基于小波分析的水质变化及预测研究——以涡河为例

以涡河流域2005—2018年(共168个月)的水质指标月监测数据为背景资料,探究小波分析和神经网络在流域水质方面的应用。通过小波分析来判别涡河流域水质指标的多尺度变化规律;运用主成分分析法选取涡河水质主要影响因子,并对主要影响因子建立小波神经网络预测模型。研究结果表明:各水质指标具有多尺度振荡的特点,且主要存在以8、20、30个月左右变化的主周期;目前影响涡河流域水质的主要因子是以化学需氧量为代表的污染因子;通过小波神经网络得到的化学需氧量预测值与实测值的曲线拟合较好,平均百分比误差(MRE)为8.4%,均方根误差(RMSE)为1.5,模型较稳定且预测精度较高。基于小波神经网络的应用为流域水质污染研究提供了一个新的思路。     

基于RAIS地下水源地健康风险评价

参考NAS和EPA的健康风险评价成果,采用RAIS推荐的暴露剂量计算方法,考虑儿童期暴露特点,并针对我国人群特点和水源地特定的污染物种类,对RAIS模型参数作了适当修改,对某地下水源地通过饮水和皮肤接触两种暴露途径对人体产生的健康危害进行了评价.结果表明:该水源地六价铬和砷超过EPA对A类致癌物质控制标准35倍;水源地2007-2009年砷、氟化物和硝酸盐氮和总的危险指数有逐年递增趋势.     

王赫生，李燕，周锴锷，张庆

为系统了解沙颖河流域地下水含水系统的补给源以及水化特征,在取样测试、现场监测的基础上,分别采用同位素、水文地球化学等方法,深入分析了沙颍河流域地下水含水系统特征。研究发现：沙颖河流域浅层地下水水化学类型自流域上游到下游呈HCO3-Ca+Mg型向HCO3+Cl-Ca+Mg型变化的趋势,中深层水以HCO3-Na型为主,局部呈HCO3+Cl型可能是浅层水混入的结果。采用铀不平衡方法识别地下水补给源,结果表明：浅层地下水补给源除降水外,还包括深层地下水的贡献;深层水来源包括大气降水、潜水和深层地下水3个补给源。各方法所得结论互相验证,研究结果可为流域内水循环模式研究、水污染防治等提供科学依据。     

大型放水试验过程中地下水化学动态特征分析

煤矿主采煤层(6煤)底板受高承压太灰含水层的威胁,对太灰含水层进行了大型群孔干扰放水试验,并重点对试验过程中的地下水化学特征进行取样化验,分析放水过程中的地下水化学动态特征变化。结果表明在放水实验过程中太灰水化学特征并无明显变化,太灰水补给来源为水化学特征相近的层间径流补给,且太灰水与深部奥灰水无明显水力联系,为煤矿防治水规划提供了合理依据。     

近 30 年鄱阳湖与洞庭湖水文变化与归因

为揭示鄱阳湖和洞庭湖水文特征并综合分析其影响因素对湖泊水资源管理及江湖关系, 以两湖水系统为研究对象, 采用非参数秩次相关检验法( Mann2Kendall M2K) 分析方法和近 30 年两湖2流域2长江水位和流量长序列数据集, 解析湖泊水文变化特征、趋势和程度, 并通过两湖水文的对比来系统分析长江中游大型通江湖泊水文变化规律及其影响因素, 旨在对两湖流域水资源的整体认识和把控, 丰富对江-河-湖复杂水系统作用机制与内涵的深入理解。结果表明: 两湖水位在近 30 年总体上呈“上升-非稳定状态-下降” 3 个变化阶段。2003 年前, 鄱阳湖和洞庭湖水位总体呈上升趋势, 且在 1980- 2000 年间基本处于不稳定的波动状态, 2003 年后两湖水位呈明显的下降趋势。 Mann-Kendall 分析得出: 两湖水位可能在 2005 年左右发生明显突变, 且鄱阳湖和洞庭湖水位与之前相比, 最大降 幅分别可达 9. 4% 和 3. 4% , 表明两湖水位变化的趋势程度存在差异, 鄱阳湖水情变化的敏感程度要强于洞庭湖。 对长江干流的补水期洞庭湖为 4- 10 月, 鄱阳湖为 3- 8 月, 表明两湖对长江干流水文的不同调节补偿作用。     

基于大型放水试验的矿区流场演化规律模拟研究

 基于地下水井流理论,通过大型干扰井群放水试验,查明了矿区深部煤层底板太灰含水层的富水性、补径排条件及其和下伏奥灰含水层的水力联系,在此基础上运用FEFLOW软件对本次大型干扰放水试验进行了数值模拟计算,与解析解互相对比、验证,克服了构造复杂矿区解析法适用的局限性。综合结果表明太灰含水层径流条件较好,岩溶相对发育,且富水性不均一,与下伏奥灰水水力联系极其微弱,区内孟口断层阻水有差异性,自北向南部隔水性变差。研究结果可对矿区防治水规划、设计及配套工程提供依据。     

煤矿抽水试验及疏水设计参数的合理确定

 疏干降压是煤矿防治水的重要手段之一,如何合理选择疏降水方案的设计参数关系到整个工程的成败。本文结合某矿区内的单孔、群孔及干扰孔抽水试验,以含水层导水系数和井间距两个参数为例,探讨煤矿疏降水工程设计中参数的确定问题,并根据实际疏降水效果进行验证,结果表明采用干扰孔抽水试验所获得的水文地质参数较合理。另外,在疏降水工程设计时,选取合理的井间距是关键。     

煤层顶板软硬覆岩沉陷变形特征及地下水的影响

通过模拟煤层顶板不同的软硬覆岩在煤层采空后的沉陷变形过程,探讨了不同岩体的力学性质及水理特性及其对固结沉降的影响.实验表明,软硬不同的岩体在固结沉陷过程中存在明显差异.软岩比硬岩更易变形,且软岩遇水后,抗压强度降低,固结变形速度和沉陷量增大.     

基于铀不平衡的沙颍河地下水含水系统特征分析

为系统了解沙颖河流域地下水含水系统的补给源以及水化特征,在取样测试、现场监测的基础上,分别采用同位素、水文地球化学等方法,深入分析了沙颍河流域地下水含水系统特征。研究发现:沙颖河流域浅层地下水水化学类型自流域上游到下游呈HCO_3-Ca+Mg型向HCO_3+Cl-Ca+Mg型变化的趋势,中深层水以HCO_3-Na型为主,局部呈HCO_3+Cl型可能是浅层水混入的结果。采用铀不平衡方法识别地下水补给源,结果表明:浅层地下水补给源除降水外,还包括深层地下水的贡献;深层水来源包括大气降水、潜水和深层地下水3个补给源。各方法所得结论互相验证,研究结果可为流域内水循环模式研究、水污染防治等提供科学依据。     

矿井突水的预测预报

矿井突水的预测预报是指查清矿井水文地质条件,对水害做出分析判断。本文论述了矿井突水预测预报的方法种类和研究现状,总结和评述了各种矿井突水预测预报方法的应用价值和研究不足之处,指出我国的矿井突水预测预报方法正经历一个从实践到理论,再从理论到实践的不断发展过程,同时强调矿井突水的预测预报是一个需要不断深入研究的难题,将非线性科学应用到该领域是今后的发展方向。