柳林泉流量动态模拟及衰减原因分析

以柳林泉域泉流量及降水量的系列资料为基础,分别建立了基于灰色理论的GM(1,1)模型、GM(1,1)残差周期修正模型和不同方案下的多元线性回归模型,模拟预测了泉流量动态,并对泉流量衰减原因进行了分析。结果表明:残差周期修正后的GM(1,1)模型优于多元线性回归模型;还原泉流量下的回归模型较实测泉流量下的回归模型拟合误差大但预测误差小;柳林泉流量的衰减过程分为两个阶段,1990年以前大气降水减少是泉流量衰减的主要原因,1990年以后泉流量的衰减则是大气降水减少和人工开采量增大共同作用所致。     

郭庄泉岩溶水系统模型研究分析

以郭庄泉43年(1956年～1999年)的泉流量、降水量、岩溶水开采量为原始建模数据,利用时间序列分析方法建立了三者之间的多输入-单输出预测模型,模型拟合程度良好。通过模型对泉流量变化的影响因素做进一步分析,结果显示:大气降水对1980年前的泉流量变化具有控制作用,而岩溶水开采量迅速上升则是1980年后泉流量不断衰减的重要原因。     

洪山泉域水均衡分析及泉流量预测

基于洪山泉流量日益衰减的现状,以该泉域2001—2013年的泉流量、开采量等系列资料为基础,分析了泉域水均衡状况,得出其流量衰减的主要原因为不断增加的岩溶水开采和煤矿矿井排水。利用灰色综合关联度方法,对不同时滞影响下的降水量与还原泉流量进行灰色关联分析,确定降水量对还原泉流量影响的滞后时间为8 a。将多元回归模型计算的有效降水量作为还原泉流量的相关序列,建立了灰色GM(1,2)预测模型,并进行了残差修正。利用修正后的模型,对2014—2017年不同降水保证率下的还原泉流量进行了预测。结果表明:2015年当降水保证率为95%时,洪山泉将发生断流。     

郭庄泉流量动态预测与泉域保护应对策略

利用时间序列分析方法,根据郭庄泉1956年~2000年的观测资料,建立了郭庄泉流量的动态模型,通过分析模型,得出大气降水对1980年前的泉流量变化具有控制作用,而岩溶水开采量迅速上升,则是1980年后泉流量不断衰减的重要原因。最后对泉域岩溶水的保护利用提出了一些措施和建议。     

岩溶地下水系统演化的数值模拟

为了研究岩溶地区泉域系统演化过程及对泉流量进行预测,耦合了渗流模型和岩溶动力模型,对均质和非均质2种条件下泉域系统进行了溶蚀演化模拟。从模拟结果上可以看出,均质含水系统初期水位变化较小,中后期下降明显,而非均质含水系统初期下降明显,中后期水位稳定;在张开度方面,非均质模型在相同时段内张开度的最在值却比均质系统要大4~5 cm。2个泉域系统的泉流量都经过了初期较小,中后期迅速增大的过程,只是增大的时间和每个时间点的泉流量不同,非均质系统增大时间更早,流量更大,分别用指数函数和多项式函数来拟合了均质和非均质系统泉流量过程曲线。研究结果为岩溶地下水系统演化模拟提供了一个新方法,同时也为岩溶地区地下水资源评价研究提供了科学依据。     

柳林泉径流减少原因分析及保护对策探讨

从大气降水、河道渗漏、深层岩溶水开采、煤矿开采等方面分析了柳林泉泉水量衰减的主要原因,根据分析的原因提出了保护柳林泉的建议。     

落水洞对裂隙-管道介质泉流量衰减过程影响的试验研究

岩溶裂隙-管道是我国西南地区的主要地下储水空间和导水通道,落水洞是岩溶地区临时性吸收地表水流的重要过水通道,在西南地区分布密集。开展落水洞大小对裂隙-管道介质中泉流量过程影响的研究,对指导岩溶水可持续开发利用和推动岩溶水研究具有深刻意义。文章研究了落水洞对泉流量衰减过程的影响,利用自制的裂隙-管道物理模型,模拟落水洞不同断面尺寸、填充程度下的泉流量衰减过程,由衰减曲线探求衰减系数受不同因子的敏感程度。试验表明:泉流量衰减过程可分为三个亚动态,大致符合指数型衰减。其中,第一亚动态的衰减系数受落水洞断面尺寸影响较大,落水洞断面尺寸越小,衰减系数越大;落水洞的填充程度越高,衰减系数越大。     

辛安泉流量衰减成因分析及泉流量预测

通过对辛安泉的泉水动态分析,获得了泉流量衰减变化的趋势。在岩溶水系统分析的基础上,采用数学相关模型对辛安泉的流量与大气降雨和人工开采进行了分析,研究了泉流量与大气降雨的延迟、滞后效应,分析认为20世纪70年代以来大气降雨的持续减少和80年代中后期人类的强烈活动,是造成泉流量衰减的主要原因。同时采用数学相关模型对辛安泉流量进行适时预测。     

裂隙-管道介质泉流量衰减过程试验研究及数值模拟

岩溶多重介质含水系统泉流量特征的研究对岩溶水资源的开发利用具有重要的指导意义。利用自主研发的裂隙-管道介质物理模型,模拟岩溶裂隙-管道介质的泉流量衰减过程,设计多组试验探讨不同因素对泉流量衰减过程的影响。试验结果表明,衰减过程随释水介质的变化分为3个亚动态;衰减系数的大小主要受泉口大小、补给状态、含水介质初始蓄水状态的影响。基于物理试验结果,通过Visual MODFLOW软件结合等效渗透系数法建立符合物理模型机制的水流数值模型,对数值模型进行参数灵敏度分析,研究模型内部结构对泉流量过程的影响。结果表明,排水沟的综合水力传导系数对泉流量过程影响最大,垂直层面裂隙等效渗透系数的影响次之,管道等效渗透系数的灵敏度再次之,泉流量过程对层面裂隙等效渗透系数最不敏感。     

山西神头泉流量的灰色预测模型研究

本文在研究岩溶水运动规律的基础上，应用灰色系统方法，建立了神头岩溶泉流量灰色动态预测模型，对其流量进行了预测，预测结果显示，从2001～2015年，神头泉流量总的趋势是下降状态，为此提出了神头泉域岩溶水资源开发利用和保护措施。