回归分析法评价岩溶地下水资源——以贵州织金四方井岩溶大泉流域为例

在全面分析四方井岩溶大泉流域水文地质、岩溶地质特征的基础上,以2009-2010年特大干旱年泉点长观资料为基础,采用回归分析法和枯季径流模数法,计算出天然补给量为1 522.6万m³/a,可开采资源量为585．71万m³/a;通过径流模数法得出天然排泄量为1 533.8万m³/a,并将之与回归分析法评价结果对比,得出回归分析法计算结果可靠度高。     

平泉与晋祠泉的关系以及晋祠泉复流的可能性分析

晋祠泉历史最大流量为2.06 m3/s（1957年）,平泉历史最大流量为1.56 m3/s（1978年）,由于晋祠泉域范围内大量开采岩溶地下水,使泉水流量逐年衰减,晋祠泉最终于1994年4月20日断流,平泉也于2003年干涸断流.2011年8月以来,平泉泉水出现复流迹象.文中从地质构造方面、地下水流场、岩溶地下水的水化学场及同位素角度分析,平泉与晋祠泉同属一个岩溶水系统,具有同一个补给区和径流区,同位于一个岩溶地下水系统的排泄带上,水力联系十分密切,因此,平泉的复流将使晋祠泉复流的可能性大大增加.     

煤矿开采对洪山泉域的影响

文章介绍了洪山泉域概况及洪山泉1995—2018年间的流量变化过程,在分析泉域地层构造和水文地质条件以及泉域煤矿地质和泉域煤矿带压开采区的基础上,评价了煤矿开采对洪山泉域岩溶地下水系统的影响。结果表明：煤矿开采改变了地下含水层结构与泉域下垫面条件,对岩溶地下水补给、径流、排泄条件造成破坏;采煤形成的裂缝会不同程度地导入煤系地层上覆各含水层,地下水沿导水裂隙下渗进入矿井形成矿井水排出地表,将造成岩溶水补给量减少,影响对岩溶含水层的正常补给。     

黄河流域甘肃段河道生态需水阈值的探讨

研究河道生态需水阈值对于提升河流生态系统多样性、稳定性、持续性及河道生态需水管理具有重要意义。针对黄河流域甘肃段河流断流、水污染严重及泥沙含量高等水与生态环境问题,依据30个水文站1956—2016年的河流月径流资料,采用年内展布计算法确定生态基流量,并与自净需水量、输沙需水量按照“取大”原则整合为基本生态流量;采用逐月频率计算法确定目标生态流量。综合基本生态流量与目标生态流量分布特征,获得年内河道生态需水阈值,对其进行等级评价并分析满足程度。结果表明：年内水量较枯、较丰时段黄河干流河道生态需水阈值分别为74.78～393.29 m³/s、595.35～1 108.84 m³/s;玛曲至上诠段支流分别为8.97～26.81 m³/s、30.16～156.20 m³/s;上诠至安宁渡段支流分别为0.64～11.93 m³/s、3.50～124.61m³/s;安宁渡以下段支流分别为5.67～7.76 m³/s、14.77～30.53 m<...     

径流引水式小水电生态-发电协同优化模型及应用

以湟水河流域的湟乐水电站为例,基于自然水流范式计算河道内适宜生态流量和生态基流,以生态流量为主要约束建立径流引水式小水电生态-发电协同优化模型,利用NSGA-Ⅱ算法得到引水发电流量的Pareto解,研究成果对指导径流引水式小水电的生态调度和运行管理具有重要指导价值。结果表明：滑动t检验法诊断西宁水文站年径流量时间序列的突变点是2000年,经还原后得到1956—2000年多年平均天然径流量为41.3 m³/s;适宜生态流量在年内枯水期、平水期和丰水期展布的同期比分别是0.60、0.41和0.42,达到了“极好”标准;以传统Tennant法“一般”标准确定的非汛期生态基流为4.13 m³/s、汛期生态基流为12.4 m³/s;采用生态-发电协同优化模型计算多年平均来水条件下湟乐水电站的年发电量为634.29×10⁴ kW·h,枢纽下泄流量均满足减水河段生态流量需求;多年来水条件下湟乐水电站等效减排6 323.9 t CO₂,电站的减排生态效益为188.45×10⁴     

大通湖生态补水周期及流场分布特征分析

后三峡时期,江湖关系深度演变打破了大通湖“西—北进、东—南出”的水力格局。为了研究变化环境下大通湖的生态补水周期以及大通湖的流场分布特征,基于MIKE 21FM构建了大通湖二维水系水动力模型,模拟了大通湖河湖连通及生态补水工程的水动力条件,研究了不同生态补水流量和不同闸控等6种工况下,大通湖的补水周期和流场形态特征,提出了生态补水效率临界点。结果表明,“单进两出”调度方案流速分布的均匀程度优于“单进单出”方案;非灌溉期生态补水流量为20.48 m³/s,明山电排站为10.5 m³/s时,补水周期为95 d,流速介于0.5～5.0 mm/s的湖面积占总面积的79.96%;灌溉期生态补水流量为28.92 m³/s,明山电排站为10.5 m³/s,补水周期为80 d,流速介于0.5～5.0 mm/s的面积占比为87.82%。     

基于改进水文比拟法的新丰江生态流量计算

为减小水电站开发对下游河道生态环境的影响,以广东韶关新丰江为例,用改进水文比拟法计算流量,同时用水文学法进行生态流量计算。结果表明：运用改进水文比拟算法能较准确获得新丰江干流丰城、狮石滩、涧下和银潭4座水电站的月平均流量(分别为20.57 m³/s、21.80 m³/s、22.54 m³/s和22.97 m³/s);4座电站生态流量最终取值分别为3.62 m³/s、3.63 m³/s、3.73m³/s和3.93 m³/s;其生态流量的月满足程度均在99%以上,能满足设计保证率。研究成果可为新丰江等中小河流水资源开发利用与生态系统保护及中小河流水电站生态流量计算提供参考。     

山西神头泉域水资源管理与保护刍议

文章介绍了神头泉域水资源基本情况,分析泉域岩溶泉流量变化特征,并从大气降水量、大量开采和采煤排水方面分析泉流量变化成因。文中从泉域水资源的分区保护、强化水环境综合治理、加强监测信息网络系统建设、加强泉域应急系统建设、建立泉域水资源管理机构、加快泉域水资源保护立法步伐等方面提出了水资源管理保护的建议,对泉域保护有积极的借鉴意义。     

碗米坡水电站生态流量的计算与分析

为做好已建水利水电工程生态流量核定工作,本研究采用Tennant法、Qp法和7Q10法三种水文学方法计算碗米坡水电站坝址断面的生态流量,计算成果分别为29.40m³/s、25.80m³/s(25.06m³/s)和25.20m³/s。研究表明酉水属于丰枯变化剧烈的山溪性河流,河道径流季节变异相对较大,Tennant法计算生态流量成果较Qp法及7Q10法偏大。上游水利工程运行调节进一步加大了枯水期河道内径流变异程度,宜采用Qp法核定碗米坡水电站生态流量。同时强化流域水资源统一调度管理,提高水利工程生态流量保障程度。     

晋祠泉域高维空间非线性岩溶地下水动态预测模型研究

晋祠泉域是一个复杂的大型岩溶泉系统,地下水位的动态与降雨量、岩溶水开采、关井压采及煤炭资源整合等因素密切相关。从动态观测信息入手,借助支持向量机自学习理论,建立了晋祠泉域高维空间输入、输出信息的非线性岩溶水位动态预测模型,较好地表达或预测了岩溶水位。     

焦作城市及矿井水减采影响下岩溶水位动态变化研究

焦作矿区岩溶水在闭矿和城市减采双向因素影响下,水位如何变化是焦作城市建设非常关注的问题。运用斜率灰色关联度分析法,研究了水位与降水量、开采量之间的关联程度。采用滑动平均法与Mann-Kendall非参数统计法,分析了1965年以来的岩溶水位、降水量和开采量的变化趋势,并在分析岩溶水位主要影响因素的基础上,利用多元相关分析法对岩溶水位进行模拟预测。研究表明:1965年以来焦作矿区的降水量并未出现明显下降趋势,岩溶水位的多年波动下降并非降水入渗补给量减少所致,主要与不断增长的城市开采量和矿井排水量有关;当开采总量降至4.1 m3/s时,最高水位将高出九里山泉口标高95 m,历史上的九里山泉群将会复涌。研究结果可为焦作在九里山一带建设山水园林景观提供依据。     

太原市晋祠泉域生态环境特征分析

山西太原市晋祠泉是华北有名的岩溶大泉,近年来泉水流量一直呈衰减趋势甚至断流,恢复和保护晋祠泉水的昔日风貌让名泉复流,深化对泉域的研究在全省的水资源战略格局中至关重要。文中从水土保持的角度研究了晋祠泉域的自然地理与水资源系统环境特征。泉域内有土石山区、黄土丘陵沟壑区、黄土丘陵阶地区三种地貌类型;土地利用布局不合理,水土流失严重,土壤侵蚀模数500～7 000 t/(km.2a);降水是泉水流量变化的主要影响因素,1974年之后,降水量与汾河渗漏量的逐年减少、岩溶地下水开采逐年增加以及补给区水土流失成为导致晋祠泉水流量衰减的综合因素;结合晋祠泉岩溶水介质系统构造发育,研究了晋祠泉水资源系统结构特征与泉水补给区域特点,泉水的补给主要依靠灰岩裸露区接受大气降水和河流渗漏。对晋祠而言,汾河水在深水位灰岩区的渗漏则不容忽视,这种补给更可能占主要地位。     

煤炭资源整合对临汾市城市水源地影响及保护对策

龙子祠泉是临汾市城市水源地,泉域内煤水共存,采煤将对泉域岩溶地下水补给条件产生影响,采煤排水将对岩溶水质产生污染,煤矿关闭以后将产生大量的酸性老窑积水,可能对临汾市城市水源地产生严重的影响。通过水文地质分析,预测了泉域内的煤矿开采对岩溶水量和水质的影响程度,在此基础上,提出了龙子祠水源地保护的对策与措施。     

郭庄泉流量衰减原因分析及对策

从自然因素和人为因素两方面分析了郭庄泉流量衰减的主要原因是岩溶地下水开采量不断增大 ,降雨量减小 ,以及由于开采下组煤 ,大量抽排岩溶地下水。指出只有控制岩溶水开采 ,调整产业结构 ,开展采矿排水利用研究 ,关闭严重破坏岩溶泉的矿井 ,人工增大岩溶地下水补给量 ,才能保护好郭庄泉水资源。     

采煤对地下水资源与环境的影响分析——以山西太原西山煤矿开采区为例

以太原西山煤矿集中开采区为例,从水量水质两方面分析煤矿开采对地下水资源与环境的影响。结果表明,随着西山矿区浅层煤炭资源开采的逐步枯竭和开采技术水平的完善,煤炭开采在向下煤组延深的同时,强度也不断增大。浅中层地下水逐渐被疏干,深层岩溶水因采煤排水转化为矿坑水,岩溶大泉的补给量随之减少,而矿坑突水又增大了岩溶泉域的排泄量,造成岩溶泉水位的降低甚至泉水的断流。在采空区,地表径流通过因采煤而造成的裂缝与塌陷地带,大量渗漏入矿井中,从而使地表径流量减少,改变了地下水系统与地表水系统的补排关系。采煤产生的酸性矿坑水及固体废弃物随着地下水而迁移,造成了地下水环境的污染,治理难度加大。老窑水的存在对水资源的开发利用造成了一定的风险。     

涞源岩溶地下水系统泉水量变化特征分析

涞源泉泉域是一个全封闭式泉排型岩溶水系统,泉水利用对当地工农业生产发挥了重要作用.通过对涞源岩溶地下水系统特征分析,利用地表水系列资料,采用基流分割法、相关系数法等,计算出泉水量系列资料.由降水补给地下水,再以泉水的形式排泄,在此过程中使水量在时间上滞后,而且水量趋于平稳,泉水量年极值比为7.33,变差系数为0.34,年内分配变化幅度平缓.由降水—入渗—地下径流—泉水排出的过程,水资源经过地下岩溶调节作用,有利于水资源的开发利用,而且对水质也起到净化作用.研究和分析岩溶地下水径流量变化特征,为合理利用泉水资源提供科学依据.     

淮北采煤塌陷蓄水区地下水流场分布特征分析

为了解淮北采煤塌陷蓄水区地下水分布规律,在充分收集研究区已有相关成果资料的基础上,从研究采煤塌陷区域含水层结构变异入手,运用Visual Modflow软件对研究区地下水流场变化特征进行模拟、分析。结果表明：1）煤层完全开采情况下矿坑不再排水,因采煤矿坑排水而下降的松散层孔隙水水位在降雨补给和河流补给的作用下将逐渐回升,但基本无法恢复至采前水平;2）裂隙岩溶水接受塌陷区湖泊地表水和松散层孔隙水通过垂向网络型导水裂隙带不断入渗补给,导致研究区域裂隙岩溶水水位上升和溢出而形成多个局部水丘。闭坑后采煤塌陷蓄水区地下水流场分布规律研究成果可以为类似采煤塌陷蓄水区地下水资源综合利用提供参考。     

会仙湿地岩溶地下水数值模拟

以会仙岩溶湿地的核心区域为研究对象, 基于研究区的地质条件和水文地质条件, 概化出水文地质概念模型, 运用 Visual MODFLOW 软件对会仙湿地地下水的分布特征进行数值模拟, 经模型识别与验证, 其模拟水位与观测水位取得较好的拟合效果。结果表明: 研究区地下水总体呈自北向南递减趋势流动, 北部补给区地下水位最高, 西南部排泄区地下水位最低, 南北地下水位平均差值为 7.34 m; 水位动态变化受降雨强度影响较大, 呈现出明显的季节性变化规律; 南部分水塘、睦洞湖等排泄带水源补给充足, 地下水位变幅不超过 1 m, 北部补给区的水位变幅在 3 m 以上; 经水均衡计算, 模拟期的地下水总补给量为 44 272. 92 万 m3 / a, 其中降雨入渗补给量占 76.85% , 地下水的总排泄量为 42 723. 06 万 m3 / a, 地下水开采量与蒸发量分别占 33. 86% 、36. 63% ; 研究区在模拟期内总体处于正均衡状态, 但处于负均衡的枯水月份占到 2/ 3, 湿地的退化直接影响其防洪调蓄和保水、蓄水能力, 使“ 旱期过旱、涝期过涝” 现象极为显著。     

娘子关泉域岩溶水资源开发利用与保护

在深入调查山西省娘子关泉域岩溶水资源现状的基础上 ,分析了岩溶水位逐年下降 ,泉水流量减少 ,水质受到不同程度污染的原因是由于煤矿开采、工业用水及废水的不达标排放、农业灌溉及农药化肥的使用。制定了泉域岩溶水质和水量的保护管理目标 ,指出只有依法保护泉域岩溶水资源 ,控制岩溶水位下降及泉流量减少 ,加强污染源的综合治理 ,推行清洁生产 ,完善泉域水资源的监测网络系统 ,才能实现岩溶泉域水资源的可持续利用。