南水北调中线工程通水后郑州市地下水埋深变化研究

为了评价南水北调中线工程通水对郑州市地下水埋深的影响，采用地统计学方法和主成分分析法，分析南水北调中线工程通水后郑州市5个城区浅层和中深层地下水埋深时空变化及影响因素。结果表明：南水北调中线工程通水后，浅层地下水埋深空间相关性随时间呈减弱趋势，空间变异性主要受结构因素的影响；中深层地下水埋深的空间相关性随时间明显减弱，由强烈相关减弱为中等相关，且随时间推移，小尺度随机因素发挥的作用越来越大；2015—2019年，研究区地下水位有不同程度的回升，枯水期浅层地下水平均埋深减小0.63 m、丰水期减小2.37 m,地下水埋深为10～20 m的分区面积明显增大，地下水埋深大于40 m的分区面积明显减小；枯水期深层地下水平均埋深减小5.15 m、丰水期减小21.04 m,地下水埋深小于40 m的分区面积明显增大，地下水埋深为40～60 m的分区面积明显减小；影响浅层和中深层地下水埋深变化的因素为调水量、开采量、用水量和降水量，南水北调替代水源对研究区地下水位稳定恢复起到主导性作用。     

济南市区地下水埋深动态变化及其成因

应用统计学和水均衡原理对济南市区1997—2016年地下水水位实测数据进行分析,研究济南市区地下水埋深动态演变特征及其成因。结果表明：近20年来市区地下水埋深增大趋势得到明显遏制,目前地下水埋深呈稳健减小趋势,市区平均埋深减小2.527 m,多年平均减小速率为0.133 m/a,地下水埋深减小率空间变化特征表现为由东北向西南衰减,其中,历下区党家庄镇区域地下水埋深减小率最高达到0.667 m/a,长清区张夏镇区域地下水埋深增大率最低为0.115 m/a;地下水埋深与降水补给和人工开采直接相关,地下水埋深年内变化呈季节性波动,历下区位于地下水补给区,对补给或开采的响应程度表现最为敏感,而位于地下水排泄区的天桥区响应程度最为缓慢;在2003年采取大规模节水保泉措施后,地下水开采量减少约3亿m3/a,市区地下水蓄变量由2003年以前的负均衡(-2.7亿m3/a)转变至2003年以后的正均衡状态(0.8亿m3/a),行政干预措施效果明显。研究成果可为制定节水保泉方案措施提供科学依据和技术支撑。     

灰色关联分析在地下水动态分析中的应用

地下水系统是灰色系统，用灰色关联分析法，可以分析出地下水埋深变化受诸多因素影响时，各影响地下水埋深因素的主次关系，以便控制地下水位。结合实例说明分析方法以及这种方法的适用条件。并指出灰色关联分析的结果与定性分析是一致的。     

泾惠渠灌区地下水位埋深的动态特征及影响因素分析

地下水作为陕西泾惠渠灌区的重要水源,对其动态特征的研究在灌区水资源开发利用方面具有重要的指导意义。根据泾惠渠灌区1981-2010年的地下水位平均埋深资料,采用线性倾向估计法、累积距平法、Sen斜率估计法、Mann-Kendall趋势检验法对泾惠渠灌区地下水位埋深动态序列进行年际变化分析;采用滑动T检验法和双向回归突变分析法分析序列突变性;采用主成分分析法和灰色关联分析法确定影响灌区地下水埋深动态的主要因素。结果表明:灌区1981-2010年地下水位平均埋深基本呈增加趋势,突变点出现在1994年,1994年之前影响灌区地下水埋深动态的主要因素为蒸发量,1994年之后主要影响因素为蒸发量、地下水开采量和灌渠引水量。     

磴口县地下水埋深时空变化特征

选取荒漠绿洲区磴口县1988年-2013年17个观测站逐月水位埋深数据,运用kernel K-means及经验模态分解(EMD)方法,探索26年来研究区地下水埋深时空变化特征。结果表明:17个测站分为三个聚类中心,第一聚类中心包括6个测站,地下水平均埋深最大。第二聚类中心包括4个测站,地下水平均埋深次之。第三聚类中心包括7个测站,地下水平均埋深最小;26年来第一和第二聚类中心地下水埋深呈增大趋势,增大幅度分别为0.014 m、0.26m。第三聚类中心地下水埋深呈减小趋势,减小幅度为0.08m;三个聚类中心地下水埋深年内变化趋势基本相同。     

基于灰色残差模型的灌区地下水最小埋深预测

建立灰色GM(1,1)主模型,然后进行残差修正,从而形成灰色残差模型,并对宝鸡峡灌区周城—苏坊洼地地下水最小埋深进行了预测.结果表明:根据前12 a观测数据建立模型,预测的第13 a地下水最小埋深为3.64m,与实际值相比较,相对误差为4.21％;与单一采用灰色模型GM(1,1)相比,灰色残差模型克服了因数据序列不稳定而带来的误差,可提高灌区地下水最小埋深预测精度.     

玉米浅埋滴灌工程综合效益及对地下水位影响分析：以科尔沁区为例

内蒙古自治区通辽市科尔沁区近年来完成100万亩农田由传统地面灌(管灌)转为浅埋滴灌的高效节水工程建设和改造。本文根据该工程实施2年来的实地调研和2010—2019年地下水观测资料,以常规管灌为对照,采用层次分析法,从节水、经济和生态等方面对浅埋滴灌技术和高效节水工程进行综合效益评价,并对地下水埋深的变化情况及影响进行了分析。研究结果表明,2018年和2019年浅埋滴灌技术比管灌技术分别节水41.83%和37.66%,灌溉水生产率提高1倍以上,净收益增加51.96%和49.88%。地下水水位监测数据对比可知,地下水埋深下降速率由工程实施前0.36 m/a下降至0.24 m/a,浅埋滴灌工程实施能明显减缓地下水埋深下降速率。浅埋滴灌技术的综合效益均高于管灌,可在本地区或者相似区域推广应用。     

西安主城区地下水埋深空间变异性分析

运用地统计学方法,选取西安市主城区58口潜水观测井1984年、2000年和2010年地下水埋深资料,分析了地下水埋深的空间变异性和变化规律。结果表明,3个年份地下水埋深具有中等空间相关性,1984—2000年地下水埋深空间相关距离变短,地下水埋深的空间连续性较差,2010年空间相关距离增加,异性比从1984年的0.80减小到2000年的0.24,表明地下水埋深空间各向异性增强;2010年异性比增大到0.65,说明地下水埋深的空间分布各向异性减弱。Krig ing插值结果显示,研究区地下水埋深呈随地势高程而异的空间变化规律,增加幅度较大(0.30~0.61 m/a),空间变化明显,其变化主要受开采强度的影响。     

新疆玛纳斯河流域典型剖面地下水位动态分析

新疆玛纳斯河流域是水资源开发力度较大、经济发展水平较高的地区。对玛纳斯河流域13眼监测井组成典型剖面的2010年-2014年监测数据进行趋势性分析得出,整个监测剖面地下水位呈持续下降趋势,上部冲洪积平原单一潜水区地下水位下降速率为0.65~0.83m/a(平均0.74m/a);中部潜水溢出带地下水位下降速率为1.12m/a;冲积细土平原区上部、下部地下水位下降速率分别为0.59~3.07m/a(平均1.77m/a)和0.35~3.98m/a(平均2.41m/a);地下水位年下降速率由上游至下游呈增大趋势。在年内变化上,冲洪积平原单一潜水区埋深变化为"降-升-降";潜水溢出带及以北区域为"升-降-升"。地下水动态类型除上部冲洪积平原单一潜水区为入渗-径流型外,潜水溢出带至冲积细土平原区均为开采型。区域地下水位持续下降使现状地下水埋深(5.89~67.46m)远大于6.0m荒漠化临界埋深,生态环境面临恶化。通过对石河子市、玛纳斯县水资源利用分析得出,地下水位持续下降的因素是地下水超采、区域水资源高效利用使地下水补给量减小双重作用下形成的。提出必须科学规划用水,缩减灌溉面积和地下水开采量,开展生态补偿机制,使流域经济社会可持续发展。     

松辽平原浅层地下水降落漏斗演变及控制因素分析

通过收集分析松辽平原潜水埋深监测资料,选取典型潜水监测站,基于监测站2005—2015年历年水文要素数据,结合全国水资源公报,分析松辽平原2005、2015年潜水埋深演变特征并确定研究区浅层地下水变化的主要控制因素。研究表明:①松辽平原浅层地下水降深中心位于吉林省松原市前郭尔罗斯蒙古族自治县,埋深已达48 m,埋深大于10 m的区域面积占全区总面积的64.74%,与2005年相比,2015年埋深大于10 m的区域面积增加1.95万km~2;②通过对2005—2015年这11 a降水量和地下水开采量的变化分析,发现地下水位下降与人类开采地下水和降水量减少密切相关,通过采用灰色关联度计算分析可知人工开采是影响松辽平原潜水埋深变化的主导因子。     

基于相关分析法的滦河冲洪积扇浅层地下水埋深预测研究

根据研究区降水量和地下水埋深资料,分析降水量和地下水水位变幅的变化特征,用Excel软件绘制不同连续时段内的研究区平均降水量累计值与地下水水位变幅之间的相关图222张,选出两者相关程度高的趋势线,建立相关图模型,利用模型预测研究区每月26日平均地下水埋深,为地下水资源的合理开发利用和优化配置提供科学依据.     

近30年吐鲁番盆地地下水动态特征及影响因素分析

本文利用吐鲁番盆地1987—2017年降水数据,分析了近30年该地区降水年内、年际变化特征,并对降水的趋势性进行了分析。对吐鲁番盆地1988—2016年地下水位埋深数据进行了年内、年际变化特征分析,并运用克里金插值法进行空间插值,得出地下水位埋深分布及变幅。利用pearson相关分析方法分析了影响吐鲁番盆地地下水水位动态的因素。分析结果显示:近30年吐鲁番盆地多年平均降水量为16.5 mm,降水主要集中在6—8月(夏季),夏季降水总量占全年降水的50%以上;降水的年际变化没有明显的趋势性。地下水位埋深在空间上由南向北逐渐增大,南盆地地下水位埋深0～50 m,北盆地埋深在50 m以上。不同地貌区年内地下水位埋深变化呈现出不同形态,整个盆地范围内地下水位埋深逐年增大,近30年吐鲁番盆地地下水位埋深增加了5.5 m。降水和潜水蒸发与地下水位埋深不存在相关性,开采量是影响吐鲁番盆地地下水位埋深的主要因素。     

水源热泵影响下地下水温度主控因素关联度分析

为研究地下水源热泵长期影响下,地下水温度主控因素的变化特征,选择安阳市第五人民医院为研究区,将地下水温度作为典型的灰色系统进行研究,采用灰色关联度的计算方法进行地下水温度、地下水位埋深、气温、降水量以及回水井水温之间的关联度分析,获取地下水温变化的主控因素。研究结果表明:在不受水源热泵影响时,地下水位埋深是地下水温度的主控因素。在水源热泵影响下,地下水温受气温、降水量、地下水位埋深和回水井水温的共同影响:在垂向上,回水井水温对监测井水温的影响程度随着深度的增大而逐渐降低,地下水温度的主控因素由回水井水温转变为地下水位埋深,在水平方向上,回水井水温对监测井水温的影响程度随着距离的增大而逐渐减小,地下水温度的主控因素由回水井水温转变为气温和地下水位埋深。     

银川平原地下水位对黄河流域水量统一调度的时空响应分析

引黄水量是银川平原地下水的重要补给来源,为了分析银川平原地下水位对黄河水量统一调度的响应,采用趋势分析、R/S分析及Arc GIS地理空间分析等方法,解析1995-2019年银川平原地下水埋深的时空变化特征,并以黄河水量统一调度后的引黄水量变化为主,对影响地下水位变化的主要影响因素进行了甄别。结果表明:银川平原地下水埋深在2001-2019年呈现明显的增加趋势,由2001年的1.4 m增加到2019年的2.3 m;采用R/S分析法计算地下水埋深月平均值时间序列的Hurst指数为0.78,表明地下水埋深动态序列具有持续性;空间上以银川市和石嘴山市为中心,地下水埋深不断增大,其中又以银川市地下水埋深增加幅度最大; 2001-2019年的地下水年均埋深与引黄水量间呈显著相关,引黄水量的减少是导致地下水埋深增加的主要原因。研究厘清了银川平原地下水埋深与引黄水量间的关系,为践行黄河流域生态保护与高质量发展提供科学依据。     

滹沱河流域平原区地下水流场异常变化与原因

应用数理统计相关分析方法,对过去50年滹沱河流域平原区地下水流场演变特征及其与降水量和开采量之间关系的研究表明,常年性地下水位降落漏斗是地下水流场发生异变的标志性特征.在气候不断旱化背景下,地下水开采量和开采强度的不断增大导致该平原区地下水系统从1971年以前的补给-开采的自然均衡状态,经过1971-1979年期间补给-开采基本均衡状态,至1980年之后演变为严重超采状态.同天然状态下地下水流场相比,漏斗区地下水流方向与区域流场明显不一致,某些地段甚至逆向流动.关联分析结果表明,开采量是滹沱河流域平原区地下水流场异变的主导因素,降水量变化是重要影响因素.降水量增减通过影响地下水开采量大小和补给量多少的变化,对地下水流场产生不同的影响.减少开采量或降水量连年显著增大,区内地下水流场异变才能够产生根本性转变.因此,适时调控开采量.使其与气候变化规律相一致,有利于遏制该区地下水流场异变态势.     

基于GIS的昌平区地下水位现状分析

随着北京市昌平区社会和经济的发展,地下水的需求量日益增加,过量开采导致地下水位持续下降.在对北京市昌平区水文地质条件分析基础上,基于GIS技术分析了地下水位的年内变化、年际变化以及地下水位动态的空间分布特征和变化规律.结果表明昌平区地下水2001-2011年,年内变化较大,总体上与多年年内变化一致;年际变化较大,呈不断增加的趋势.昌平区2011年的平原区松散孔隙浅层地下水位埋深最大为89.8 m,最小为2.0 m左右;与2001年相比水位埋深普遍增大,平均地下水位埋深较2001年增加了12.55 m,降深最高达到22.0 m,年均降速为1.1 m.平原区中部和东部开采强度大,地下水位降深较大,而山区以及山前平原一带开采力度小,水位降深不大,部分地区有回升趋势.     

变化环境下地下水埋深动态特征及驱动因素分析

随全球气候变化和人类活动加剧,地下水循环系统发生着深刻的演变,研究变化环境下地下水埋深动态特征具有重要意义。从变化环境与地下水循环系统相互作用关系出发,利用乾安县2000—2015年地下水监测井水位埋深数据、气温、降水量、蒸发量及人工开采量、土地利用等资料,通过Mann-Kendall趋势检验、灰色关联度分析及衬度系数方差分析得出变化环境下研究区地下水动态特征:气候变化和人类活动是影响地下水埋深的主要因素; 16年来,研究区承压水位埋深显著增大,潜水埋深变化不显著;气候变化和人类活动分别是研究区潜水和承压水水位埋深动态的主要外在驱动因素,含水层自身厚度是控制承压水位埋深动态响应程度的内在因素,同时提出变化环境下干旱半干旱平原区地下水埋深响应机制。     

宁夏平罗县井渠结合灌区地下水盐运移规律研究

以综合治理井渠结合灌区土壤盐碱化为目标,针对宁夏平罗县井渠结合灌区下游灌水难、排水难和盐碱化严重等问题,采用渠灌井排、井沟联合使用等措施,对作物进行适量和适时灌溉,充分利用地下水资源,并监测井渠结合灌溉条件下田间土壤含盐量、地下水矿化度和水位埋深的变化情况,分析地下水埋深和矿化度对土壤含盐量的影响。结果表明:井渠结合灌溉对降低地下水位效果显著。以黄河水为主要灌溉水源的宁夏银北自流灌区,地下水矿化度变化幅度较小;灌溉后的土壤表层含盐量骤降,0~40 cm土层的盐分变化较大;土壤盐分与地下水矿化度具有较强的线性正相关性,与地下水埋深呈负相关。研究成果对干旱半干旱区灌区水资源优化配置、盐碱地改良具有参考价值。