灞河流域近50年径流量变化特征分析

基于灞河流域马渡王水文站1956-2005年实测径流量数据,综合采用年内分配不均匀系数Cu、年内分配完全调节系数CV和集中度指标CR对灞河流域径流量的年内变化特征进行分析;在此基础上,采用Mann-Kendall(M-K)方法对其年际变化特征进行趋势分析和突变研究。结果表明:1灞河河川径流在20世纪50-90年代内大部分年份分配比较集中,21世纪后年内分配较均匀,且年内分配不均匀系数Cu和径流年内分配调节系数CV变化规律一致;2灞河年径流量呈明显减少趋势,置信度水平达到99.7%。四季径流量特征中除冬季外其它季节均下降趋势显著;3灞河年径流量在1961和2002年分别发生两次突变;丰水期在1972、1977、1987年共发生三次突变;枯水期在1977、1983年共发生两次突变,且丰水期和枯水期的径流量趋势基本与全年保持一致。     

水平井开采地下水方案优选的实例研究

为了合理有效地开采地下水,科学地设计地下水开采方案非常关键。在陕西省北部神木县境内的合河水源地选择了廊道、辐射井和渗流井3种水平井开采地下水方式,每种方式设计了多种开采方案,其中廊道有20种方案,辐射井有2种,渗流井有2种。利用Visual MODFLOW软件,以"等效渗透系数"及"渗流-管流耦合模型"为理论基础,对不同方案进行地下水流数值模拟,并分别计算其平水期和枯水期的取水量。考虑枯水期的衰减程度、施工难度、造价及管理的难易程度等多种因素,最终确定"4眼渗流井开采"为最佳方案,其平水期总开采量为35 400m3/d,枯水期总开采量为27 500m3/d。     

西安市主城区地下水源热泵适宜性分区研究

根据西安市主城区水文地质条件和环境保护条件,建立了西安市地下水源热泵适宜性评价体系,利用最小信息熵原理将主观赋权法(层次分析法)和客观赋权法(熵值法)相结合得到各评价指标的组合权重。在确定了评分体系的基础上,采用综合指数法得到西安市主城区水源热泵适宜性分区结果:研究区范围内,地下水源热泵适宜区面积为171.228km2,较适宜区面积为369.234km2,不适宜区面积为160.407km2,禁建区面积为131.002km2。研究结果为西安市水源热泵的规划选址提供了依据。     

渗流井取水数值模拟及应用

天然滤床渗流井取水工程是近年来发展起来的一种集取河流渗漏补给量的新技术,利用河床砂砾石层的净化作用,将河水转化为地下水以获得水资源。渗流井取水时,"渗流井—含水层"多种流态并存,水力条件复杂,边界条件很难确定。现以等效渗透系数为纽带将"井管"内外不同介质不同流态耦合起来,建立起渗流井取水的"渗流—管流"耦合模型。将所建模型应用于陕西省绥德县枣林坪水源地渗流井取水工程,计算了当地渗流井取水平水期、枯水期的出水量,最终确定允许开采量为47 600m3/d。计算结果表明建立的模型能够较好地反映渗流井取水时的井流特征,对于指导渗流井取水工程的勘探、设计、施工有着积极的理论指导意义。     

关中盆地潜水水文地球化学演化机理

在分析关中盆地水文地质背景的基础上,根据地下水的水文地球化学特征,讨论了研究区潜水的形成机理。结果表明:地下水水动力和水化学类型具有明显的水平分带特征,水动力场对水化学类型的分布起着控制性作用;Cl-浓度与TDS的大小可用来表征研究区的蒸发强度;研究区内地下水离子交换作用主要发生在高矿化度的地下水中。PHREEQC模拟结果显示,沿地下水流向,路径1、2以方解石和石膏的沉淀为主,离子交换方式主要是Na+-Ca2+交换;而路径3则以方解石沉淀、白云石和石膏溶解为主,除发生Na+-Ca2+离子交换外,还存在着Ca2+-Mg2+交换现象。     

利用氮氧同位素定量识别地下水中硝酸盐来源

为研究西安市浅层地下水中硝酸盐来源,采集秦岭山前、市郊、市区地下水样,分析其常规化学指标和氮氧同位素,利用硝酸盐氮氧双同位素和Iso Source同位素模型,确定地下水中硝酸盐的主要来源及各个来源的贡献率。研究结果表明:西安市区的硝酸盐主要来源于生活污水粪肥,约占55%~75%;郊区的硝酸盐主要来源是土壤有机氮和生活污水粪肥,分别占37%~55%,36%~58%;而山前地区的硝酸盐主要来源于土壤有机氮转化,约占77%~96%。     

50年来灞河流域降水变化特征分析

为了更加深入地了解灞河流域气候变化特征,利用灞河流域近50 a的降水观测数据,运用滑动平均法、R/S分析法、Mann-Kendall突变检验法及小波分析法分析了灞河流域年内、年际降水的变化趋势、突变时间及降水的变化周期。结果表明:1958—2012年降水呈波动下降趋势,未来几年降水仍然呈下降趋势;年内降水分配极不均匀,主要集中在7—9月份,春季和秋季降水呈明显下降趋势,夏季和冬季降水呈微弱上升趋势;四季降水Hurst指数均＜0.5,降水序列具有反持续性和负相关性;年降水有明显突变特征,突变时间为1989年,春、夏和秋季有明显的突变点,突变时间分别为1994,1979,1985年,冬季降水无明显突变点;年降水及四季降水序列的变化周期基本在22～29,13,4～8 a的时间尺度上浮动,不同尺度上周期性变化差异较大。