地下水补给影响下的河流水质模糊模拟

基于河流水环境系统的模糊性、不精确性,采用三角模糊数描述和表征沿岸地下水水文地质参数,建立了计算地下水补给量和补给强度的模糊模型。并进一步在三角模糊数的基础上,构建了考虑地下水补给影响的一维稳态河流水质模糊模拟模型。将该模型应用于淮河流域某支流的水质模拟研究。计算中采用α-截集技术,得到了各控制断面模糊数形式的污染物浓度值,并将其与确定性模型计算结果进行对比分析。分析结果表明,以三角模糊数原理模拟和表征考虑地下水补给影响的河流水体污染物浓度变化规律在理论上可行,其计算结果可信。     

基于三角模糊数理论的河流水环境容量计算

基于河流水环境系统的不确定性,将水环境系统参数定义为三角模糊数,通过将常规的确定性模型参量用三角模糊数表示,建立了河流水环境容量计算的三角模糊数模型。根据该模型,可以计算得到河流水环境容量的三角模糊数值。结合渭河关中段实例研究表明,基于三角模糊数理论计算河流水环境容量,理论上可行,计算结果可信。     

地下水补给对河流污染物浓度衰减过程的影响

在许多河流的上游或者在河流的枯水季节,地下水的补给作用对河流水质有着重要影响.用以忽略弥散的一维水质模型为基础的、考虑地下水补给影响的新的水质模型解析解,讨论其在地下水与河流之间无水量交换和河段起始段面上游没有来水两个特定条件下的数理意义和论证该解析解的正确性.通过对比新解析解和不考虑地下水补给的经典解,讨论点源与线源之间的内在联系和本质区别,论证新解析解不是经典解的简单迭加.利用新解析解,定量研究了地下水补给强度对河流污染物浓度沿河衰减过程的影响规律.以安徽省境内颍河为例,利用实测数据研究地下水补给对河流污染物浓度的影响程度;研究表明,在枯水季节,忽略地下水补给的作用,将导致水质模型计算误差的理论值达到9.3%.     

地下水补给对河流水质浓度衰减过程的影响

在河流上游或者枯水季节,地下水的补给作用对河流水质有着重要影响。对以忽略弥散的一维水质模型为基础、考虑地下水补给影响的新解析解,讨论其在两个特定条件下的数理意义。通过对比新解和不考虑地下水补给的经典解,讨论点源与线源之间的内在联系和本质区别,论证新解不是经典解的简单迭加;利用新解,定量研究了地下水补给强度对河流水质浓度沿河衰减过程的影响规律。以安徽省境内颍河为例,利用实测数据研究地下水补给对河流水质浓度的影响程度;研究表明,在枯水季节,忽略地下水补给的作用,将导致水质模型计算误差的理论值达到9.3%。     

地下水补给对河流水质扩散影响的数值模拟

为能够实时、量化研究地下水补给对河流水质扩散的影响,论文以某平原河流为研究对象,在地下水线源补给假定的基础上,通过基流分割方法对河流总流量进行了分割,借用MIKE11 AD对流扩散模块,分别建立了不考虑地下水补给作用的传统数值模型和加入分割后流量的新数值模型。通过分析河道沿程各点时间上的水质浓度变化过程,量化研究了两模型的差异及其产生原因。结果表明:在上游各点,两模型浓度曲线增长过程吻合度较高,但最终稳定值存在3%的差异;在下游各点,新模型浓度快速衰减,两模型浓度稀释差异巨大,可达到1000倍。由此得出结论,是否将河流流量进行分割研究对于河流水质扩散结果影响较大,这种影响会随地下水的沿程补给长度增加而快速变大。     

基于区间数理论的河流水环境容量计算

基于河流水环境系统的随机、模糊与灰色等不确定性,将水环境系统参数定义为区间数。在此基础上,通过将常规的确定性模型参量区间化,建立了河流水环境容量计算区间数模型。根据该模型,可以计算得到河流水环境容量区间值。结合渭河关中段实例研究表明,基于区间数理论计算河流水环境容量,理论上可行,计算结果可信。     

基于三角模糊数的地下水饮用水源地水环境健康风险评价

为客观反映水体污染物对人体健康的潜在危害,基于三角模糊数理论,构建了水环境健康风险评价模糊模型,对石嘴山市地下水饮用水源地水环境健康风险进行了评价,分析了不确定信息对评价结果的影响。结果表明:健康风险评价结果对参数的不确定性不敏感;污染物浓度的不确定性对评价结果影响较大,不考虑污染物浓度变化,以平均浓度表示水体水质状况会导致风险评价结果偏小。石嘴山市地下水饮用水源地非致癌污染物健康风险极低,而致癌总风险均低于且接近1.0×10~(-4)a~(-1),Cr为各水源地首要的环境健康风险管理控制指标。水环境健康风险由高到低依次排序为第二水源地第五水源地第四水源地第一水源地。     

基于盲数理论的涑水河水环境容量研究

根据涑水河的水文、水质资料,运用盲数理论计算涑水河的COD和氨氮的水环境容量及削减量,并将计算结果与一维稳态河流水环境容量模型的计算结果作比较。由于河流水文、水质具有动态特性,所以运用不确定性信息的处理方法,把涑水河分成9段,对水质、水文参数进行盲数化,利用盲信息下的河流水环境容量的计算模型,计算该河流主要污染物的水环境容量及削减量。计算结果表明:涑水河COD、氨氮的水环境容量分别为:-40207 kg/d和-11675 kg/d。计算结果均为负值,说明它们均已超标,需要对其进行削减,削减量分别为17556 kg/d和9715kg/d。用盲数理论研究河流的水环境容量,其计算结果具有较高可信度,与确定性计算方法相比更有优势。     

纳污河补排关系变化时污染物迁移规律研究

多环芳烃是危害较大的一种水体污染物,以菲为特征污染物,利用纳污河流和地下水系统模拟装置,对其在河流与地下水补排关系变化时的迁移过程进行了研究,以探索纳污河流与地下水间多环芳烃的迁移变化规律。采用Sufer软件分析了菲在地层中的迁移变化情况,并计算了其迁移速度,结果表明:模拟纳污河水补给地下水时,菲迁移速度缓慢,污染物扩散范围小,水平迁移速度为1.33 cm/d;模拟清洁地下水向河流排泄时,菲的水平迁移速度为1.67 cm/d,并在河流附近发生了短暂富集。     

一维河流水团示踪试验数据的模糊线性回归

将模糊线性回归的概念引入分析河流水团示踪试验数据、确定河流水质参数的计算过程中,建立计算河流水质参数的模糊线性回归模型,利用该模型能计算出不同置信水平下水质参数的取值范围。算例验证结果表明,应用模糊线性回归模型可以有效地确定河流的水质参数,且计算过程具有一定的稳定性、可靠性和灵活性,模糊线性回归模型是分析河流水团示踪试验数据、确定河流水质参数的一种有效的途径。     

FUZZY MODEL FOR TWO-DIMENSIONAL RIVER WATER QUALITY SIMULATION UNDER SUDDEN POLLUTANTS DISCHARGED

Based on the fuzziness and impreciseness of water environmental system, the fuzzy arithmetic was used to simulate the fuzzy and imprecise relations in modeling river water quality. By defining the parameters of water quality model as symmetrical triangular fuzzy numbers, a two-dimensional fuzzy water quality model for sudden pollutant discharge is established. From the fuzzy model, the pollutant concentrations, corresponding to the specified confidence level of α, can be obtained by means of the α-cut technique and arithmetic operations of triangular fuzzy numbers. Study results reveal that it is feasible in theory and reliable on calculation applying triangular fuzzy numbers to the simulation of river water quality.     

松花江佳木斯市区段江水对地下水补给程度分析

采用MODFLOW软件,在佳木斯市区建立了地下水流模拟模型。在地下水开采井正常运行和全部关闭两种情况下,分别对现状年和设计典型年,运用所建模型求解松花江水对研究区地下水的补给量,分析补给程度,从一个侧面探讨江水污染对地下水水质的影响程度。计算结果表明:从求解的年内总量上,通过关闭开采井的方式能够抑制近1/4的江水侧渗补给;关闭开采井初期并不能迅速降低江水的侧渗补给量。     

宁夏艾依河银川段河湖水与地下水水量转换研究

为了掌握艾依河在银川市段排泄两岸地下水或对两岸地下水的补给情况,选择具有代表性的河段,建设河道水位、两岸地下水位监测断面2处,试验监测不同时段河道水位与两岸地下水位的关系。试验监测结果分析表明:部分河段河道水位长期高于两岸地下水位,河道年补给两岸地下水量达到80.6万m3/km,抬高了河道两岸地下水位,造成河道两岸土壤盐渍化较重;部分河段河道水位低于两岸地下水位,河道承担地下水的排泄,年排泄地下水量2.558万m3/km。研究成果可为艾依河水量调度、两岸土壤盐渍化的防治提供技术支撑。     

太湖地区典型小流域地下水储量动态模拟与分析

对太湖地区典型小流域的近地表地质特征进行系统野外试验,分析近地表土层土壤和岩层结构特征,初步确定了含水层计算参数;采用三维地下水流数值模拟方法概化水文地质条件,识别与验证模型参数。结果表明:地表水补给地下水的量约是地下水补给地表水总量的2倍,山溪型小流域的地表地下水交互过程趋于单向交换,即河道水补给地下水。从含水层储水量变化看,除去蒸散发,通过地下通道流失的水量占据总水量的相当比重,且地下储水的减少量主要依赖降雨入渗进行补给。所建立的模型能够较好地反映研究区实际的水文地质条件,揭示地表水和地下水的交互量的变化过程,并定量研究流域水量平衡动态关系,可为变化环境下的地下水保护和滨湖区的地下水潜流计算研究提供预测分析依据。     

Recharge Wells Site Selection for Artificial Groundwater Recharge in an Urban Area Using Fuzzy Logic Technique

In arid and semi-arid area, groundwater is the most important water resources. Surface runoff harvesting is the most important process in the artificial recharge of groundwater that should increase groundwater quality and quantity. Urban impervious area provides an appropriate surface to produce adequate amounts of runoff. Groundwater recharge via recharge wells is one of the successful direct sub-surface methods. As many cities around the world face issues of water scarcity due to a fast and unsustainable urbanization, identify the best locations of groundwater recharge wells is an interesting relevant topic, especially in the arid and semi-arid area. Selection of a suitable area for groundwater recharge could increase efficiency of the recharge wells. In this study, the best location of recharge wells was investigated in Urmia city located in the North-west of Iran using fuzzy logic technique. In this study, locations of the drainage channel junctions with adequate potential of surface runoff were determined using SWMM. Appropriate locations for recharge wells were determined based on different layers including distance to runoff harvesting points, distance to the production water wells and depth of groundwater table. Hydraulic condition (hydraulic conductivity and specific recharge) was also used separately. The input layers were prepared using geostatistical interpolation techniques in ArcGIS 9.3 software. Mamdani fuzzy inference system was applied to incorporate the fuzzified input layers. Finally, in each area, pixels with the highest value were proposed as suitable locations for recharge wells. Based on the results, the number of pixels with “High” priorities increased when the hydraulic conductivity was used to site selection. Comparing hydraulic conductivity layer and selected location of the recharge wells shows that the area with low hydraulic conductivity and the area closed to the production water wells has not suitable priority for recharge wells.     

巴丹吉林沙漠湖泊和地下水补给机制

巴丹吉林沙漠湖泊及地下水的补给来源和补给途径问题近年来争议很大。根据巴丹吉林沙漠湖泊及地下水的特征,就水化学条件、环境同位素及相关的示踪理论研究巴丹吉林沙漠湖泊和地下水的补给机制。结果表明:巴丹吉林沙漠湖泊和地下水的补给源有黑河中上游河水、祁连山大气降水和冰雪融水,比较有争议的补给源是青藏高原上的一些湖泊水,尽管都有同位素依据,但没有考虑到氧漂移因素。在补给途径上,既有河西走廊祁连山前缘洪积扇地下水、雅布赖山前洪积扇地下水等通过巨厚覆盖层潜水或承压盆地水对巴丹吉林沙漠湖泊和周边地下水的缓慢补给,也有祁连山区大气降水和冰雪融水入渗通过基岩地层的深部循环后向上渗透补给沙漠湖泊及周边地下水的快速补给,而且已经从古老碳酸盐岩地层的存在、区域活动断裂构造体系的发育,以及地下水幔源氦同位素特征、巴丹吉林沙漠湖泊中钙华幔源碳特征等方面得到验证。     

滹沱河大型入渗试验地下水补给量计算

通过采用水均衡法计算了滹沱河入渗试验期间的河道入渗补给量,并求取了滹沱河水源地一带获得的河道入渗补给量。研究表明:试验期间河道入渗水量为1 482.75万m3,河道入渗补给地下水量为1 382.89万m3,河道渗漏补给系数为93%;滹沱河水源地接受的补给量为742.53万m3,水源地范围内的观测井最大水位上升幅度6.823m,地下水补给效果明显。     

西辽河流域平原区地下水动态补给研究

基于分布式水循环模拟模型MODCYCLE,建立强人类活动影响下西辽河流域水循环模拟模型,量化西辽河平原地下水补给组成,分析地下水动态补给情况及年际、年内变化。分析结果表明：西辽河流域平原区地下水补给以降水入渗补给为主,与年降水量直接相关。随降水减少,降水入渗补给比重减少,河道入渗补给及灌溉回归补给比重增加。地下水补给的年内变化差异较大,且与年内降水分布直接相关。研究结果可为西辽河平原地下水资源可持续开发利用提供依据