海河流域平原深层地下水补给特征及其可利用性

针对海河流域平原区的第四系深层地下水可利用性问题，分析了深层地下水资源有限性的特点，其补给资源只是浅层地下水的0.07倍，弹性储量资源也只是浅层地下水储量资源的0.10倍，表现出类似石油和天然气的非再生特征，从其补给模式和^14C年龄分布特点论证了深层地下水资源有限和非再生的自然属性，同时通过论述该区深层地下水开发利用现状和国外发达国家的情况，阐明了深层地下水资源的社会人文属性和时代特征，提出了深层地下水作为一种具有非再生性特征的资源，其在人类社会文明与经济发展历史进程中，从“生存的原始性利用”协调发展的文明利用，必然要经历“初始高速发展的资源掠夺性利用”和“理性发展的反思性利用”两个阶段，上述两个阶段是深层地下水发挥其“资源”历史作用的重要时期的观点，提出了有序、适度、阶段性利用海河流域深层地下水资源的战略和可利用指标与合理利用方案，强调过度开采和全面禁用深层地下水都是不正确的观点。     

海河流域中东部平原区深层地下水补给与释水机制探讨——兼谈深层地下水资源可利用性

通过对近30年以来海河流域中东部平原区深层地下水实际开发利用状况的分析,阐明了深层地下水资源实际利用的特殊性;从深层地下水的自然属性出发,通过对深层地下水补给与释水机制及其开采过程中激发释水效应的剖析,揭示了深层地下水自然释水和开采条件下释水的规律,提出了便于实际应用的广义“深层地下水释水”理念。在此基础上,论证了深层地下水储量资源的可利用性。     

控制地面沉降条件下天津深层地下水资源持续利用

天津平原大强度开采深层地下水引发严重的地面沉降.根据地下水位和地面沉降监测结果分析,第四系中更新统和下更新统是深层地下水持续利用的最佳层位.当水位埋深控制在35～40m,引发的地面沉降量小于10mrrda,深层地下水开采资源为26 755×104m3/a,平均资源模数为2.90×104m3/(a·km2).与1991-2000年平均开采量相比,资源量减少了43.1%,而地面沉降量可以减少68.3%.长期大强度开采深层地下水提高了粘性土的固结程度.保持历史开采层位,稳定开采量,使水位稳定在地面沉降临界水位附近,是深层地下水资源持续利用,控制地面沉降的有效措施.     

河北平原深层地下水若干问题的讨论

针对当前河北平原深层地下水开采资源评价、开发与管理中普遍关注的若干问题（深层地下水开采资源的构成、深层水开发利用的环境约束条件、深层水的循环特征、深层水的越流模式及深层水的可恢复性）进行了较深入讨论，并提出了在2010年南水北调来水前深层水的开发方案，供有关部门参考。     

运城盆地中深层地下水分析研究

运城盆地中深层地下水是当地工农业及城乡人民生活最主要的供水水源,多年来由于不合理的开采已形成了千余平方公里的下降漏斗,通过对多年地下水动态资料的分析研究,确定了运城盆地中深层地下水的可开采资源量,为合理开发利用地下水资源提供了科学依据。     

焦作市中深层地下水资源开发利用现状及可持续利用发展

分析了焦作市中深层地下水资源开发利用现状及开发利用中存在的问题,进行了中深层地下水的开发利用区划,中深层地下水资源潜力分析和开发利用规划,提出加强地下水资源管理、法律法规的宣传,加强地下水中深层监测工作等七个方面的中深层地下水的保护对策。     

天津平原地面沉降条件下的深层地下水资源组成

根据天津平原地面沉降监测结果,采用水量均衡法,计算出深层地下水开采量中,浅层地下水越流补给量占38.2%,粘土性压密释水量占41.3%,弹性释水量占 5.6%,侧向流入量占14.9%.在控制地面沉降的条件下,深层地下水持续利用的对策是调整开采三维布局,适度开发利用浅层地下水对深层地下水的越流补给.     

深层地下水人工补给研究分析

随着社会经济的飞速发展和城市规模的不断扩大,西安市需水量迅猛增长,导致了地下水严重超采,地下水位持续下降,引发了一系列的环境地质问题.本文对西安市的水文地质条件,设计出对深层承压含水层进行人工补给的方案,并通过实验室模拟,进行了可行性论证,提出了对地下水资源进行调节和防止含水层枯竭的的技术措施.     

沧州区域深层地下水水质现状初步分析

沧州地处河北省东部,地表水资源比较匮乏,近几年降水量偏少,进入境内的河道径流逐年减少且污染严重。为支撑沧州经济的发展和生活的需要,只能开采深层地下水,尤其以开采深层地下水第III含水组为主。究竞沧州深层地下水的质量如何,成为各级领导和群众关注的焦点,根据近年来的实测资料,对第III含水组水质进行了系统分析,基本摸清了第III含水组地下水水质现状,更有利于对地下水的开发利用与保护。     

关于河北平原区深层地下水资源属性的探讨

以河北平原为例,采用同位素、地下水资源评价和地下水水位动态3种思路分析了深层地下水资源属性。根据实测地面沉降量反求深层地下水储存资源量的构成,确定了在以往的深层地下水资源计算时储存资源量少计算了32.77%,弹性释放系数比以往的数据大;根据深层地下水动态特征,分析认为深层地下水资源在同一水文年内可以得到部分恢复,在深层地下水降落漏斗区地下水循环速率将加大,并根据沉积学的观点,认为河北平原含水层在各期古河道带交叉重叠部位或在重叠部位附近可能是连通的,浅层地下水可以沿着各期古河道带沉积的砂性土构成的含水层向下补给深层地下水,其补给量远大于通过巨厚的黏性土层向深层地下水的越流补给。     

Hydrogeological analysis and salvage of a deep coalmine after a groundwater inrush

This paper presents a case history of the permanent salvage of the Sanhejian Coalmine in China after a sudden groundwater inrush, which includes emergency responses, hydrogeological analyses, and design and performance of bulkheads. The inrush accident occurred in October 2002 in the mined-out area with a high water pressure of 7.6 MPa and a high water temperature of 51°C. The emergency response quickly followed up to provide the time required to perform a detailed hydrogeological analysis to identify the source and pathway of groundwater. The Sanhejian Coalmine is geologically located in the Tengxian anticline hydrogeological setting. The Sunshidian fault, the northern boundary of the mine, was assumed impermeable in the original hydrogeological report. After the accident and hydrogeological analysis, this assessment was revised and the fault was considered to be permeable. The Sunshidian fault connects the strata in the mine and the excellent water-productive Middle Ordovician Majiagou Formation in the core of the Tengxian anticline. It was concluded that the water inrush was from the underlying Ordovician karst aquifer and the pathway was a hidden tectonic structure in the strata overlying the aquifer. This assessment served as the guideline for salvaging the mine in this project. After a detailed technical and economic analysis, a concrete bulkhead design was selected from several alternatives including dewatering and surface grouting. The performance of the bulkheads has been sufficient for the last 6 years since their construction. This case history shows that the hydrogeological analysis plays an essential role in successfully salvaging the coalmine from the water inrush by identifying the source and pathway of groundwater.     

钱营孜煤矿深部地下水水化学特征及来源解析

我国浅部煤炭资源已逐渐枯竭,在煤炭进入深部开采的条件下,来自煤层底板高承压灰岩水的威胁也越来越大,深入理解矿区含水层中水化学组成控制机制是针对性地开展水害防治工作的重要科学前提。为了查明安徽钱营孜煤矿深部地下水中常规离子的定性与定量来源,通过多种数理统计方法(包括相关性分析和R型聚类分析)、离子比值法和Unmix模型对22个灰岩水中常规离子浓度进行了分析。结果表明,地下水呈中至弱碱性,溶解性总固体(TDS)变化范围为1 945~5 292 mg/L,阳离子平均质量浓度由大到小排序为:Na+ (718 mg/L)、Ca2+ (270 mg/L)、Mg2+ (153 mg/L),阴离子平均质量浓度由大到小排序为:SO₄ 2? (2 305 mg/L)、HCO₃ ? (239 mg/L)、Cl? (186 mg/L),95%样品的水化学类型为SO₄-Na型。相关性分析、聚类分析和离子比值分析表明,含水层中水化学组成控制因素主要为硫酸盐和碳酸盐矿物的溶解(源1)以及盐岩的溶解和硅酸盐矿物的风化(源2)。Unmix模型显示源1和源2对地下水中常规离子浓度的平均贡献率分别为56%和44%,其中,源1对Ca2+、Mg2+、Na+和SO₄ 2?浓度贡献率依次为73%、68%、63%和73%,源2对Cl?和HCO₃ ?浓度的贡献率分别为75%和66%。研究成果可为相似条件煤矿突水水源的精准识别提供理论支持。      

丰沛平原区地下水开采利用现状及潜在水源地分析

通过总结丰沛平原区水文地质条件和特征,对该区地下水开采利用现状及潜在水源地进行分析,计算了华栖隆起区岩溶水可利用资源量,探讨裂隙岩溶水利用的可行性。研究表明: 丰沛平原区地下水主采层位为中上更新统孔隙含水层和新近系—下更新统孔隙含水层,已形成丰县城关—孙楼—常店和沛县—龙固2个大型超采漏斗区,总面积超过750 km²,引发了大面积地面沉降; 华栖隆起区为裂隙岩溶水的富水地段,总可采资源量为667.51万m³/a,可作为潜在水源地进一步开展地下水勘查评价工作; 裂隙岩溶水过量开采可能引发地面沉降、岩溶地面塌陷等地质灾害,后期应对裂隙岩溶水开采情况进行长期监测,合理开发利用水资源。华栖隆起区岩溶水距离城区近,水量大,水质好,开发难度小,具有可观的经济价值。     

丰沛平原区地下水开采利用现状及潜在水源地分析

通过总结丰沛平原区水文地质条件和特征,对该区地下水开采利用现状及潜在水源地进行分析,计算了华栖隆起区岩溶水可利用资源量,探讨裂隙岩溶水利用的可行性.研究表明:丰沛平原区地下水主采层位为中上更新统孔隙含水层和新近系—下更新统孔隙含水层,已形成丰县城关—孙楼—常店和沛县—龙固2个大型超采漏斗区,总面积超过750 km2,引发了大面积地面沉降;华栖隆起区为裂隙岩溶水的富水地段,总可采资源量为667.51万m3/a,可作为潜在水源地进一步开展地下水勘查评价工作;裂隙岩溶水过量开采可能引发地面沉降、岩溶地面塌陷等地质灾害,后期应对裂隙岩溶水开采情况进行长期监测,合理开发利用水资源.华栖隆起区岩溶水距离城区近,水量大,水质好,开发难度小,具有可观的经济价值.     

Maya utilization of karst groundwater resources

Much of the Maya civilization in pre-Columbian Meso-America was established on karst terrain that included parts of what are now Belize, Guatemala, northern Honduras and southern Mexico. By definition, little surface water exists in karst, so for the Maya to flourish on that terrain they had to effectively and efficiently utilize all their water resources. Access to groundwater was by means of springs and caves. Maya life, urban and rural, lay and elite, religious and secular was often a function of groundwater exploitation and surface water development. The Maya's use of groundwater was predominantly to supplement enhanced surface water supplies and was used more often in semiarid zones than in humid zones. The pattern of Maya settlements, especially in the semiarid zones, occurred in areas with greater access to the groundwater. Maya groundwater retrieval methods were primitive, inefficient, labor intensive, and uninnovative, as compared to their other technologic achievements. Groundwater contamination, from human effluent, could have resulted in widespread disease and contributed to the Maya's downfall.     

An expert system for selection of retaining walls and groundwater controls in deep excavation

A rule-based expert system has been built for selection of both retaining wall types and groundwater control methods in deep excavations in Wuhan city. For this expert system, a new type of generation rule is developed in which one condition is able to be defined with a “third state” that not only contributes directly to reaching the conclusion in a rule, but also factors into calculating the reliability of the conclusion. The traditional backward chaining technique has been improved to accommodate the change of a rule type and a fuzzy backward chaining method IRO has been established to increase reasoning flexibility. Using IRO as a fundamental element, it is convenient to form a complicated reasoning network in the inference engine. Finally, two knowledge bases are built from more than 100 case histories and other resources, and the new expert system proves to be effective in case studies.     

运城盆地地下水同位素年龄特征及其演化过程和可持续利用

通过分析运城盆地地下水的碳同位素组成,结合水化学特征,揭示了盆地深层承压地下水的补给期为22～3 ka BP （现代碳百分比(a¹⁴C) 6~38 pmC）。浅层地下水（71~89 pmC）由现代水或现代水和老水混合组成。深层地下水氢氧同位素组成特征（δ¹⁸O~-10‰; δ²H~-70‰）表明地下老水在气候较冷的环境下受到补给,而浅层地下水的氢氧同位素组成（δ¹⁸O~-8‰; δ²H～-51‰）特征与现代西安降水组成相似。浅层地下水NO^-₃平均含量（31mg/L）比深层地下水（1.8 mg/L）高,硝酸盐的δ¹⁵N－δ¹⁸O_NO3 组成 (0‰～5‰）揭示了硝酸盐的主要来源为综合肥料。此外,浅层地下水的TDS由于蒸散发、矿物溶解,可达8.5 g/L（平均2.0 g/L）,深层地下老水TDS可达1.8 g/L（平均1.1g/L）水质相对较好。研究区目前主要开采深层地下水,受断裂带影响,浅层地下水已经侵入中深层地下水并与之发生混合,严重影响了中深层地下水的水质。如果发生大规模的浅层地下水与中深层地下水混合,会造成中深层地下老水的NO^-₃、TDS等含量越来越高。     

一种改进的地下水模型结构不确定性分析方法

高斯过程回归（GPR）是一种基于贝叶斯理论的监督学习算法,在基于数据驱动（DDM）的模型结构不确定性分析中具有广泛应用。目前研究中通常假设物理参数和超参独立并进行联立识别,这会导致参数补偿。文章提出两步识别DDM量化模型结构误差,并通过2个地下水模型案例,分别在不考虑模型结构误差、考虑模型结构误差（联立识别DDM、两步识别DDM）的情况下,对比分析了参数识别和模型预测结果。结果表明,不考虑模型结构误差直接进行参数识别时,为补偿结构误差,物理参数会过度拟合,从而影响模型预测效果。基于DDM刻画模型结构偏差时,物理参数和超参的独立性假设会影响参数识别结果。提出的两步识别DDM法没有假设物理参数和超参独立,能够减少参数过度拟合效应,从而更准确刻画结构误差,有效提高了模型的预测性能。     

焦作市地下水资源保护与利用研究

焦作市是以地下水作为供水水源的城市。近年来, 由于降雨量的减小、河流流量减小或断流、地下水开采量的增大和地下水污染等原因, 造成了地下水位逐渐下降, 地下水资源减少。本文在阐明影响地下水资源因素的基础上, 提出了地下水资源保护与利用的对策, 即: 防治水污染, 污水资源化; 排水、供水、环保结合的优化管理; 加强水资源价费改革; 节约用水。     

Methodology of assessing endogenous component deep groundwater

This paper discusses the problems of separating the endogenous components of deep groundwater. We suggest utilizing the boron/bromine ratio for determining the endogenous components in groundwater from the lower levels of the sedimentary cover. This paper suggests methods for calculating the boron/bromine and boron/chlorine ratios for brines in ancient platforms, and thermal water in tectonically active regions and in regions of present active volcanism.