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.     

小开河引黄灌区地下水动态规律及影响分析

依据1991—2006年地下水位动态观测数据,运用Surfer软件绘制1996年和2006年平均地下水埋深等值线图,并运用SPSS17.0统计分析软件,采用偏相关分析法研究了小开河灌区地下水位和降水量、引黄水量之间的相关关系。结果表明:地下水埋深的空间分布规律是输水干渠附近地下水埋深较浅、输沙干渠附近地下水埋深较深;除滨城91A、惠民108A、沾化52和无棣63观测井地下水位有所上升外,小开河引黄灌区地下水位总体呈下降趋势,且在1998年后下降趋势明显,地下水位变化幅度降低;灌区地下水位基本不受引黄水量影响,与降水量的相关关系也不明显。     

额济纳绿洲1992—2015年地下水埋深变化分析

以黑河下游额济纳绿洲为研究区,基于1992—2015年绿洲东河、西河上、中、下段不同区域地下水埋深观测数据,分析了黑河调水后额济纳绿洲地下水埋深变化特征。结果表明:东河、西河3月、4月地下水埋深最小,8月、9月地下水埋深最大;1992—2003年地下水位以下降为主,1999—2015年大部分区域地下水位呈回升趋势,局部区域地下水变幅不大或轻微下降,通过15 a的生态补水,研究区地下水埋深逐步趋于稳定,额济纳绿洲地下水位下降趋势得到很大程度遏制。     

浅析通辽市奈曼旗地下水位变化趋势

自2000年开始,通辽市奈曼旗的每个观测井的地下水位均有所下降,每个井水位埋深变幅1.1～4.6 m,伴随地表水资源量减少,大气降水量逐年偏少,地下水埋深呈明显加深趋势,但随着2011年以后降雨量有所增加,有效地补充了地下水,使地下水位有抬升的趋势。文章对地下水位变化趋势进行动态变化特征及分析。     

大兴区地下水位空间变化特征分析

随着大兴区社会经济的迅速发展,对地下水的需求也日益上升．超采导致地下水位持续下降。基于ArcGIS应用软件,结合水文地质条件分析了大兴区地下水位的年内、年际变化情况及地下水埋深的空间分布特征和变化规律。结果表明大兴区地下水位年内变化较大,与人工开采、大气降水关系密切,地下水埋深呈现出不断加大的趋势,与1999年相比水位埋深普遍增大,平均地下水位埋深较1999年增加了8．40m,年均增幅为0．76m。随着再生水利用率的提高．作为北京市典型的再生水灌区,大兴区地下水得到了一定程度的涵养和恢复。     

黄河三角洲1961—2000年水资源时空变化特征

采用降水量、径流量、地下水位及埋深4个指标对1961—2000年水资源的时空变化特征进行分析。结果表明:①降水量年内及年际变化均较大,年内降水量集中于夏季,年际呈下降趋势,空间分布呈自南向北逐渐下降的趋势。②黄河入境径流量年内及年际变化均较大,根据趋势分析1986年之前径流量变化较平缓,之后呈线性下降趋势。当地径流量年内变化较大,夏季径流量超过全年的80%;年际变化较小,呈峰-谷-峰的变化趋势。③东营市浅层地下水位年内变化较小,其中广饶县年内及年际变化均较大,自20世纪80年代至21世纪初平均下降了12.78m。④广饶县地下水埋深自70年代至90年代增幅达到14.70m。1975—2000年广饶县地下水埋深呈显著线性增加趋势(R2=0.93),年均增速达到0.72m/a。     

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。     

昌平区地下水位变化特征分析

昌平区近年来水资源的需求量持续增加,供水主体仍然为地下水,然而地下水资源的可利用量却有所降低.利用GIS技术,结合昌平区的水文地质条件,分析了昌平区地下水位年内变化、年际变化特征和地下水埋深的空间分布变化规律.结果表明,地下水位的年内波动较大;年际来看,2009-2015年地下水位逐年下降,自2016年起开始恢复和抬升;与2009年相比,2019年地下埋深大于30 m的区域面积明显增加,小于20 m的区域面积明显缩减,水位平均下降3.62 m,最大下降深度13.86 m,西部降深较大,东部降深较小,八仙庄、东二旗地区水位有所回升.此研究对昌平区地下水资源管理和利用具有重要意义.     

新疆阿克苏市地下水位变化成因分析

阿克苏河由北向南流经阿克苏市境西部,水资源丰富。随着流域内工农业生产的不断发展用水量连年升高,且流域水资源开发利用不合理等现象日益严重,造成地下水位持续下降。根据2010—2015年阿克苏市境内10眼观测井逐月水位变化情况分析,阿克苏市年平均地下水埋深约在1.26～9.37m之间变化,整个地区地下水埋深呈逐渐加深的趋势,由2010年3.72m加至2015年的5.49m。文章从阿克苏市供需水量方面分析地下水位下降原因,提出合理灌溉,高效用水等措施,防止地下水位持续下降建议。     

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。     

大安市地下水时空动态变化分析及预测

为掌握大安市地下水的动态变化规律,更好地为社会经济服务,本文利用2000—2013年现有21口承压井水位埋深数据资料,采用ArcGIS空间分析及主成分分析法对研究区地下水动态变化规律进行分析,运用BP神经网络对地下水位进行预测。结果表明:大安市动态类型为入渗—蒸发型和入渗—开采型; 2000—2010年枯水期水位变幅较小,丰水期前五年的变幅小,后五年北部和南部部分地区的水位下降变幅较大,这表明近些年以来,大安市大规模地开采地下水,导致地下水位逐年下降且变幅较大,局部已形成较明显的降落漏斗。通过主成分分析法得到的地下水驱动力最大为农业灌溉开采,采用BP神经网络预测得出地下水水位仍然呈现一定的下降趋势,因此在农作物灌溉时期要发展地下水灌溉与地表水渠灌相结合的方式,提高水资源综合利用效率,严格控制地下水超采的行为,合理开发地下水资源。     

西安市主城区地下水位动态类型划分研究

为了解西安市主城区地下水位动态类型的空间分布情况,本文以水文地质单元分区为依据,选取15眼典型监测井的地下水位埋深数据,采用基于非线性变换的主成分投影-聚类(PCP-C)模型,对不同区域的地下水位动态类型进行了分类研究。结果表明:研究区地下水位动态类型总体可分为水文影响型和开采影响型,其中非开采区范围内,从河漫滩至二级阶地地下水动态受水文因素影响由强变弱;黄土坮塬、自备井开采区及水源地集中开采区受人为活动影响较大,为开采影响型。     

基于 k-means 聚类与泰森去丛聚的 代表性地下水位计算方法

在总结前人常用的区域水位变化值计算方法的基础上,结合 k-means 聚类分析、泰森多边形去丛聚和水均 衡法等方法,提出一种基于群井多年连续观测水位数据和储变量数据求解代表性地下水位的新方法,并在数值模 拟算例与实例研究区分别进行了计算和验证。结果表明：在算例中使用本方法得到的代表性地下水位结果与传 统水均衡法计算结果相比准确度可达 90.5%;在实例计算中使用定兴县 8 口井连续 5 年水位数据和储变量数据计 算得到定兴县 2019 年代表性地下水位变化值为 0.16?m,相较水均衡法计算结果新方法的准确度达到 93.3%,算例 与实例结果均较为准确,计算结果可用于代表性地下水位变化值快速、科学表征,在实际工作中能够有效简化代 表性地下水位变化的计算工作并为结果提供科学依据。     

三江平原典型区地下水流场变化及主要影响因素分析

为了进一步探明三江平原地下水流场变化及主要原因,本文以三江平原典型区为研究区,分析了2001—2019年地下水流场变化情况,基于地下水位变化空间差异,采用交叉小波分析、皮尔逊相关分析和灰色关联度分析等方法,定量研究了降水及地下水开采对不同区域地下水位的影响程度。结果表明：研究区2001—2019年间地下水大体流向未发生明显变化,但地下水位呈现整体下降趋势,下降区域面积为1.86万km~2,占整个研究区的83.97%,地下水位的整体下降与水田面积迅速扩张有关。水位上升区地下水位与降水在年周期上存在显著共振关系,二者皮尔逊相关系数为0.485,而水位与地下水开采间不存在稳定的周期性相关,相关性较差;中东部水位明显下降区地下水位与降水之间不存在稳定的周期性相关,相关性较差,而水位与地下水开采在年周期上存在显著共振关系,二者皮尔逊相关系数为-0.409。研究区中部地下水位大幅下降区域水位受地下水开采影响程度明显大于受降水影响,灌区内地下水位小幅下降区域水位受地下水开采影响程度略大于受降水影响。本研究对于深入探究区域地下水资源变化和指导该地区地下水资源合理开发利用具有重要意义。     

基于减法集对势的大兴区地下水开采强度评价与诊断

为定量评价大兴区地下水开采强度,识别引起地下水开采强度增加的主要因素,基于集对分析构建了地下水开采强度评价模型,对研究区2006—2016年地下水开采强度进行了动态评价,并利用减法集对势识别了影响地下水开采强度的主要因子。结果表明:研究区2006—2016年地下水平均开采强度为中等强度,且有逐步恶化的趋势;2010年、2013年地下水开采强度平均联系数的减法集对势分别处于偏反势、反势,是地下水开采强度重点调控的年份;2010年有3个指标联系数的减法集对势处于偏反势或反势,分别为工业产值、第三产业产值和水浇地面积,涉及乡镇分别为3个、3个、5个,2013年有5个指标联系数的减法集对势处于偏反势或反势,分别为水浇地面积、菜田面积、设施农业面积、果园面积、机井数,涉及乡镇分别为5个、3个、7个、1个、4个。     

太行山前丘陵区基岩裂隙水赋存的非均一性和易疏干性特性

根据碧流河流域生态特征,分析了适合该流域的河道生态需水计算方法,应用于碧流河水库兴利调度,并以生态目标为基础,确定下游河道的生态需水量。结果表明:碧流河水库下游河道生态环境基本供水量及改善供水量分别需要2 765万m3和4 250万m3。为了保护和改善河流生态环境,促进流域水资源可持续利用,需要采取最严格的用水管理制度,加大非常规水源的开发利用力度,并结合调水工程以及河库连通工程等相关措施。     

华北典型灌区气候变化条件下地下水响应研究

基于MODFLOW模型,以华北平原人民胜利渠灌区为例,结合研究区水文地质条件,建立地下水运动数值模拟模型,通过参数校准和模型验证,表明建立的地下水运动模型能够合理地反映研究区2012-2013年的地下水运动状况,模拟结果表明该灌区地下水处于负均衡状态。基于模拟结果,进一步预测了气候情景(选取RCP4.5情景NorESM1-M模式)下灌区2030年地下水水位情况。结果表明与1997-2013年相比,2030年灌区地下水位持续下降,漏斗面积逐渐扩大。以此为基础,开展地下水开采量情景分析,将开采量分别增加和减少20%,预测2030年在不同开采量情景下地下水水位变化情况。最后根据预测结果初步提出地下水开采量减少20%的调控方案,以保证地下水水位有所上升,漏斗面积减少。     

高开采强度下库尔勒市地下水位埋深动态与影响因素浅析

库尔勒市社会经济快速发展对水资源的需求使其地下水开发经历了临界超采期(2000—2006年)、超采增长期(2007—2011年)和高位超采稳定期(2012—2015年)过程。为探究高开采强度下的地下水位埋深动态特征,以库尔勒市地下水监测网覆盖区作为研究区,对以上3个开采强度时段地下水位埋深进行线性趋势分析。所有监测井地下水位埋深均呈持续增大趋势,研究区2000—2011年地下水位埋深总体呈“加速”增大状态;2012—2015年转变为“减速”增大状态。地下水长期超采已使山前倾斜平原地下水位埋深累计增大4.10～12.67 m,冲积平原累计增大9.07～22.26 m,天然生态受到威胁。逐步回归分析表明,研究区监测井地下水位埋深与径流量呈负相关关系,与地下水开采量呈正相关关系,径流量、开采量实质是研究区地下水补给项与排泄项的综合反映。地下水位埋深持续增大是地下水补给量减少、地下水开采强度增大共同作用的结果。研究成果可为库尔勒市水资源开发利用与保护提供一定的参考。     

基于偏联系数的地下水开采强度动态评价研究

为减少人类活动对地下水环境的影响,实现地下水资源可持续利用,需从时空尺度上对地下水开采强度进行动态评价。基于集对分析构建了地下水开采强度时空动态评价模型,并基于二阶偏联系数挖掘了同一度、差异度、对立度的动态演化过程,识别了影响地下水开采强度等级的主要因素。结果表明：2006-2016年,北京市大兴区地下水开采强度趋于增大,空间分布上中部地区>南部地区>北部地区;人口数、工业产值、第三产业产值对地下水开采强度等级影响的时空分布特征为北部地区>中部地区>南部地区。农业种植面积、机井数对地下水开采强度等级影响的时空分布特征为南部地区>中部地区>北部地区。依据二阶偏联系数识别结果,人口数、工业产值、第三产业产值对地下水开采强度的影响程度在增强,农业种植面积、机井数对地下水开采强度的影响程度在减弱。本文构建的地下水开采强度时空动态评价模型能够较好地反映研究区的地下水开采强度等级及动态演化过程,且计算简便,有一定的应用推广价值。