海啸波近岸共振响应的数值模拟及分析

应用有限差分方法求解非线性浅水长波方程,建立了海啸波产生和传播的二维数值模型;对太平洋地震引起的夏威夷群岛海啸波进行模拟,并将模拟结果和测站实测值进行比较,验证了模型的正确性。利用快速傅里叶变换对数值模拟结果进行谱分析,得到整个计算区域的能量谱分布,并给出了发生能量聚集的位置及相应的谱峰周期。讨论了海啸波传播到近岸时可能产生的共振响应现象,发现海啸波和近岸的共振响应不仅与近岸复杂地形有关,还与海啸波传播到近岸时的波浪入射方向有关。     

The spatial and temporal variability of groundwater recharge in a forested basin in northern Wisconsin

Recharge varies spatially and temporally as it depends on a wide variety of factors (e.g. vegetation, precipitation, climate, topography, geology, and soil type), making it one of the most difficult, complex, and uncertain hydrologic parameters to quantify. Despite its inherent variability, groundwater modellers, planners, and policy makers often ignore recharge variability and assume a single average recharge value for an entire watershed. Relatively few attempts have been made to quantify or incorporate spatial and temporal recharge variability into water resource planning or groundwater modelling efforts. In this study, a simple, daily soil–water balance model was developed and used to estimate the spatial and temporal distribution of groundwater recharge of the Trout Lake basin of northern Wisconsin for 1996–2000 as a means to quantify recharge variability. For the 5 years of study, annual recharge varied spatially by as much as 18 cm across the basin; vegetation was the predominant control on this variability. Recharge also varied temporally with a threefold annual difference over the 5‐year period. Intra‐annually, recharge was limited to a few isolated events each year and exhibited a distinct seasonal pattern. The results suggest that ignoring recharge variability may not only be inappropriate, but also, depending on the application, may invalidate model results and predictions for regional and local water budget calculations, water resource management, nutrient cycling, and contaminant transport studies. Recharge is spatially and temporally variable, and should be modelled as such. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

中国地下水数值模拟的现状与展望

回顾了中国地下水数值模拟的发展历程,指出了当前地下水模拟研究领域中存在的问题：基础理论的实验研究重视不够;过多依赖模拟技术,盲目追求软件的版本和模拟结果的可视化程度;轻视水文地质问题和条件的研究;以致于取得的成果跟踪性的占多数,原始创新的很少等。因此作出地下水数值模拟的展望,并指出该领域今后十（2011~2020 年）优先发展的8 个研究方向。     

改进的模拟退火遗传算法在地下水管理中的应用

对于高度非线性、非凸的地下水管理模型,传统优化方法难以找到全局最优解。本文采用模拟退火遗传算法求解地下水管理模型,并从三个方面对算法进行改进:引入小生境技术,采用自适应交叉和变异概率,在选择过程中采用最优保存策略,从而提高算法的全局寻优能力和收敛速度。采用惩罚函数法处理约束条件。用Fortran 90语言编制了计算程序,并通过Schaffer测试函数验证了该算法不仅具有强大的全局寻优能力和局部搜索能力,而且具有较快的收敛速度和较高的优化精度。将该算法应用到某研究区地下水管理中,取得了较好的效果。     

西南岩溶地区找水的地球物理方法探讨

总结了目前国内主要的物探找水技术方法,分析了各种方法的优缺点及其适应范围。以云南个旧市的找水成果作为典型案例,重点介绍了EH4电磁成像找水方法的技术特点、在岩溶区找水的可行性分析、数据处理和成果解释过程,最后推断出可能存在地下水的位置,并布设井位用于指导施工。后期追踪调查表明,勘察区已成功打出地下水,证明了使用EH4电磁成像技术在岩溶区找水的可行性。     

某农药厂场地土壤地下水污染修复指导值探讨

参考加拿大Alberta SGRG层次性分析模式,选择其中Tier 1、Tier 2两层次进行分析,结合适合我国的参数计算出了某农药厂土壤地下水中的有机污染物1,2-二氯乙烷、1,2-二氯丙烷修复值,得到了通用的Tier 1修复指导值分别为:渗坑土壤中1,2-二氯乙烷6.2μg/kg,1,2-二氯丙烷67μg/kg;场地地下水中1,2-二氯乙烷、1,2-二氯丙烷均为5μg/L。在此基础上,结合实地调查获取场地参数,利用Tier 2评价对指导值进行修正,确定了场地最终修复目标值:渗坑土壤中1,2-二氯乙烷为11μg/kg,1,2-二氯丙烷为45μg/kg;地下水中1,2-二氯乙烷、1,2-二氯丙烷仍为5μg/L。各途径修复值的改变较符合层次性评价的理论,即Tier 2修复值较Tier 1宽松;但1,2-二氯丙烷的保护DUA途径修复值较Tier 1更加严格,这是由于场地特定条件造成的。     

油田区地下水系统特殊防污性能评价

针对中国典型油田区的水文地质条件、主要石油类污染物性质,对地下水防污性能评价模型DRASTIC进行了改进,建立了油田区地下水系统特殊防污性能评价模型——DORKI。在该模型中选取DRASTIC模型中的地下水埋深、净补给量、包气带介质3个评价因子,增加了土壤有机质含量和有机碳-水分配系数Koc2个评价因子。根据相关资料确定了新增评价因子的评分并通过层次分析法中的九标度法确定了5个评价因子的权重。最后结合某油田区的情况,对DORKI进行实例应用和分析,结果表明,DORKI模型能够较为准确地用于原油组分对油田区地下水的污染风险评价。     

地下水硝酸盐污染的同位素研究进展

土壤原生氮、无机化肥和动物粪便等氮源中15N富集程度存在差异,使得利用稳定同位素N(δ15N/14N)能有效识别地下水中NO3-的来源。但N不是一个稳定的示踪剂,地下水中NO3-的δ15N是N源的初始δ15N值、后期进入含水层的迁移路径中和地下水流运动途径中不同形态的N之间相互转化过程,如矿化、吸附、硝化和反硝化作用,发生的同位素分馏作用后的综合反映。利用地下水中NO3-的δ15N确定其来源必须首先确定分馏作用是否发生及其反应程度。本文重点探讨了判断分馏作用是否发生及其反应程度的方法,总结了N同位素判别地下水NO3-污染源方法的发展历程,并指出未来研究工作应该以硝酸盐在包气带中的迁移转化规律为重点。     

“三滩”傍河水源地地下水水位降落漏斗区水质演化

本文在1987～2006年兰州断陷盆地典型水源地地下水环境监测资料基础上,通过2007年10月环境地质补充调查采集地下水样品11组、地表水1组,综合分析了断陷盆地地下水集中开采区浅层地下水水化学特征及时空分布规律,以及黄河条带状为补给区的地下水与开采降落漏斗的水质演变关系。根据多年开采过程中地下水水化学成分的变化及影响因素,阐明了水化学组分与地下水位的密切关系;利用开采量水质时空变化对比资料,得出地下水位下降排泄区与傍河区地下水存在的水力联系。依据本次环境地质调查结果和水样实测数据,进一步论证了傍河区地下水受黄河激发补给因素控制的结论。     

安徽淮北平原浅层地下水水质特征分析

以安徽淮北平原浅层地下水中的水质状况为研究对象,有针对性地采集了浅层地下水水样151个,应用多种方法测试了26种水样指标。综合分析结果表明:安徽淮北平原浅层地下水色度、浊度超标率小于10%;pH均值为7.6,为中性偏碱性水;HCO3—Na.Ca、HCO3—Na、SO4—Na、HCO3.SO4—Na.Mg等4种水化学类型占62.9%;硬度和TDS均值分别为481mg/L,641mg/L;Fe、Mn超标率分别为50.8%,46.9%;F-均值为1.4mg/L,低洼地势含氟矿物的溶解是导致F-局部偏高的主要原因,最高可达4.1mg/L;CODMn变化范围为1.0～3.5mg/L,有机污染程度低;三氮浓度随深度的增加而减少,农药化肥的过量使用是导致NO3--N和NH4+-N超标的主要原因,NO2--N超标19.1%,且与Fe2+浓度呈正相关关系(相关系数为0.933)。主成分分析发现,地下水的交换吸附作用、溶滤作用,原始沉积环境以及农业生产活动是影响其水质的主要因素。