地质统计学在水资源系统的应用和发展

本文对地质统计学在水资源系统国外30年和国内20年的主要应用和发展作了较系统评述，今后发展趋势作了展望，有助于这门新兴学科在水资源系统应用深入与开拓。     

人工神经网络在地下水污染评价中的应用

人工神经网络系根据人类的生物神经系统结构设计的计算机网络模型,可用于模式识别.用于地下水污染评价,具有客观、实用、精度高、不受人为因素影响等优点,人工神经网络方法能准确评价地下水的污染状况和污染带分布,可以在水环境污染评价工作中推广.以聊城市地下水污染评价为例,探讨人工神经网络模型(BP模型)在地下水污染评价中应用的基本方法.     

地下水数值模拟中的参数敏感性分析

对国内外地下水数值模拟中的参数敏感性分析工作进行了系统总结,指出了敏感性分析作为地下水数值模拟工作的一个基本步骤的重要性和必要性。目前的地下水数值模拟工作中存在对敏感性分析重视不够、分析方法单一、结论缺乏验证及对参数的浮动范围未达成共识等问题;应发展新的敏感性分析方法,以便对目前的方法进行验证。     

地质雷达在探测地下富含水区域中的应用

地质雷达法用于地下水探测以及地下环境监测,是近年水利和物探行业研究的热点之一.简要介绍了地质雷达法的优点及其在探测地下水活动中应用的国内外研究现状.根据雷达的频谱图和能量特征,可有效探测地下富含水区域.结合南京某小区地下管道泄漏的工程案例,对地下富含水区域和管道等其他异常情况进行地质雷达探测.实践证明地质雷达法在探测地下富含水区域方面能取得较好效果.     

地质统计学理论在农业水土工程中的应用进展

文章详细评述了上世纪80年代以后地质统计学理论和方法在土壤特性、作物信息空间变异及它们之间的空间变异关系等农业工程领域应用的主要成果,并对今后在这一领域的应用和技术发展作了展望。     

PRB技术在地下水污染修复中的研究进展

综述可渗透反应墙(PRB)的技术关键、零价铁修复的原理和PRB的最新进展和实例应用,介绍PRB技术处理地下水的技术优势及存在问题。     

地质统计学在土性指标的空间变异特性研究中的应用

本文以某场地的试验资料为依据，采用地质统计学的理论与方法，以土性指标压缩模量为例，建立了变异函数模型，并举例介绍如何根据已知点推求未知点的克里金计算方法。该方法能更深入地探索土性指标的空间分布规律，为工程设计提供更可靠的数据。     

GMS在地下水污染质运移数值模拟预测中的应用

利用地下水模型系统软件GMS,对研究区污染物在地下水中污染运移进行数值模拟.根据模拟结果,规划基地的防渗减小了对地下水的污染影响.建议加强监测,在做好防渗的同时,开展水力调控措施研究,降低地下水污染应急处理的技术难度.     

格尔木市区地下水污染分析与防治对策

根据地下水水质综合评价指数，对格尔木市区地下水水质进行了分析评价，指出地下水化学成分分带规律明显，河东西部两翼水质状况相差明显。地下水仍以 开采冲洪积扇西部(左翼)潜水及水压水为主。提出污染防治对策。     

Visual Modflow在地下水污染模拟中的应用

采用Visual Modflow软件建立地下水系统模型,预测曲阜某厂区修建后流场的变化。在此基础上,利用VisualModflow软件中的MT3DMS模块,以铅离子(Pb2+)为溶质进行污染物运移模拟,预测地下水中污染物的运移情况。结果表明:拟建项目正常运行情况下,生产污水对地下水水质的影响很小;在管线破裂(或污水处理站发生故障)和污水处理站溢水两种情况同时发生状态下,含铅废水对地下水水质最大影响半径为40 m。     

供水安全与地下水污染防控

全球经济发展的资源性缺水以及地下水污染越来越受到各国政府的高度重视，我国地下水污染的危害不仅造成了巨大的经济损失也影响到居民的健康与生命安全。介绍欧美发达国家地下水污染调查、治理及水资源利用管理所做的工作，结合我国开展的地下水污染调查，综述了地下水污染的危害、治理技术及管理问题。     

青岛市地下水源地水质评价及污染原因分析

在对青岛市18处地下饮用水源地调查资料研究的基础上,分析了地下水源地的水质状况。结果显示,有9处水源地水质达到地下水Ⅲ类标准,9处水源地水质超出地下水Ⅲ类标准,表明了青岛市地下饮用水源地的污染已经相当严重。调查水源地普遍存在硝酸盐、总硬度、溶解性总固体的污染,部分水源地存在氟化物超标区和海水入侵区。结合调查数据和水源地的情况,查明了水源地污染的原因主要是农业、工业及农村非点源污染所致。     

基于改进的共轭梯度算法重构地下水污染源项

针对地下水污染源项的识别问题,为重构非恒定地下水污染源项,采用有限差分格式离散方程,同时附加终端观测值,利用改进的共轭梯度算法反演地下水的污染源项。结果表明:对于连续以及不连续不可导的污染源项均能够被重构;此外,考虑测量误差的影响,数值结果显示在有测量误差的情况下,该算法也能较好地反演污染源项,充分说明改进的共轭梯度算法反演地下水污染源项是有效的。     

基于和声搜索算法的地下水污染源与未知含水层参数的同步反演研究

地下水污染源反演问题和含水层参数反演问题都是典型的地下水逆问题。在未知含水层参数(渗透系数、弥散度等)等先决信息的情况下进行地下水污染源反演计算时,需要根据已有的监测数据(水位和浓度等)对地下水污染源和未知含水层参数进行同步反演。在同步反演优化问题中,决策变量包括污染源位置、强度以及待求的含水层参数。论文首先介绍同步反演模型的框架组成(包括污染物迁移模型和反演优化模型),然后在对已有的各种和声搜索改进算法进行研究的基础上结合同步反演模型提出一种改进的和声搜索算法,最后将同步反演模型和改进的和声搜索算法应用于具体的算例研究。研究表明,改进的和声搜索算法具有算法稳定高效、求解精度高等特点,能够广泛应用于复杂的地下水污染源和含水层参数反演问题。     

松原市地下水污染及其影响评估

随着近年来松原市的石油工业的发展,以及化肥、农药的大量使用,导致该区地下水遭到了严重污染。本文在对研究区工业污染源、生活污染源及农业污染源分布规律调查的基础上,对地下水污染的特征及其社会影响进行了简要分析;采用参数计算法对地下水污染造成的经济损失进行了评估,结果表明其损失约为31 208.593 5万元。对地下水污染特征及其影响的评估结果,为该区水资源利用与保护提供了科学依据。     

Parameter identification and global sensitivity analysis of Xin’anjiang model using meta-modeling approach

Parameter identification, model calibration, and uncertainty quantification are important steps in the model-building process, and are necessary for obtaining credible results and valuable information. Sensitivity analysis of hydrological model is a key step in model uncertainty quantification, which can identify the dominant parameters, reduce the model calibration uncertainty, and enhance the model optimization efficiency. There are, however, some shortcomings in classical approaches, including the long duration of time and high computation cost required to quantitatively assess the sensitivity of a multiple-parameter hydrological model. For this reason, a two-step statistical evaluation framework using global techniques is presented. It is based on (1) a screening method (Morris) for qualitative ranking of parameters, and (2) a variance-based method integrated with a meta-model for quantitative sensitivity analysis, i.e., the Sobol method integrated with the response surface model (RSMSobol). First, the Morris screening method was used to qualitatively identify the parameters’ sensitivity, and then ten parameters were selected to quantify the sensitivity indices. Subsequently, the RSMSobol method was used to quantify the sensitivity, i.e., the first-order and total sensitivity indices based on the response surface model (RSM) were calculated. The RSMSobol method can not only quantify the sensitivity, but also reduce the computational cost, with good accuracy compared to the classical approaches. This approach will be effective and reliable in the global sensitivity analysis of a complex large-scale distributed hydrological model.     

煤矸石堆积区地下水污染效应研究

以抚顺市煤矸石场为例,通过对矸石堆积区地下水环境中微量元素含量变化的实验研究,分析了该区地下水环境污染的机理及污染现状,总结了现阶段存在的问题,并提出了具体的治理措施建议,对合理利用煤矸石资源,改善煤矸石堆积体的环境影响有重要意义。     

川中红层灌区地下水硝酸盐污染特征及影响因素

为探明川中红层灌区地下水硝酸盐污染特征及影响因素,选取简阳市内典型农业种植区,利用变异函数模型与Arc GIS地统计模块,分析了区内地下水硝酸盐污染空间变异特征,并通过因子分析识别其主要影响因素。研究表明:球状模型为本次插值分析的最优理论模型,块金值为0.067,基台值为0.736,块金效应0.091,研究区地下水硝酸盐分布的空间自相关性较强;区内大部分地区硝酸盐污染严重,约有91.8%的面积遭受硝酸盐污染,农业生产活动与包气带岩性特征加剧了地下水硝酸盐含量的升高;研究区中部金鸡河两侧地下水水力坡度较大,径流强烈,污染物不易富集,河流两侧硝酸盐含量明显较低;因子分析表明,地下水硝酸盐含量主要受地层岩性、地形地貌、p H值和人类活动等因素影响。     

地下水氮污染机理分析及治理措施

通过对邢台市氮污染源调查,指出在吸附作用、硝化作用和反硝化作用下,农村长期过量施用的化肥中的氮通过包气带、地表水和灌溉水渗入土壤,造成水环境中氮污染,破坏了土壤结构,影响人类健康,而降水的数量和分布、灌溉水量、土壤的物理性质以及氮肥的品种和数量是影响氮在土壤中运移的决定因素。最后提出了建立生态农业体系、合理施用化肥、建立有机无机相结合的作物养分体系等治理氮污染的有效措施。     

基于随机模拟的地下水铬污染健康风险动态评价

在考虑污染场地水文地质参数的空间变异性以及浓度随时间变化的基础上,构建了污染场地健康风险动态评价模型。通过灵敏度分析选取空间变异对数值模拟影响较大的随机参数,运用地下水模拟系统(Groundwater Modeling System,GMS)中的蒙特卡罗随机模拟得到敏感点污染物任意时刻的概率浓度分布特征,进而选取50%和95%分位点分别代表正常情况和最不利情况,预测敏感点健康风险历时变化特征。以石家庄市藁城区某铬化工污染场地为案例进行分析,结果表明,敏感点初始时健康风险值为0.81,在可以接受的风险范围内,污染羽运移1a后,在正常情况和最不利情况下,风险值分别为1.28、1.52,均大于1,即存在非致癌风险,随后逐渐增大,正常情况下,直到第13年才达到风险可接受水平,说明敏感点未来一段时间都存在较大的健康风险,因此需要对污染场地地下水进行修复。