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。     

以降水为基础的淮北浅埋区涝渍分析与评价

淮北平原涝渍灾害严重,研究淮北浅埋区的地下水埋深对降水的响应规律及涝渍评价方法,对科学规划区域排涝减灾及农作物增产具有重要意义。基于五道沟实验站32年的日降水、地下水埋深及土壤水分数据,利用数理统计的方法分析了五道沟实验站降水、地下水埋深变化特征,同时分析了作物和不同雨强的降水对地下水埋深的影响。利用正距平法和Z指数法对五道沟实验站涝情进行评价。结果表明:淮北浅埋区的年内降水主要集中在5—9月;作物生长前期需水少,降水补给量决定了地下水水位的增长幅度,后期需水量过大,地下水水位会持续下降;地下水埋深在年内呈现双峰变化,在地下水浅埋区,地下水埋深对一定范围内的降水具有弹性;对比不同雨强下地下水水位的响应时间发现,随着雨强的增大,地下水水位的响应时间逐渐减小;两种方法均能较好评价淮北浅埋区的涝渍情况,但长期无降水、地下水位过低时会高估受涝渍灾害的严重性,且Z指数法高估程度更明显。     

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征

针对太行山东簏丘陵区地下水能否可持续开发利用问题,基于探采结合的大量深井抽水及水位恢复试验资料,采用量化对比分析方法,揭示了研究区基岩裂隙水赋存非均一性和开采易疏干性特征。研究结果表明,不仅不同井位区之间地下水赋存具有空间非均一性,而且,各井孔内的不同深度也存在明显差异:在抽水时间小于70min时段,ZKs-3井的水位降深大于ZKs-2井的降深;70min之后,随着抽水时间增加,ZKs-2井的水位降深大于ZKs-3井的降深,且二者之差逐渐增大,表明ZKs-2井位的含水系统上部富水性较强、下部富水性较弱,ZKs-3井位的含水系统上部富水性较弱、下部富水性较强。不同井位含水系统具有不同的开采易疏干性:随着抽水试验轮次的增加,ZKs-2井的最大水位降深和水位恢复所需时间依次增加,但每次水位都能完全恢复至初始水位状态;ZKs-3井的水位未能完全恢复至初始水位状态,且至初始水位的距离依次增大,但每次水位恢复至稳定状态所用的时间没有明显变化。因此,合理设计井的结构与布局是防止山丘区地下水疏干性开采的关键。     

宝鸡市区关闭自备水源井后地下水动态分析

宝鸡市区2002年～2008年年底共关闭自备水源井250眼后,2009年末宝鸡市区地下水埋深平均上升0．99m。本文从宝鸡市区8大水源地静水位埋深、降水量、城市供水现状、年末地下水位埋深、年际变差特征、各水源地地下水蓄变量等方面的数据详实地分析了宝鸡市区关闭自各水源井前后对地下水动态特征的影响,以利于今后市区地下水的合理开发利用。     

地下水源热泵系统适宜性分析

在分析天津地区Ⅱ-Ⅴ深层含水组含水层富水性、水温、水质和水位埋深条件基础上,研究地下水源热泵的适宜性,为地下水分区管理提供科学依据。     

淮北平原河流污染对浅层地下水影响试验研究

正一、研究区概况及研究对象的选定淮北平原浅层地下水为第四至第三系松散岩系地下含水层组埋深0~50m,属潜水~弱承压水,由全新统Q4及上更新统Q3组成,含水层顶板埋深5.5~12.0m,底板埋深40~50m,则上、下两个韵律层构成:20~25m以浅,含水层厚度8~17m,以粉细砂为主夹亚砂土,下部25~50m,含水层厚度2~8m,岩性粉细砂夹中砂、亚砂土。富水性又分为富水区、中等富水区     

南水北调东线一期工程对梁济运河段地下水影响研究

南水北调东线一期工程建成后,输水期间抬高沿线河水位,河水与地下水补排关系必将发生变化,对河道两侧地下水水位和水量产生一定的影响。根据梁济运河段的地貌、地质和水文地质条件,应用地下水非稳定运动数学模型,研究河渠渗漏对地下水水位的变化,从而分析预测影响区盐渍化情况。梁济运河在南水北调通水后,减小了两岸地下水埋深,影响范围约在500～1000m,地下水埋深减小为1.0～3.0m,地下水埋深均大于适宜临界埋深,但还存在盐渍化的潜在可能性。     

天津市平原区地下水水位动态特征分析及预测

采用非平稳时间序列分析方法研究了天津市平原区地下水水位动态特征并进行了变化趋势预报。结果表明:天津市平原区地下水水位动态的趋势变化特征以持续下降型为主,周期变化特征以0.5、1、5和10年为主,预测2020年末第Ⅱ含水组水位最大埋深在静海、第Ⅲ和第Ⅳ含水组水位最大埋深在西青。该成果对研究天津市地下水环境控制措施和指导地下水开发利用具有实际意义。     

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.     

三江低平原地下水控制水位的研究

由于大面积高强度抽取地下水种植水稻,三江低平原区的地下水是否超载引起了争论。通过对地下水管理政策与理论的研究,发现合理的控制水位阈值是判定地下水超载的简单方法。通过研究水泵特性和三江低平原区地下水位历史变化趋势,决定用水泵安装高度与历史水位相结合的方法,建立三江低平原区地下水控制水位的阈值。结果为:上限控制水位,Hu=3. 0m(埋深);下限控制水位,Ⅰ区,潜水区或黏性土层厚度Hu=3. 0m的弱承压水区,H1d=6. 0m(埋深);Ⅱ区,黏性土层厚度 3. 0m的弱承压水区,H2d=10. 0m(埋深)。同时,给出了增加地下水的3类工程:排水沟、工程化小河流和抽取过境水。     

石川河地下水库建库条件分析及地下水位动态预测

通过分析富平县石川河河谷阶地区的自然地理、气象、水文、地质等条件以及地下水资源开发利用情况,建立了水文地质结构三维模型,论证了建立石川河地下水库的可行性,初步计算了地下水库库容约为4.95亿m~3。利用Visual MODFLOW软件建立了地下水库库区的地下水数值模型,预测了不同降水和开采条件下,进行人工回灌0.52亿m~3/a、10年后地下水库库区的地下水位变化情况。结果表明,库区内的地下水位将大范围的抬升,大部分地区与1959年的水位相近,可基本满足当地的用水需求。     

地下水的管理与科学研究

地下水的开发利用为我国带来巨大利益的同时,因过量开采和不文明的涉水人类活动而导致地下水位大幅度降落、地沉地裂、开采条件恶化,抗旱水源衰竭以及绿洲萎缩、荒漠化加剧等方面的灾害,对此我们要引起足够的重视,要珍惜地下水,对地下水要加强管理并加大科学研究力度。     

尾矿堆场对地下水及其水质影响的联合模拟研究

矿产资源开发利用后的废弃物堆场常处水文地质条件复杂、区域内外边界不规整的地带。为了客观评价堆场渗漏对地下水及其水质的影响,本文提出了适宜于复杂水文地质条件、复杂内外边界条件的地下水与地下水中污染物分布规律联合模拟分析的非构造网格FVM数值模型,通过在某化工行业尾矿堆场渗漏评价的具体应用,取得了很满意的结果。     

海口市地下水特征及城市应急水源地优选

从海口市地下水类型、分布及富水性等方面分析海口市地下水的基本特征,并根据地下水水质、水量、开采潜力等条件,优选长流、东营为海口市应急供水水源。     

水利行业地下水监测系统水位埋深数据质量评估与对比

目前,我国水利行业有人工报送(人工站)和自动传输(自动站)两套地下水监测数据。地下水监测数据对展现地下水动态分布特征和提供超采治理依据起着重要作用,因此,对地下水水位埋深监测数据进行质量评估与对比具有重要意义。基于2 800个人工站和10 298个自动站的2018年同期地下水水位埋深资料,采用统计学方法,从完整性、合理性、代表性、一致性4个方面对两套地下水埋深数据进行质量评估和对比。结果表明:自动站与人工站相比,水位埋深数据缺失率由13.53%降为6.39%,异常率由1.63%降为0.84%,两套监测数据空间分布特征的差异及动态变化趋势的可比性表明,国家地下水监测工程水位埋深数据质量优于人工站。     

台兰河流域地下水流数值模拟 及地下水可开采量分析

采用抽水试验采集数据,利用Modflow软件,对台兰河流域的地下水流进行数值模拟,最终模拟水位的变化趋势与实测变化趋势一致。采用可开采实验法,计算得到地下水可开采量约5.7889亿m3。     

定靖中部地区地下水质量与分布特征分析

以2013年在陕北定靖中部地区采集的62组地下水水样的全分析测试结果为数据基础,分别用单指标评价法、内梅罗指数评价法、层级阶梯评价法和模糊综合评价法对地下水进行质量评价,并对评价结果进行综合加权平均,以期得到更加可靠的质量评价结果,旨在为该地区地下水资源的合理开发利用与保护提供依据。评价结果显示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类水所占比例分别为3.23%、11.29%、9.68%、24.19%、51.61%,约75%的地下水不适合直接饮用;该区地下水质量较差。水质整体分布规律为:东北部沙漠—平原地区水质较好,西南部黄土丘陵地区水质差;在局部,油气井开采较密集和芦河周围地区水质较差,说明原生环境和人类活动是造成该区地下水质量差的两个主要原因。     

地下水安全开采量的内涵及安全开采控制水位划定

回顾和探讨了地下水允许开采量、可持续开采量和安全开采量的概念和内涵的演变,综合考虑社会、经济、技术、资源等多方面约束,定义了安全开采量,并详细剖析了其区别于以往地下水开采资源量的内涵,从开采程度、水文地质条件、社会发展要求三方面明确“安全”的标准,提出了地下水安全开采因地制宜的思路,并且将概念延伸到相应的安全开采控制水位,实现地下水资源量预先调节,初步阐述了基于逐月调节计算的地下水安全开采控制水位划定方法。     

地下水人工回灌和停采对地面沉降控制的影响分析

地面沉降是全世界主要的工程地质灾害之一,而地下水超采是造成地面沉降的主要原因之一。为研究地下水人工回灌和停采对北京平原地面沉降的影响,采用三维地下水模型和情景设计法,设计3个情景(保持现状、人工回灌和地下水停采)对北京平原区域及沉降中心的沉降速率进行模拟。结果表明:保持现状、人工回灌和地下水停采等情景下北京平原在2015、2020和2030年的区域地面沉降分别为24 mm/a左右、12. 7～23. 2 mm/a及12. 4～23. 7mm/a,沉降中心地面沉降分别为39. 30～158. 62 mm/a、21. 09～165. 83 mm/a及16. 5～162. 95 mm/a;人工回灌和地下水停采对研究区地下水水位和含水层储存量的恢复以及地面沉降的控制有显著的促进作用,但地下水停采的效果要优于人工回灌的效果;只有综合考虑社会经济发展和地面沉降控制,才能既控制地面沉降的恶化,又保证北京平原社会的可持续发展。     

安阳市浅层地下水再利用回灌对地下水的影响

利用安阳市水源热泵空调系统监测数据,分析了浅层地下水再利用回灌对地下水的影响。地下水水质、地下水温度场及地下水水位的分析结果表明,目前安阳市浅层地下水再利用回灌未对地下环境造成明显不利影响。