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。     

岩溶山区泉流量对降雨响应规律模拟研究

以山西某岩溶泉为研究对象,对其水文地质条件进行概化,建立水文地质块状结构概念模型.运用多年观测资料对模型进行物理模拟,进一步识别地下水流系统的补给、排泄条件;采用MODFLOW软件对模型进行数值模拟,研究地下水均衡.通过物理模拟与数值模拟相结合,得出泉流量对降雨强度响应的正相关性规律.     

人类活动对辛安泉岩溶水流量的影响分析

介绍了辛安泉流量的动态特征,分析了岩溶开采、矿山开采、治理工程、工程建设、农业生产、水土保持和生态修复工程对辛安泉流量产生的影响。     

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。     

郊区岩溶泉保泉供水研究——以北京市房山区为例

北京水资源供需矛盾日益突出,地下水供水量占全市供水量的2/3,而地下水的严重超采影响了泉水的排泄。通过研究分析房山区高庄泉群和河北泉群泉流量动态变化,发现高庄泉泉流量衰减较严重,河北泉次之,泉流量的衰减主要受降水量的减少以及人类开采量的增加影响,据此提出了相应的保泉措施。     

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。     

改进的CW模型在岩溶泉流量模拟中的应用

为从整体上研究岩溶含水系统泉流量对降雨量的响应特征,以贵州后寨典型小流域为例,改进基于一维扩散流的Criss和Winston流量曲线模型(CW模型),使得模型适用于有岩溶管道流等流态的非达西流地区。模拟结果表明:改进的CW模型在流量峰值和峰值后的衰减段都比原模型的模拟精度高,冒水坑28场降雨流量模拟获得平均滞后时间为1.77d,与谱分析计算的滞后时间范围相吻合;通过灵敏度分析发现,参数b对流量的灵敏程度高于参数β且流量变化幅度不同。     

郭庄泉域岩溶水资源评价及保护研究

为确保郭庄泉域岩溶水资源的可持续开发利用,必须对岩溶水资源进行评价及保护。采用理论频率法对郭庄泉域岩溶水可开采资源量进行了评价,结合泉域实际提出了泉域岩溶水资源保护对策,研究成果可为郭庄泉域岩溶水资源管理和可持续利用提供参考。     

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。     

大气降雨变化对神头泉流量影响的研究

运用季节分解的方法分析了我国北主著名岩溶大泉－神头泉流量与大气降雨变化的关系。结果表明，大气降雨变化是影响神头泉流量变化的根本原因，其间存在着11年的滞后时期；人类活动，主要是人类在70年代中期到80年代末对第四系孔隙水的大规模开采对泉流量的衰减起一定促进作用。受大气降雨变化的影响，神头泉流量在未来11年中将不断回升，2007年后流量将稳定在7．66m^3/s。     

岩溶泉水的研究现状与进展

介绍了近几十年来岩溶泉水的国内外研究现状与进展。由于岩溶泉水分散出露,泉域范围不清,加之地下情况千变万化,很难用地下水动力学方法去描述岩溶泉水的变化,目前岩溶泉水的研究仍然是水文地质学家致力研究的难点之一,指出了研究中存在的不足,并就开展进一步研究提出了相应的建议。     

卧虎山水库对济南泉水影响的定量分析

分析计算了卧虎山水库建成运行后对其下游济南泉域岩溶水补给量的影响,包括河道水文特征变化对地下水补给量的影响、水库灌区农业灌溉对地下水补给量的影响、利用水库放水进行人工回灌对地下水的影响;进一步分析计算了卧虎山水库对济南泉水流量的影响程度:在不考虑其他因素的情况下,卧虎山水库的拦蓄运行使四大泉群的泉流量削减了11.8%。     

落水洞对裂隙-管道介质排水过程的影响

利用自行研制的裂隙-管道介质物理模型进行多组试验,探究落水洞对介质排水过程的影响。对裂隙-管道介质按照介质空隙结构特点进行分区,引入反映介质排水过程中水体排泄快慢的单位时间排水量,进而得到对应不同介质分区和介质整体的四个单位时间排水量。利用单位时间排水量分析九种落水洞横截面积对裂隙-管道介质排水过程的影响。结果表明:落水洞横截面积的增大对裂隙-管道介质结构的影响为增大其储水空间和导水空间;落水洞横截面积的增大会加快裂隙-管道介质的排水过程,排水过程对落水洞横截面积增大的响应在横截面积的增大量达到某一阈值后才会发生,该阈值和介质空隙结构有关;排水过程的三个不同阶段的阈值不同,末期的阈值小于初期、中期的阈值。     

基于泉群流量与降水量相关性的明水泉域岩溶水强径流带识别

运用皮尔逊相关系数法分析了明水泉域各水文站月尺度最佳降水滞时,依据最佳降水滞时在旬尺度和日尺度条件下分别计算了 2006-2013年泉群流量与各水文站降水量的皮尔逊相关系数,得出与泉群流量关系相对密切的水文站点,从而识别出明水泉域强径流带.结果表明:各水文站最佳降水滞时均为5个月;明水站、闫家域站和旭升站降水量变化与泉...     

降雨条件下岩溶槽谷泉水的水文地球化学特征

在示踪试验判断岩溶含水介质形态的基础上,通过观测降雨条件下姜家泉泉水的电导率、pH值、水温、泉口实时水位、降雨量以及降雨的pH值、钙离子浓度、电导率和计算出的泉水方解石饱和指数及CO2分压,分析了降雨条件下岩溶槽谷泉水文地球化学行为的动态变化。研究结果表明在以管道为主的岩溶含水介质槽谷中,泉水水位随降雨暴涨暴落,其水温、电导率、pH值、方解石饱和指数和CO2分压对降雨响应迅速,能敏锐地感应和反馈环境的变化。酸雨将可能引起泉水pH值的降低和电导率的升高,因而应重视酸雨对岩溶泉水文地球化学行为和岩溶含水介质演化过程的影响。降雨期间雨水将地表土壤带入地下河,引起泉水浊度的升高,表明此时泉水可能受到微生物的污染。     

地下河天窗水位变化分析及预测

以贵州省普定县后寨地下河流域内平山天窗水位为研究对象,分析了水位变化规律,并采用偏最小二乘回归、人工神经网络及两种方法的结合建立了高水位阶段水位半日预测模型,对各模型进行了对比分析。结果表明：天窗水位变化划分为枯水位、开采-恢复、高水位3个阶段;高水位阶段天窗水位主要受前半日内的降雨及前半日时的水位影响;偏最小二乘回归是进行天窗水位预测的合适方法。该研究有助于岩溶地区水循环规律的认识及地下河水资源的开发利用。     

基于遗传算法优化BP神经网络的岩溶泉水位预测研究

我国北方岩溶大泉是集自然、文化和旅游等多种属性的重要自然资源,对北方岩溶地区经济社会发展有着重要的促进作用。为了精确预测岩溶泉的动态变化趋势,为岩溶泉资源保护提供支撑,基于2016-2018年趵突泉泉域的大气降水量、岩溶水开采量、人工生态补源量等数据,分别构建了6种BP神经网络以及采用遗传算法优化的BP神经网络预测模型,评价了不同预测模型对趵突泉水位的预测效果。研究表明：与BP神经网络相比,将GA算法得到的权值和阈值作为BP神经网络初始值可以很好地提高神经网络预测的稳定性,同时可以大大减少神经网络迭代次数,从而节省大量的计算成本;采用Levenberg-Marquardt训练方法的GA-BP(LM)网络模型具有稳定性高、计算成本低、预测误差小的特征,更适用于岩溶泉水位的预测。