基于小波分析与Mann-Kendall法的岩溶大泉动态研究

研究地下水动态是认识地下水资源的有效手段。根据1956－2013年济南岩溶泉域大气降水及地下水水位动态监测资料,采用小波分析法、Mann-Kendall趋势检验、突变检验法研究了58个水文年泉水位对大气降水的响应,可以看出:（1）大气降水和泉水位呈现出多尺度的变化特征,长时间尺度上两者的变化周期基本相同,变化周期为16年和12年,说明大气降水对泉水位有直接影响;（2）在1956—2013年,济南泉域地下水水位具有0.65 m·（10a）-1的年际显著下降趋势,但降水具有12.65 mm·（10a）-1的不显著上升趋势,说明在人为因素影响下泉水动态的影响因素的权重发生了变化;（3）大气降水在1999年发生突变,1999年之后年降水为增加趋势;而地下水水位突变年份为1967年,1967年以后水位持续降低,2004年以后水位快速上升,泉水位未来趋势应与降水保持一致,呈上升趋势,说明大气降水并非泉水动态的唯一影响因素;（4）通过建立不同时段的多元回归模型,表明近58年来地下水水位的主要影响因素由大气降水到人工开采之间的转换,同时验证了小波分析和Mann-Kendall法研究地下水动态的适宜性和可靠性,也为济南市的保泉提供了参考依据。      

济南泉域岩溶地下水三维等参有限元数值模拟

基于济南泉群研究区域岩溶水贮存和运动特征,建立了三维有限元数学模型,并利用等参有限元方法求解,再根据2001年、2002年的水文资料,识别模型参数,进一步对济南泉域内岩溶地下水的开采方案进行评价,探讨了济南市“保泉”与“供水”的可行性,为科学管理济南市泉群区域内地下水资源提供依据。      

1856年重庆小南海地震地质灾害成因探讨

基于课题调查研究,解析历史地震记载和小南海地震遗址的现存形迹,梳理前人的认识,推算重力崩塌的势能及其相当的地震震级,探讨几种可能的地震地质灾害成因,同时也提出其他可能的诱发因素,认为小南海地震地质灾害可能是多次构造地震叠加的结果,也可能是纯粹的山体自然坍塌形成的塌陷型地震,而彻底揭开小南海地震地质灾害谜团还需人类科研实践的进一步发展,也需要更广泛学科的共同探讨。     

济南泉域地下水位动态及其对降水响应的交叉小波分析

利用1988—2009年济南泉域8个地下水位动态观测点不同时段观测资料及1998—2009年降水数据,采用连续小波变换、交叉小波变换方法对济南泉域地下水位动态的多时间尺度特征、相互关系及其对降水的响应进行了分析。结果表明:①济南泉域地下水位动态存在显著的0.82～1.16 a的主振荡周期,低频部分仅在部分年份存在1.95～3.09 a的振荡周期;②含水岩组富水性对地下水位动态存在影响,研究区主径流方向上弱富水性地段地下水位动态时滞较强富水性地段长,强富水性地段4个观测孔地下水位波动时序基本一致;③地下水位动态对降水的响应滞后明显,为73.06～134.42 d,总体表现为地下水径流路径越长,响应越滞后;④基于地下水位动态与基于降水—地下水位动态交叉小波变换得到的观测点对水位动态的滞后时间多数一致,同一径流路径上局部点对滞后时间之和与全局点对有很好的对应关系。交叉小波分析可定量评价泉域地下水位动态及其与降水的相关关系。     

济南泉域排泄区岩溶地下水水化学特征

文章通过分析研究济南泉域排泄区地下水水化学成分特征及形成过程,结合岩溶地下水的补径排条件,揭示了不同位置、不同深度循环的水质存在差异的原因。为保护泉水、优化泉域内地下水的开采方案提供了依据。     

重庆小南海滑坡原始地形恢复及滑坡体体积计算

重庆黔江小南海崩塌滑坡发生于1856年,属于历史地震诱发滑坡。由于无法获取震前的遥感影像及DEM数据,只能依据相邻地区地貌类比、数值模拟等推测滑坡发生前的原始地貌形态。文中通过野外实地调查和无人机航拍、水域密集人工测深等方法获取了小南海崩塌滑坡体及相邻地区的高精度DOM影像(数字正射影像图)和DEM数据。选取相邻地区未发生崩塌滑坡的2类地貌形态作为参考,利用MATLAB软件进行高程曲面拟合,对崩塌滑坡的原始形态进行恢复;采用Geostudio软件判断在地震动作用下2类山体原始形态的边坡稳定性,推测崩塌滑坡前山体的原始形态为高耸陡立、坡度为70°～80°的陡坡;并收集整理小南海堰塞坝2条测线、11个钻孔的钻井资料,通过钻井资料显示的谷底地形对恢复的河谷原始地形的可信度进行验证。最后,对拟合恢复的小南海山体原始DEM数据与滑坡后当前DEM数据进行填挖方计算,以估算崩塌滑坡体的体积,并对分析结果进行探讨,最终认为挖方计算的结果较为可信,滑坡体的体积为4. 3×107m3。     

泰安上泉泉域边界特征与泉水保护

泰安市西南25km处的大汶口盆地东部出露泰山南麓最大的上泉岩溶泉群。上泉泉域边界清晰,受断裂构造、地层岩性控制。泉域东部云亭山、南山一带丘陵区寒武-奥陶纪碳酸盐岩夹碎屑岩裸露地表,接受大气降水直接入渗补给,西部山前倾斜平原地带浅覆盖或半裸露,除接受大气降水下渗补给外,还接受南留河渗漏和胜利水库季节性放水农灌回渗水补给,地下水动态受补给作用影响明显。泉域多年平均大气降水补给资源量约190万m~3,南留河渗漏补给资源量约259万m~3,农灌回渗水补给资源量约52万m~3,合计约501万m~3,扣除上泉泉群排泄量34万m~3,工农业和生活用水开采量约222万m~3,剩余约245万m~3在向泉域下游径流中逐渐向上顶托越流排泄于第四系松散岩类孔隙含水层中。为保护上泉泉群景观资源,本着"先看后用"的原则,应禁止在泉群上游增采岩溶地下水,可在泉群下游隐伏寒武纪炒米店组灰岩、张夏组灰岩分布区适当布井,夺取部分径流排泄资源量对泉群喷涌不会产生大的影响。     

济南泉域岩溶水系统水化学演化及成因分析

济南泉域岩溶水是济南市工农业生产和城乡生活的重要供水水源。随着经济社会发展和城市化进程加速,济南泉域水环境发生了较大变化,水质逐年变差,查明其水质演化特征和影响因素,对泉域岩溶水资源开发利用和保护具有十分重要的意义。本研究在分析泉域地下水和地表水主要离子化学特征和时空变化的基础上,综合采用相关分析、Piper三线图、Gibbs模型、离子比例关系等水化学方法和¹⁵N(NO₃^-)、¹⁸O(NO₃^-)双同位素方法,识别水体中主要离子成因。结果表明,研究区内主要阴、阳离子浓度从大到小依次为HCO₃^->SO₄^2->Cl^->NO₃-N(硝酸盐含量以N计)、Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺。受碳酸盐岩控制,丰水期和枯水...     

济南泉域岩溶裂隙介质的多重指示克里格法研究

本文选择研究程度较高,具有代表性的山东济南泉域的含水岩溶裂隙介质,运用多重指示克里格方法研究岩溶裂隙介质的空隙连通性能,并预测岩溶裂隙密集带和强径流带的位置。研究表明,多重指示克里格方法能够通过不同边界域值的设定,有效地克服由于非平稳区域化变量产生的参数"漂移",取得较理想的模拟预测效果。