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。     

兰村泉域岩溶地下水位动态变化趋势分析

应用基于分形理论的R/S分析法,从非线性的角度研究太原市兰村泉域岩溶地下水水位的动态变化趋势。以兰村S1观测孔1954—2011年的年均水位资料为基础,针对泉域地下水位变化的阶段性特征,将水位时间序列分为3段,分别计算各段的Hurst值,并结合泉域岩溶地下水的循环条件分析水位动态变化趋势。结果表明,在未来兰村泉域岩溶水开采量变化不大的情况下,其水位下降趋势将逐渐变缓。     

北京市平原区地下水动态要素的时间变化及其启示

地下水补径排过程中的水量交换满足质量守恒定律,具体为地下水量的输入输出最终要满足水均衡方程。对反映地下水量交换规律的地下水动态要素及其时空变化规律的掌握,是进行地下水资源评价和未来供水能力预测的基础。采用水均衡理论和水位动态均衡法,对北京市平原区地下水动态与均衡要素(水位、补给量、排泄量)的时间变化规律及相互关系进行了分析,并得到以下主要结论:(1)地下水总输出量连续多年大于总输入量,使含水层长年"入不敷出",储量亏损越积越多;(2)平均水位每下降(上升)1m,含水层可释放(储存)约4.76亿m3的水量;(3)近些年地下水的开采量有相当一部分来自袭夺的天然排泄量,且两者呈良好的负线性相关关系;(4)地下水位变动带内(埋深在7.50~22.92m之间)含水层的给水度总体上随埋深的增加而减小,等效给水度为0.077。     

马海盆地鱼卡河下游流域地下水均衡估算

鱼卡河下游位于柴达木盆地北部边缘的马海盆地,地下水是当地重要水源之一。通过搜集气象、水文资料及查阅相关文献,结合野外实地考查与试验,在掌握其水文地质基本特征的基础上,计算了其地下水系统2000~2013年的地下水均衡量。结果表明:对于流域内的地下水系统而言,河流渗漏补给是其主要补给源,约占总补给量的77.8%,而潜水蒸发是其主要排泄方式,约占整个系统排泄量的85.6%。流域内地下水年均补给总量为10 260.5万m~3/a,年均排泄总量为108 96.6万m~3/a,地下水均衡差为636.1万m~3/a,地下水位呈59 mm/a的下降趋势。研究结果对流域地下水资源量计算、地下水环境以及生态环境保护等均具有一定的参考价值。     

海河流域平原区浅层地下水超采量估算

收集整理了海河流域平原区浅层各省市几种来源的地下水位数据,利用ARCGIS技术,矢量化《华北平原地下水可持续利用图集》作出1959年、1984年、2005年6月地下水等水位图,利用《中国地质环境监测地下水位年鉴》2005年-2013年末及2005年6月数据,计算了时段变化率,推算出2005年-2013年地下水等水位图,并利用"华北平原地下水演变机制与调控项目"地下水位数据对估算水位进行检验,说明推算的地下水位分布是可靠的,进一步结合地下水开采漏斗和含水层给水度对超采量进行了估算。计算结果表明,1959年-2013年,海河流域平原区浅层地下水累计超采979.45×10~8 m~3,水位平均下降9.62m。其中1959年-1984年年均超采16.34×10~8 m~3,水位平均累计下降3.93m、年均下降0.141m;1984年-2005年年均超采21.21×10~8 m~3,水位平均累计下降6.28m、年均下降0.299m;2005年-2013年年均超采15.67×10~8 m~3,水位平均累计下降1.05m、年均下降0.131m,2010年以后已呈平稳状态。超采漏斗主要存在于山前地区且用水量较大的城市,尤以子牙河平原西部石家庄、邢台一带最为严重。     

玛纳斯河流域山前平原区地下水资源动态变化分析

地下水是玛纳斯河流域山前平原区的主要供水水源,该区内地下水资源动态变化的研究对于指导当地水资源合理开发利用以及生态环境保护具有重要意义。在收集流域多年研究资料的基础上,通过水均衡法评价了地下水资源量和构成,剖析了地下水资源及地下水位动态变化特征及其驱动力。结果表明:(1)自20世纪80年代以来,地下水均衡状态由正均衡演变为负均衡,地下水储存量在逐渐减少;地下水资源构成发生了变化,河道渗漏补给量、田间灌溉入渗量及渠系渗漏补给量占总补给量的比例分别由20世纪80年代的23.69%、12.03%、37.74%降低为21世纪10年代的18.36%、11.46%、36.91%,人工开采量占总排泄量的比例增加了42.94%;(2)地下水位动态监测资料表明,地下水位年内动态与河流流量、农田灌溉及地下水人工开采紧密相关,年际动态表明地下水位在过去21年内呈下降趋势,且冲洪积扇地下水位下降速率大于细土平原;(3)渠系硬质化、大面积引河水灌溉以及人工开采的增加是地下水资源量组成改变和地下水位下降的主要驱动力。该研究为玛纳斯河流域地下水资源合理开发利用提供了支持。     

地下水资源评价中随机模型的应用

1地下水动态数据平稳序列处理地下水系统是随机系统,作为系统输出的地下水动态数据必然受其支配,呈现出随机变化特征。将地下水系统的输入和输出看作是平衡随机过程,是基于地下水系统处于相对的稳定状态。如水文地质条件在相当长的时段内变化缓慢,地下水在多孔介质中的客观条件和环境限制就可认为与时间无关。这一点在对许多地下水位、泉流量实际观测资料的统计检验中得到了较好的体现。目前在随机微分方程用于地下水计算时,其中的参数、水位等就是被看作平稳过程。但是,值得注意的是,严格地说,地下水动态是一个非常复杂的非平稳时间序列,但为了实用方便,可以把地下水动态概化成平稳性序列(对系统输入及转换系统也是如此),从而达到模拟地下水动态总趋势和反求水文地质参数之目的。但是对于不定期抽水井周围的地下水位、降水强度较大导致地下水位很快受到影响(如岩溶地区);自然边界中水文地质条件发生较大改变等情形,要慎重处理。     

宝石岭隧道水环境效应与注浆治理研究

经济社会的高质量发展对隧道工程的环境效益提出了更高要求。以宝石岭隧道K60+160—K60+180段涌水为工程背景,首先归纳整理了隧道涌水引起的地下水位下降、地表塌陷、房屋开裂等水环境负效应;其次进行注浆参数设计和注浆施工,注浆圈厚度4 m,浆液为1∶1水泥浆添加3%水玻璃;最后通过涌水量、地下水水位、隧道衬砌承载力检验了注浆效果。结果表明,涌水量由注浆前的12.53 m³/(d·m)下降到2.41 m³/(d·m),降幅达到80.8%;地下水水位由注浆前的大于20 m逐渐上升至约15 m;初衬外水压力降幅达68.6%,安全系数大于2.0;可见注浆后涌水量和衬砌外水压力大幅降低,地下水位得到了恢复,注浆堵水限排的效果明显。研究成果为隧道开挖引发的水环境效应的治理提供了一定的借鉴。     

北京房山岩溶水应急水源地地下水流数值模拟及预测

为分析北京房山岩溶水应急水源地的持续开采能力,在概化区域水文地质条件的基础上,建立了区域地下水流数值模型,模拟水位与实测水位拟合较好。利用验证后的模型,进行了枯水年条件下三种开采方案的预测评价。结果表明,以现状开采量持续开采至2014年末(2 332×104 m3/a),岩溶水系统处于动态平衡状态,地下水位没有明显变化;若增加一倍开采量,则地下水位下降速率为3.17m/a,泉水流量减小;开采量为7 300×104 m3/a时,地下水位下降速率增大到8.96m/a,且泉水出现断流。维持现状开采量是合理的持续开采方案。研究结果为应急水源地持续开采提供了依据。     

长治盆地浅层地下水位动态分析

地下水位控制与水量控制关系十分密切,针对地下水水量-水位双控管理,以长治盆地为研究对象,分析降水量、地下水位动态变化规律及其影响因素,通过建立的3种地下水数理统计模型,运用水均衡法进行水位变幅校核,结果表明:长治盆地地下水属于采补均衡区,降水是当年地下水位变幅的主要影响因子,而当年开采量可能对下一年地下水位变化有影响,将地下水位变幅作为因变量的数理统计模型更加合理;根据浅层地下水非超采区水位控制标准,当长治盆地丰水年地下水位年变幅ΔH≥0.97 m,平水年地下水位年变幅ΔH≈0 m,枯水年地下水位年变幅ΔH≤0.83 m时,可以满足该盆地浅层地下水采补均衡的要求。     

黄河河南段河道变迁对傍河水源地的影响

以郑州市九五滩水源地为例,研究了黄河河道变迁对傍河水源地地下水位的影响:①随着河道的北移,水源地内地下水位在下降,当河道北移的距离控制在800 m以内时对水源地的影响不大,漏斗中心水位降幅约为0.64 m;但当河道北移1 500 m时,水源地地下水位降幅达3 m以上。②随着河道水位的升降,滩区内地下水位也跟着升降,但地下水位的变化幅度略小于黄河水位的变化幅度;河水位每升降0.5 m,地下水位跟着升降的幅度平均为0.41 m。     

降水和开采变化对滹滏农业区地下水流场影响特征与机制

准确认识地下水流场演变机制是开展地下水系统涵养修复的前提和基础。以滹滏农业区为典型区,基于该区逐月地下水动态观测和降水资料,采用区域地下水动态模型及时间序列趋势分析等方法,开展了降水和开采变化对农业区地下水流场影响特征与机制研究。结果表明:降水变化是驱动地下水位变幅的重要因素,在枯水年份地下水位下降阈值介于0.5~4.0 m,在平水年份下降阈值介于0~2.0 m,在丰水年份地下水位大幅上升;地下水位与开采量关系不明显,但与区域累计超采量有显著的相关关系,地下水累计超采量每增加1.0亿m3正定农业区地下水位下降6.4 m、藁城农业区下降7.3 m。随降水量的增大,农业区开采强度呈幂函数减少趋势,地下水补给量呈幂函数增长趋势。农业开采减少趋势线和地下水补给增加趋势线的交会点为地下水系统平衡点,在平衡点左侧的年份地下水系统处于负均衡状态,离平衡点越远地下水位下降幅度越大;在平衡点右侧的年份地下水系统处于正均衡状态,离平衡点越远地下水位上升幅度越大。研究成果可为区域地下水开发利用提供理论指导。     

华北典型灌区气候变化条件下地下水响应研究

基于MODFLOW模型,以华北平原人民胜利渠灌区为例,结合研究区水文地质条件,建立地下水运动数值模拟模型,通过参数校准和模型验证,表明建立的地下水运动模型能够合理地反映研究区2012-2013年的地下水运动状况,模拟结果表明该灌区地下水处于负均衡状态。基于模拟结果,进一步预测了气候情景(选取RCP4.5情景NorESM1-M模式)下灌区2030年地下水水位情况。结果表明与1997-2013年相比,2030年灌区地下水位持续下降,漏斗面积逐渐扩大。以此为基础,开展地下水开采量情景分析,将开采量分别增加和减少20%,预测2030年在不同开采量情景下地下水水位变化情况。最后根据预测结果初步提出地下水开采量减少20%的调控方案,以保证地下水水位有所上升,漏斗面积减少。     

灌区浅层地下水资源分析评价

以河南省赵口引黄灌区二期工程规划范围内的浅层地下水为研究对象,根据灌区的地形地貌、地层岩性、水文地质条件、地下水补排关系等因素,采用水均衡法对灌区浅层地下水资源进行计算与评价.根据计算成果,全区地下水总补给量4.75亿m3,总排泄量5.37亿m3,总补给量小于总排泄量,计算成果与现状灌区的地下水位逐年下降是一致的.灌区...     

肥城盆地人工回灌补源模式初探

1肥城盆地水资源状况肥城市水资源短缺,多年平均降水量为646·9mm,全市多年平均水资源总量为2·6亿m3,人均占有水资源量仅为271m3,约占全国人均的11%,占全省的81%,肥城盆地作为肥城市经济和社会发展的重要水源地,存在如下问题:1·1地下水资源超采严重,水平衡动态严重失衡盆地地下水资源多年平均总量1·4亿m3,占水资源总量的80%,年均超采0·3亿m3,现状平水年缺水0·5亿m3,枯水年缺水高达1亿m3。自1980年以来,自城区至石横一带地下水位呈现大面积的下降,近25年来,年均下降1·9~2·4m,已成为地下水严重超采区。1·2地表水资源拦蓄利用量少肥城…     

偃师伊洛河河滩浅层地下水资源分析研究

偃师伊洛河河滩浅层松散岩类孔隙含水岩组富水性较强,多年平均浅层地下水天然补给资源量1929.18万m3/a,可开采资源量1691.40万m3/a.尽管多年平均状态下区域地下水整体处于负均衡,但均衡差较小,通过伊河、洛河上游放水对地下水的补给可使地下水位得到有效回升.通过研究为地下水资源的保护和合理开发利用提供了科学依据...     

临淄区水资源状况令人担忧

今春以来,由于干旱少雨,临淄地下水位下降严重。与去年同期相比,大武水源地地下水位下降超过10m,出现大面积负值区,北部平原区地下水位下降近2m,接近历史最低水位。临淄地下水资源面临枯竭的危险。 近年来,随着工农业的快速发展,用水量不断增大,在现状条件下,该区地下水多年平均可开采量为2.89亿m~3,实际开采量已达3.67亿m~3,每年     

变化环境下玛纳斯河流域绿洲区地下水位变化特征及影响因素分析

地下水作为水循环的重要环节,变化环境下其补给、径流和排泄条件发生改变,影响着干旱区水安全和生态环境维系。以西北典型内陆河玛纳斯河流域为研究区,采用衬度系数方差分析法分析了绿洲区地下水位空间分布及变幅特征,阐明了变化环境下玛纳斯河流域地下水位变化主要影响因素。研究结果表明：(1)2012—2019年地下水水位呈先下降后上升而后再趋于逐年波动、小幅下降的趋势,下降趋势逐渐变缓;(2)地下水位年内变化为3、4月到8、9月波动下降,8、9月到来年3、4月水位有所回升,年内变幅0.29～19.05 m;(3)人为因素对地下水水位具有显著的影响,主要表现在流域土地利用变化和用水量变化。研究结果可以为玛纳斯河流域地下水资源合理开发与管理提供科学依据。     

太原市兰村泉域岩溶地下水可持续开发利用与调控研究

根据太原市兰村泉域水文地质特征及地下水开发利用现状,建立岩溶含水系统地下水数值模拟模型,对岩溶地下水进行预测和评价,制定岩溶地下水资源开发利用规划方案,进一步分析兰村泉复流的可能性。研究结果表明,随着太原市引黄工程的投入使用,可最大限度地对岩溶地下水实施调控,使岩溶地下水水位逐步得到恢复。     

武安盆地南部单元岩溶地下水资源均衡分析

武安盆地地处华北邯邢地区,属黑龙洞岩溶地下水系统的一部分。天然条件下,盆地内奥陶系灰岩地下水与区域地下水联系密切。自上世纪六七十年代后,区域地下水开采量逐年增大,随着奥灰岩地下水位大幅下降,盆地内的地下水环境发生了很大变化,但水文地质边界条件更加清晰明朗。现阶段,盆地南部呈一个四周封闭的次一级的水文地质单元。结合实际资料数据,对盆地南部单元内岩溶地下水资源进行均衡分析计算,其结果对岩溶地下水资源的评价及本地矿山水文地质研究具有积极指导意义。