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。     

基于偏联系数的大兴区地下水水质时空动态演变趋势分析

为探究城镇化对大兴区浅层地下水水质的影响，采用大兴区2006—2016年浅层地下水水质数据，选择硝酸盐、总硬度、溶解性总固体(TDS)3个水质指标作为评价指标，基于ArcGIS的空间插值和区域分析工具，按照行政边界提取区域水质结果，通过集对分析确定各区域的地下水水质等级，基于偏联系数对大兴区地下水水质动态演化规律进行评价分析。结果表明：硝酸盐指标主要涉及Ⅰ～Ⅳ类水，总硬度指标主要涉及Ⅲ～Ⅴ类水，TDS指标主要涉及Ⅲ、Ⅳ类水；研究区地下水水质等级呈现缓慢增长的趋势，水质出现恶化趋势；从空间分布上看，大兴区北部地下水综合水质等级和基于TDS指标的水质等级最高、南部次之、中部最低，基于硝酸盐指标的水质等级北部最高、中部次之、南部最低，基于总硬度指标的水质等级南部最高、中部次之、北部最低；基于各指标的水质Ⅱ级支持度均为最高，2013—2016年综合水质和基于总硬度指标、TDS指标的水质Ⅲ级支持度高于Ⅰ级支持度，相应水质有恶化的趋势，基于硝酸盐指标的水质Ⅰ级支持度高于Ⅲ级支持度，说明大兴区基于硝酸盐指标的整体水质有好转的趋势，但北部相应水质呈现持续恶化的趋势。     

董志塬沟谷侵蚀发育规律及其影响因素研究

为了给黄土塬区沟谷侵蚀研究和固沟保塬工程建设提供参考,利用高分辨率谷歌影像,目视解译董志塬地区的沟谷沟沿线,基于沟沿线特征构建沟谷发育度、逼近距离、边界维数等量化指标,分析董志塬沟谷侵蚀发育规律,并对其影响因素进行了分析。结果表明:董志塬地区沟谷发育度总体上北部大于南部、东部大于西部,由北向南、由西向东的分布均呈先减小后增大的格局,其中北部地区最大值接近于1,表明北部区域塬面几乎被蚕食殆尽;董志塬地区逼近距离即沟沿线与流域分水线的平均距离的分布由北向南、由西向东均呈先增大后减小的格局,在中部地区出现约2 500 m的最大值,北部地区的最小值小于60 m,表明北部地区小流域沟谷侧蚀程度较高;董志塬地区边界维数的分布由北向南、由西向东均呈先减小后增大的格局,北部地区出现约1.8的最大值,表明北部地区沟沿线形态复杂,中部地区最小值接近1,说明中部地区沟谷发育程度较低;董志塬地区沟谷侵蚀发育受地形地貌、地质构造、植被、降雨等自然因素的影响。     

以色列的高效水资源利用

以色列地处地中海西岸,包括西岸地区和戈兰高地在内实际控制国土面积约为2．5万km^2。地形南北狭长,北部及中部地区为山区,南部为荒漠地区,平原区集中在地中海沿岸一带,受地中海气候影响,冬季温和湿润,夏季高温干旱。降雨量小且时空分布不均,多年平均降雨量北部为700～800mm,中部为400～600mm,南部内格夫沙漠只有20～50mm,而且蒸发能力极大,因而南部地区地下水盐度都较高。     

五常市地下水资源初步评价

对五常市地下水类型、分布作出了定性评价。对市区的东南部、东部、中部山丘区;中部、西部高平原区;河谷平原区;北部平原区共计4个区计算出地下水开采量并粗略作了水质评价。     

极端降水对陕西省农业生产的影响

为探究变化环境下极端降水对陕西农业生产的影响,依据陕西省2010—2020年降水数据,结合地形、植被覆盖和社会经济等特征,将HEV（危险性指数、暴露度指数、脆弱性指数）风险评价体系应用于极端降水对陕西省农业生产的影响评价当中,形成风险分布图。研究表明：咸阳市南部、西安市北部以及汉中市中部地区由于地势较低,河网众多,受极端降水的影响较大,风险指数高于0.8,属于高风险地区;陕北的榆林地区由于农业经济密度较低（小于400万元/km2）,农业生产受极端降水影响较小,而汉中市北部则由于植被覆盖度高、地形坡度大,受极端降水影响较小,均属于低风险地区。分析极端降水对陕西省农业生产影响的空间分布特征以及原因,可为变化环境下陕西省农业生产防洪减灾提供理论依据。     

拉尼娜事件对长江中下游旱涝的影响

为研究不同强度拉尼娜事件下长江中下游旱涝差异,利用旋转经验正交函数方法,将长江中下游划分为4个区(西北部、中部、南部和东部);基于MEI指数,提取了1961—2014年的拉尼娜事件,并采用标准化降水蒸散指数来评估旱涝等级。结果表明:不同强度的拉尼娜事件可对各分区的旱涝频率、强度和时空分布产生不同的影响。在强事件持续期,一区易发严重干旱,二到四区易发生严重洪涝;在强事件结束后,一区可出现轻度洪涝,二到四区可出现中等以上干旱。在中等事件持续期,一区洪涝的频率和强度略大,二区到四区干旱的频率和强度略大;在中等事件结束后,一区洪涝的频率和强度非常大,二区到四区干旱的频率和强度非常大。弱事件对旱涝影响较小,且在南部和北部有反向变化特征,南旱北涝。旱涝频率、强度和分布差异与不同等级的拉尼娜事件影响水汽输送和垂直运动的强度有关。     

梧州市近30年降雨量时空变化分布分析

分析Kriging、IDW、Spline和Trend法的插值效果,选出适合梧州市降雨量的空间插值方法,分析梧州市季年降雨量的时空变化分布特征。结果表明Kriging、IDW和Spline法在季年降雨量空间插值中的应用效果较好;春季降雨量分布自北部向南部递减,夏季降雨量分布自西北部向东南部和北部递减,秋季降雨量分布自南部、西北部向中部递减,冬季降雨量分布自北部与南部向中部和东部递减,年降雨量分布自北部与南部向西部和东南部递减。梧州市大部地区四季和年降雨量呈增加趋势;梧州市20世纪80年代降雨总体相对较少,90年代降雨较80年代增多,21世纪前10年降雨较90年代有所减少。     

近30年来云南省不同等级降水时空变化特征分析

利用1987—2016年云南省29个气象站点逐日降水资料,将云南省划分为6个流域,运用线性趋势和小波分析法,分析了云南省不同流域不同等级降水日数和强度的时空变化特征。结果表明:(1)云南省微量降水、小雨、中雨和大雨降水日数和强度整体呈减小趋势,暴雨呈增加趋势,其中微量降水日数和强度、小雨降水日数呈极显著减小趋势;(2)各等级降水强度平均贡献率呈现出中雨大雨小雨暴雨微量降水;(3)各等级降水强度普遍存在22 a和29 a的长周期变化特征;(4)微量降水日数和强度呈现出东北多西南少的分布特征,小雨、中雨、大雨和暴雨降水日数和强度呈现出西南多东北少的分布特征,微量降水日数和强度减少幅度呈现出由东南向西北递增的趋势,小雨降水日数和强度减小幅度较大区域主要集中在中西部,减小幅度较小区域主要集中在长江流域中部和澜沧江流域南部,中雨降水日数和强度减小幅度呈现出由中部向东北和西南递减的趋势,大雨降水日数和强度减小幅度较大区域主要集中在西北和东南部,减小幅度较小的区域主要集中在中南部,暴雨降水日数和强度上升幅度较大区域均集中在西南和东部。研究结果可为区域农业生产和农业用水提供基础性参考。     

资源环境约束下的后套平原地下水可持续性综合评价

后套平原地下水资源分布不均,人口和经济集中于城镇,地表水漫灌导致了土壤盐渍化,对地区社会经济可持续发展造成了严重影响。因此,评价地下水可持续性已经成为该地区发展规划首先要解决的问题。地下水可持续性可以直观有效地反映一个地区地下水利用程度,对地下水资源管理具有重要参考价值。以后套平原地区地下水开采面临的问题为出发点来选择评价指标,利用综合评价方法计算了评价单元上的地下水可持续性水平。结果显示,黄河南岸和东北部地区可持续性最差,中部北部地区可持续较好,地下水资源的开发潜力较大的行政区位于杭锦后旗和五原县北部,而磴口县和乌拉特前旗大部分地区地下水可持续性差,荒漠化严重,不宜再继续发展耗水产业。     

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。     

吐鲁番市地下水功能评价

吐鲁番地处内陆,干旱缺水,地下水是其经济发展和环境维持的重要支撑,为了合理开发和利用吐鲁番地下水,急需开展地下水功能评价。本文以吐鲁番地下水为研究对象,选取地下水开采潜力、生态敏感性、土壤盐渍化程度为评价因子,采用ARCGIS软件对各指标进行空间分析,运用层次分析法确定各指标权重值,对地下水的资源、生态和地质环境功能综合评价。结果表明,北盆地沿火焰山一带及南盆地艾丁湖乡、恰特克勒乡、迪坎乡一带,地下水可持续开发利用;北部天山山区、北盆地、托克逊县南部地下水的综合功能一般,可利用性一般,不宜再大规模开采;南部山区及库木塔格沙漠地下水功能弱,地下水不宜开采利用。     

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。     

唐山丰南区地下水丰枯季埋深空间变异性分析

探究丰南区丰枯季地下水埋深空间变异规律,为地下水资源管理和调度提供指导。本文基于2001年和2014年丰枯季地下水埋深实测数据,运用地统计学方法,结合GS+和GIS软件,分析了淡水区潜水和咸水区承压水丰枯季地下水埋深的空间变异规律。结果表明：淡水区和咸水区丰枯季地下水埋深空间变化范围较大,丰枯季最大埋深差距明显,最小埋深差异不大,14年间埋深呈增加趋势,其中淡水区和咸水区枯季的最大埋深分别增加23.82 m和36.82 m。不同时期地下水埋深具有中等空间变异强度,空间变异结构可用球状模型进行描述,空间相关距离随年份呈减小趋势;空间分布趋势呈现出南深北浅,带状分布规律;随着人类活动增加,地下水开采量增大引起的采补失衡愈发明显,造成地下水埋深不断增大,补给修复效应减弱,人类可利用地下水的埋深段持续下移。通过研究探明丰南区地下水埋深丰枯季变化规律,可在压采稳产目标下,为地下水开采利用上的优化调控和作物种植结构的优化调整提供理论依据。     

关井限采对民勤绿洲地下水漏斗和植被影响研究

民勤绿洲是西北内陆河流域地下水超采严重、地下水漏斗突显、生态环境恶化的典型区域,寻找有利于地下水漏斗抑制和生态修复的调控方式是地下水管理亟待解决的首要问题。基于2011—2012年观测数据,采用GIS和FEFLOW软件,构建民勤绿洲潜水非稳定流模型,模拟分析不同关井限采方案对地下水漏斗和植被的影响。结果表明:(1)缩减地下水开采量能有效减缓地下水位下降,修复地下水漏斗,改善生态环境;(2)减少单井抽水量和关闭一定数量机井相结合缩减地下水开采量的方式,对于修复区域地下水漏斗,抬升绿洲边缘地区地下水位,增加植被存活面积较为有效;(3)目前已实施的关井方法有利于防治绿洲荒漠化,而相同比例关井方法对于区域地下水漏斗修复效果更明显,生态环境和社会效益更佳。研究成果可为当地地下水调控和管理提供参考。     

某市岩溶地下水四氯化碳污染动态演化及分析

根据某市南郊岩溶地下水水源地2000年受到四氯化碳污染的监测资料,分析了污染羽动态特征,指出距污染源农药厂较近的农药厂井中四氯化碳浓度为各区最高,是南区污染重心,北区果园井污染较中间过渡区严重,成为北区的污染重心,污染羽呈"哑铃型"。经治理,各监测点四氯化碳浓度均呈下降趋势,至2005年4月污染已基本消失。通过此过程,分析研究区四氯化碳浓度随时空变化的控制因素。结果表明,该市地下水四氯化碳污染动态变化主要受污染源输入、降雨、人工开采等因素的影响。     

基于GIS的吉林市区地下水埋深空间异质性分析

运用地统计学方法,根据降水丰枯特性,选取吉林市区67眼监测井1984-2014年地下水埋深资料,研究分析了该地区地下水埋深的空间变异性和变化规律。结果表明,市区地下水埋深的空间相关性逐年增强,1984-1999年具有中等空间相关性,2000-2014年具有强烈的空间相关性,1984年和1999年空间最大相关距离较小,空间自相关距离小,连续性较差,其余各年份相关距离较大。各向异性比总体呈减小趋势,说明地下水埋深空间分布各向异性逐渐增大。克里金插值结果显示,研究区地下水埋深除了随地形高程和水源地分布空间变化,还受开采强度的影响,呈现出动态的变化过程。开采漏斗区地下水埋深近几年趋于稳定。     

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。     

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。