with traditional physically based flow models.     

Expanding Local Water Supplies: Assessing the Impacts of Stormwater Infiltration on Groundwater Quality

In urban regions, the increased volume of stormwater runoff that results from the impermeable urban landscape is a potential source of water supply, particularly for groundwater recharge. One concern regarding infiltration of stormwater is its potential impact on groundwater quality. To further evaluate this, an extensive monitoring program was conducted in and around Los Angeles, California, over a six-year period. Samples collected from stormwater runoff, the vadose zone, and groundwater were analyzed for constituents of concern including metals, nutrients, organics, bacteria, and emerging contaminants. Findings indicate no degradation of groundwater quality as a result of intentional infiltration. At sites with shallow groundwater, concentrations of some constituents decreased over the period of the study.     

改进型BP神经网络对民勤绿洲地下水位的模拟预测

以具有代表性的民勤绿洲为研究对象,以Matlab7.0为工作平台,对沙漠绿洲地下水埋深预测的三层前馈神经网络（BP神经网络）进行了改进。输入端因子选取民勤绿洲逐月灌溉量、红崖山水库下泄水量、月降水量、月蒸发量（20 cm）、月平均气温、时间序列6项,输出因子为民勤绿洲地下水位。通过在模型的输入层增加时间序列引导因子的方法使BP神经网络对输入端数据具备时间敏感性;通过Levenberg-Marquardt算法使网络误差最小化,并配合Bayesian正则化使网络的误差平方和、网络权重以及阈值平方和实现最优组合,最后使用相关系数、相对误差、效率系数等指标对模型的模拟结果进行检验。结果表明,通过以上一系列改进可以有效提高模型的模拟精度,增强模型的稳定性,并使模型具有良好的“泛化性”。     

尉犁县生态园区地下水位年变化规律及其影响因素分析

为了防止孔雀河中下游地区因土地开发利用灌溉抬高地下水位,造成土壤盐渍化,在尉犁县生态园区进行一年的地下水位观测,根据观测资料分析该区主要土壤类型地下水位年变化规律及其影响因素,得出孔雀河中下游地区河水对地下水的影响范围一般为50～100m内的河滩地,其影响特征为：具有变化幅度大,频率高;100m以外其它土地的地下水位则主要受灌溉渗漏水的影响,其特征与河水相反：变化幅度小,频率低;控制地下水位,防止土壤盐碱化的主要措施为洲整农业结构和控制灌溉水量。     

地下水埋深及水质对塔克拉玛干沙拐枣气体交换特性的影响

塔克拉玛干沙漠地下水储量丰富,但因埋深和水质的限制,植物可有效利用的水资源十分有限。通过分析沙漠特有灌木塔克拉玛干沙拐枣(Calligonum taklimakanensis B.R.Pan & G.M.Shen）气体交换特性对地下水埋深和水质变化的响应,探讨了地下水对天然植物分布及生长的影响。结果显示,有天然植被分布的区域地下水埋深一般较浅,土壤水分供应充足;但受地下水矿化度、总硬度、总碱度、全盐含量及各离子含量比例的区域间差异影响,不同区域的塔克拉玛干沙拐枣气体交换特性各不相同。地下水总碱度大小是影响塔克拉玛干沙拐枣光合特性最主要的因素,总碱度增加时,净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）及潜在最大净光合速率（Pmax）、光补偿点（LCP）和光饱和点（LSP）分别从14.9±0.39 μmolCO2·m-2·s-1、6.79±0.21 mmol·m-2·s-1、0.192±0.013 mmol·m-2·s-1、21.4±1.1 μmolCO2·m-2·s-1、175.5±3.5 μmol·m-2·s-1、1 805±31.2 μmol·m-2·s-1降为11.7±0.5 μmolCO2·m-2·s-1、5.79±0.18 mmol·m-2·s-1、0.130±0.009 mmol·m-2·s-1、16.3±2.5 μmolCO2·m-2·s-1、78.1±15.8 μmol·m-2·s-1、1 564±55.6 μmol·m-2·s-1。研究结果还表明,较浅的地下水埋深是沙漠腹地天然生植物生存繁衍的必要条件,塔克拉玛干沙拐枣天然分布区的适宜地下水埋深应在1.5~2.5 m的范围内;塔克拉玛干沙拐枣也具有很强的盐碱耐受能力,在矿化度高达16 g·L-1的环境中依然能正常存活生长。     

塔里木河下游地下水位对植被的影响

对塔里木河下游断流河道2000~2002年9个地下水监测断面和18个植被样地的实地监测资料分析表明,地下水埋深对天然植被的组成、分布及长势有直接关系。地下水位的不断下降和土壤含水率大大丧失是引起塔里木河下游植被退化的主导因子。塔里木河下游的四次输水对其下游地下水位抬升起到了积极作用,河道附近地下水位呈逐级抬升过程,横向影响范围达1000 m左右,纵向上,表现为上段地下水抬升幅度较大 (达84%),下段抬升幅度较小 (6%)。随着地下水位的抬升,天然植被的响应范围由第一次输水后的200~250 m,扩展到第四次输水的800 m。     

地下水降深的未确知风险分析

地下水资源系统具有未确知性特征。在定义水文地质未确知参数的基础上,运用未确知数学理论建立了地下水位下降量预测的未确知数学模型。根据该模型不仅可以得到地下水位下降量的可能取值区间,也能够得到相应区间的主观可信度分布。通过将地下水位下降量超过某一给定限值定义为未确知事件,又建立了度量这一事件发生可能性的未确知可靠性计算模型。实例研究表明,所建模型对地下水降深风险的可靠性分析具有很好的适用性,研究成果有效地弥补了以往确定性模型的不足。     

汾河中下游地下水埋深变化及其控制因素分析

选取汾河中下游临汾盆地作为研究区,基于多年地下水埋深监测数据,对该地区地下水埋深时空变化规律及其控制因素进行系统分析,研究表明：① 研究区2007—2018年地下水埋深整体呈现增加趋势;各区域地下水埋深差别显著,空间上呈现东高西低的趋势,其中尧都、襄汾出现明显的超采现象。② 地下水埋深在2010年后波动较显著,各区县变幅明显高于2010年前的时段。③ 地下水埋深在年尺度上表现出从北向南逐渐增加的趋势,春季地下水埋深变化幅度最大且主要以地下水埋深降低为主;空间上,地下水埋深变浅区域主要集中在霍州、洪洞、曲沃南部和翼城北部,加深区域主要集中在襄汾、尧都西南部和侯马西北部少部分区域。④ 研究区地下水埋深变化对蒸发量较敏感,对降雨量和农村用水敏感较弱,人口对地下水埋深变化贡献率较大。