晋祠泉域地下水动态研究及保护措施

介绍了晋祠泉域基本情况和泉域地下水动态监测情况,针对岩溶水和孔隙水的不同水文地质分区,对水位和水质的变化情况进行了分析和研究,通过对岩溶水和孔隙水水质进行评价,得出对不同水文地质分区地下水的保护措施。     

汾河二库蓄水至正常水位后对周边地下水影响分析

汾河二库坝址上游河道为晋祠泉域的渗漏带,坝址下游为兰村岩溶水源地及西张盆地。在分析区域地质、水文地质条件及水库实测数据的基础上,利用汾河二库水位变化对周边地下水水位的动态变化资料,用相关分析法探讨了水库蓄水至正常蓄水位时与晋祠泉域和兰村泉域的关系,对水库管理、调蓄运行以及两大泉域的自然复流具有一定的现实指导意义。     

基于人工神经网络的晋祠泉水位模拟研究

晋祠泉是太原市第二岩溶大泉,受太原市工农业生产大量开采岩溶水影响,该泉已于1994年4月断流。为了探索人类因素影响下的泉水水位变化趋势,采用前馈神经网络、动态递归神经网络、时延神经网络、非线性动态自回归神经网络、级联神经网络5种人工神经网络,结合14种训练算法构建晋祠泉水位预测模型,基于2013—2017年实测泉水位数据分析各种人工神经网络预测模型精度,结果表明:动态递归神经网络可用来对晋祠泉水位进行准确预测,traincgb、trainrp、traincgf、traincgp等算法效果比较理想。同时应用LSTM深度学习模型预报未来10 a的降水量,进而计算出降水入渗补给量等,并结合动态递归神经网络预测晋祠泉域未来水位变化,结果测定2019年晋祠泉水位可以超过复流最低水位802.59 m。     

基于修正PI模型的晋祠泉域岩溶水脆弱性评价

为有效管理和应用晋祠泉域岩溶地下水资源,需要确定晋祠泉域岩溶地下水保护带。根据晋祠泉域水文地质条件及岩溶地下水特征,在PI评价模型的基础上,增加煤层开采S和人工排泄Ad两个影响因子,构建PISAd指标体系,应用CIM-AHP评价体系,基于GIS技术,对晋祠泉域岩溶地下水脆弱性进行评价。结果表明:晋祠泉域岩溶地下水脆弱性分区面积比例由大到小依次为高脆弱区38.3%、较高脆弱区26.8%、中等脆弱区18.0%、较低脆弱区9.8%和低脆弱区7.1%。高脆弱区主要集中在灰岩裸露区、汾河渗漏段以及煤层带压开采区。     

平泉与晋祠泉的关系以及晋祠泉复流的可能性分析

晋祠泉历史最大流量为2.06 m3/s（1957年）,平泉历史最大流量为1.56 m3/s（1978年）,由于晋祠泉域范围内大量开采岩溶地下水,使泉水流量逐年衰减,晋祠泉最终于1994年4月20日断流,平泉也于2003年干涸断流.2011年8月以来,平泉泉水出现复流迹象.文中从地质构造方面、地下水流场、岩溶地下水的水化学场及同位素角度分析,平泉与晋祠泉同属一个岩溶水系统,具有同一个补给区和径流区,同位于一个岩溶地下水系统的排泄带上,水力联系十分密切,因此,平泉的复流将使晋祠泉复流的可能性大大增加.     

煤矿开采对晋祠泉岩溶水影响分析

结合晋祠泉区域内的岩溶地下水变化实际情况,通过调查获取区域内煤矿分布情况。根据数据统计结果可知,煤矿开采对岩溶水的影响主要集中在水质、流量、水位等方面。煤矿开采降低了岩溶水的补给量,径流经过煤矿区域的岩溶水水化学特性存在异常,煤矿开采对岩溶水水质影响较大。     

太原市晋祠泉域生态环境特征分析

山西太原市晋祠泉是华北有名的岩溶大泉,近年来泉水流量一直呈衰减趋势甚至断流,恢复和保护晋祠泉水的昔日风貌让名泉复流,深化对泉域的研究在全省的水资源战略格局中至关重要。文中从水土保持的角度研究了晋祠泉域的自然地理与水资源系统环境特征。泉域内有土石山区、黄土丘陵沟壑区、黄土丘陵阶地区三种地貌类型;土地利用布局不合理,水土流失严重,土壤侵蚀模数500～7 000 t/(km.2a);降水是泉水流量变化的主要影响因素,1974年之后,降水量与汾河渗漏量的逐年减少、岩溶地下水开采逐年增加以及补给区水土流失成为导致晋祠泉水流量衰减的综合因素;结合晋祠泉岩溶水介质系统构造发育,研究了晋祠泉水资源系统结构特征与泉水补给区域特点,泉水的补给主要依靠灰岩裸露区接受大气降水和河流渗漏。对晋祠而言,汾河水在深水位灰岩区的渗漏则不容忽视,这种补给更可能占主要地位。     

采煤和岩溶水开采对晋祠泉出流影响的随机模型分析

以晋祠泉域为例,在泉域驱动因素的基础上,将泉域岩溶水系统概化为一个多输入-双输出的系统,输入项为当年及前7 a的降水、岩溶水开采量和采煤排水量;输出项为晋祠泉总排泄量,即出流量和侧排量。然后采用多元线性回归和BP神经网络2种随机模型,建立泉域各输出项与各输入项的关系,再假定无岩溶水开采和无采煤排水2种情景,在这2种情景下模拟泉域的排泄量,对比分析采煤和岩溶水开采对晋祠泉出流量的影响。研究结果表明采用多元线性回归模型,在1956—1994年多年平均条件下,岩溶水开采后晋祠泉排泄量减少0.42 m³/s,采煤排水后出流量减少0.23 m³/s,人类开采使总排泄量减少0.65 m³/s;采用BP神经网络模型,1956—1994年多年平均条件下,岩溶水开采后泉域排泄量减少0.30 m³/s,采煤排水后出流量减少0.27 m³/s,人类开采使总排泄量减少0.65 m³/s。20世纪80年代后采煤活动加剧,2种随机模型均反映出采煤排水对泉域有严重的影响。     

晋祠泉域采煤保水措施初探

晋祠作为山西省的著名风景名胜旅游区,由于泉域内岩溶地下水的大量开采和西山煤田的大规模开发,致使岩溶地下水采补失衡,造成泉水断流、部分区域出现地面塌陷等一系列环境地质问题。针对目前晋祠泉域存在的水环境问题,提出了划分限采、禁采区,建立监测系统,实施矿区综合治理等采煤保水措施。     

古堆泉域地下水现状监测分析

古堆泉域地下水的过度开采造成了泉水断流、水生态环境恶化、泉域水质下降等一系列问题。为了修复泉域地下水生态,实现古堆泉的复流,2015年实施了泉域范围内的岩溶地下水位统测工作,共计调查了82口观测井的井深、井径、地面高程、埋深、水井水位等信息,通过对水位等信息的统计分析,绘制了古堆泉岩溶地下水的等值线图。     

晋泉减少原因分析及其保护对策

晋祠泉域是山西省重要的一级水源保护区。由于不合理的人为超采地下水,致使今日的晋泉已奄奄一息,直接影响了工农业生产的发展。省市领导极为重视晋泉保护。成立了晋祠泉域保护办公室,划定并建立了晋祠泉域保护区,制定实施了国内首部泉域保护条例。使泉域管理走上了正规化、科学化、法制化的轨     

太原兰村泉域水资源保护目标的制定与实践

我国是世界上岩溶最发达的国家之一，特别在北方，岩溶地下水资源已成为当地经济发展和人民生活的重要求源。近年来，由于不合理开采，已造成岩溶泉域地下水位持续下降，甚至造成如山东趵突泉、山西晋祠泉、兰村泉干枯。为了扭转这种局面，保护好岩溶泉域水资源，试图以岩溶泉城为单位，以太原兰村泉域水资源保护管理实践为实例，通过量化管理，确定保护目标，并通过立法确保管理目标的实施，控制地下水位下降，防止污染．希望能在泉域水资源保护管理方面起到抛砖引玉的作用，促进泉域水资源的管理与保护，达到使岩溶泉域地下水可持续利用的目的。     

晋祠泉补水工程的地下水环境影响及保护措施分析

泉域补水可能对地下水水质及水位带来一定影响,须采取相应的保护措施。结合晋祠泉补水工程,通过确定补水水质标准,评价补给工程对泉域地下水水质及水位的影响,提出泉域地下水保护和监控措施。为今后同类泉域补水工程的开发和保护提供良好的借鉴。     

晋祠泉水断流分析和复流措施

通过分析晋祠泉域的地理地貌、水文地质,以及当地降雨、抽水井、煤矿开采、流经的汾河径流、附近水域对晋祠泉水流量和地下水位的影响情况,得出人为减少汾河径流、过度抽排泉域地下水,是导致晋祠泉断流的主要原因。提出"开源节流"为主旨的晋祠泉复流综合措施,以期2~5 a内地下水回升到泉眼以上,实现晋祠泉自然出流。     

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。     

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。     

晋祠泉流量衰减分析

位于太原市能源重化工基地的晋祠泉域是保障该地区工农业生产正常进行的重要水源地。从20世纪70年代开始,其泉流量急剧下降,到90年代中期全面断流,这给当地经济发展和生态环境造成了严重影响。正是在这样背景下,根据晋祠泉域40年的补、径、排资料,从自然因素和人为因素两方面分析了晋祠泉流量的衰减因素,在具体分析中,根据泉流量衰减曲线特点,将泉流量动态分三阶段进行探讨,得出了泉流量减少和各阶段人类活动密切相关,泉域内采煤排水和人工过量开采是造成泉流量减少的主要因素。     

晋祠泉域岩溶地下水水质评价

介绍了晋祠泉域基本情况,分析了该泉域岩溶地下水化学特征及分布规律,从地下水质量、污染源、地下水污染主要特征等方面对地下水水质进行了评价。通过水质监测发现,泉域水环境质量整体较为稳定,泉域水资源实现基本好转,但局部区域水质异常,总硬度、硫酸盐等呈逐渐增高趋势。     

晋祠泉复流工程明仙沟调蓄池工程设计综述

由于地下水长期严重超采和采煤排水,晋祠泉地下水的补给系统遭到严重破坏,导致泉域断流。为实现晋祠泉尽快复流,实施晋源区关井压采,确保关井压采后引黄供水的安全,建议在明仙沟内新建调蓄池,通过下渗向晋祠泉域补水,可对晋祠泉域复流起到促进作用。在确定调蓄池位置和容量的基础上,对其断面进行了设计。该调蓄池的建设,可解决部分晋祠泉补给的问题。     

浅议邢台山区矿山开采对百泉泉域水环境影响及对策

百泉泉域岩溶水是邢台市的主要供水水源,近年来由于山区矿山的大量开采对其造成了严重的破坏.通过对邢台西部的各种矿山开采情况调查分析,研究其对百泉泉域岩溶水造成的地质灾害的隐患、孔隙水反补给岩溶水、岩溶水系统调节功能衰退、下游生态环境破坏、岩溶水水位区域性下降等方面水环境的影响,并提出了水资源保护措施.为加强邢台市水资源管理、水生态修复和保护水资源提供了重要依据.