灌溉变化对华北平原地下水可持续利用的影响

针对华北平原地下水可持续利用问题,利用校准好的分布式水文MIKE SHE模型,考虑灌溉变化对地下水利用的影响,设定3种情景（现状保持型情景MS1、灌溉水量改变情景MS2和灌溉频率改变情景MS3）对华北平原未来20 a地下水利用进行预测。结果表明：(1)3种情景下华北平原未来20 a地下水水位均呈下降趋势,MS1、MS2和MS3下地下水水位年均降幅分别为0.335～1.648、0.298～1.588和0.303～1.607 m/a,东部沿海和京津地区出现了较严重的地下水降落漏斗问题,灌溉变化对地下水降落漏斗缓解效果并不显著。(2)灌溉变化在一定程度上能促进华北平原地下水水位和含水层储量恢复,且减少灌溉频率的作用大于降低灌溉水量的作用;相对于MS1, MS2和MS3可使含水层储量在20 a后分别恢复0.06 m和0.12 m。(3)采用灌溉变化无法彻底解决华北平原地下水水位和含水层持续消耗问题,须与其它措施结合,才能从长远角度保证华北平原地下水可持续利用。研究成果可为水资源规划与管理提供科学的依据和建议。     

鲁北平原地下水资源功能衰退与可持续利用研究

相对20世纪70年代,鲁北平原地下水开采量急剧增加,浅层水、深层水开采量分别增加近2倍和4倍,长期超量开采和不合理的开采布局,使地下水水位持续下降含水层疏干体积不断增加.地下水位降落漏斗持续扩展,致使地下水的资源功能断衰退,并产生地面沉降、咸水入侵等环境地质问题.针对资源功能衰退问题,采"农业节水、工业调整开采强度布局"、"加强浅层地下水均衡开发利用程度"、"表水与地下水联合调蓄"、"本地劣质水资源化"和"保护和涵养深层地下水资源"综合举措,修复和涵养鲁北平原地下水系统,保证地下水的可持续利用势在必行.     

衡水市治理地下水超采措施探讨

衡水市位于河北省东南部,水资源短缺,长期依靠超采地下水维系经济社会的发展,导致地下水位持续下降、生态恶化,并引发咸水层下移、地面沉降、地裂缝等一系列地质灾害。因此,尽快采取措施,遏制地下水超采,保护地下水资源,修复地下水生态,对实现水资源可持续利用、社会经济协调发展至关重要。     

滦河及冀东沿海平原区地下水开采问题及对策

分析滦河及冀东沿海平原区由于地下水超采引发的一系列环境地质问题,如地下水位降落漏斗、含水层疏干、地面沉降及地裂缝、海咸水入侵等,并在此基础上提出地下水资源保护措施,以保护该区域地下水资源可持续利用。      

浅层地下咸水利用与改造的研究

干旱和淡水短缺是华北平原农业持续发展的主要限制因素。利用浅层地下咸水灌溉可使连作的小麦、玉米增产1.2～1.6倍。开发利用浅层地下水微咸水灌溉能够调控地下水位在适宜埋深、时空分布不均的自然降雨转化为综合治理旱涝碱咸及可持续利用的水资源。本文总结了浅层地下咸水利用与改造的研究与实践:咸水灌溉技术,作物耐盐性,土壤水盐动态调控和地下水质改造。指出了合理开发利用当地水资源的有效途径。     

小波-神经网络混合模型预测地下水水位

由于过量开采地下水,华北平原的许多城市出现地下水水位持续下降趋势,由此导致了许多严重的环境问题,如地下水枯竭、地面沉降和海水入侵等。为了准确预测城市地下水水位变化,利用小波变换的多尺度分析特征,建立了小波-神经网络混合模型(以下简称"混合模型"),并研究了其在地下水水位预测中的精度。利用北京市平谷区地下水水位观测资料,分别用BP网络和混合模型对该区地下水水位进行了预测。采用均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和线性相关系数(R)对模型预测的精度进行度量。预测结果表明:混合模型第1至第3个月的地下水水位平均绝对误差分别是0.535,0.598和0.634 m;而BP模型的平均绝对误差分别为0.566,0.824和0.940 m。混合模型的预测误差分别为BP模型的95%,73%和67%。使用混合模型能明显提高预测的精度,显著增加有效预测时段长度。     

华北平原东部水资源可持续利用

华北平原东部水资源短缺，深层地下水严重超采，生态环境恶化。为水资源的可持续利用，要发展井灌井排、渠灌沟排，以开发利用当地浅层地下水包括微咸水和咸水为基础，以引调可利用的地表水补源，以调控地下水埋深在临界动态为核心，以土壤及潜水的地层空间作为调节大气降水、土壤水、地下水、地表水的地下水库，最大限度地把时空分布不均的天然降雨转化为可持续利用的水资源。     

浅层地下水功能评价指标体系——以河南省平原岗区为例

河南省平原岗区因地下水开采出现了水位下降,严重超采地区形成局部降落漏斗,一些地区出现不同程度的地面沉降,咸水入侵淡水含水层以及地下水被污染。对此地区进行浅层地下水系统功能区划,自上而下构建了由系统层、功能层、属性层、指标层组成的评价指标体系,有19个评价指标。区划结果反映了研究区地下水功能状况。     

海河流域平原区浅层地下水超采量估算

收集整理了海河流域平原区浅层各省市几种来源的地下水位数据,利用ARCGIS技术,矢量化《华北平原地下水可持续利用图集》作出1959年、1984年、2005年6月地下水等水位图,利用《中国地质环境监测地下水位年鉴》2005年-2013年末及2005年6月数据,计算了时段变化率,推算出2005年-2013年地下水等水位图,并利用"华北平原地下水演变机制与调控项目"地下水位数据对估算水位进行检验,说明推算的地下水位分布是可靠的,进一步结合地下水开采漏斗和含水层给水度对超采量进行了估算。计算结果表明,1959年-2013年,海河流域平原区浅层地下水累计超采979.45×10~8 m~3,水位平均下降9.62m。其中1959年-1984年年均超采16.34×10~8 m~3,水位平均累计下降3.93m、年均下降0.141m;1984年-2005年年均超采21.21×10~8 m~3,水位平均累计下降6.28m、年均下降0.299m;2005年-2013年年均超采15.67×10~8 m~3,水位平均累计下降1.05m、年均下降0.131m,2010年以后已呈平稳状态。超采漏斗主要存在于山前地区且用水量较大的城市,尤以子牙河平原西部石家庄、邢台一带最为严重。     

基于MIKE SHE模型的华北平原水资源利用情景分析

气候变化和人类活动是影响流域水文循环和水资源可持续利用的两大驱动因素,在校准的MIKE SHE模型基础上考虑气候变化和人类活动的影响,设定8个情景对华北平原2009-2028年的水文循环及水资源利用进行预测。结果表明:考虑南水北调工程的情景在预测期末的地下水水位有较大程度(0. 06~1. 26 m)的恢复,预测期内华北平原水量总流入小于总流出会导致含水层储量的消耗和地下水的不可持续利用,但在适当情景下可以较大程度缓解这种不可持续性。气候变化对华北平原含水层储量有较大的影响:降水量减少5%,地下水储量将减少0. 27 m;降水量增加5%,地下水储量将增加0. 3 m。南水北调工程和农业节水措施的实施对华北平原地下水水位的恢复、缺水程度的缓解作用显著。