石佛寺水库周边地下水生态水位研究

鉴于地下水生态水位埋深确定的重要性,通过室内土柱蒸发试验、毛细上升高度试验进行分析计算,确定极限蒸发深度与毛细上升高度,从而确定石佛寺水库不同功能区地下水生态水位埋深上、下限。结果表明,粉质砂土区、粘土区极限蒸发深度分别为4.1、4.0m;水库及周边地区毛细水上升高度约为1.5m;库区内各植物生长最适宜地下水位埋深为2.0m,附近农田区水稻高产的最适宜地下水位埋深为1.8m。因此,为均衡合理地利用地下水资源,避免产生生态负效应,应将石佛寺水库漫滩区地下水生态水位埋深控制在2.0~4.1m之间,湿地区生态水位埋深控制在2.0~4.0m之间,附近农田区生态水位埋深控制在1.8~4.0m之间。     

基于线性、非线性规划的双辽市水文地质参数计算方法

水文地质参数是地下水资源评价及合理开发利用的基础,是水文地质工作的难点。基于双辽市2001~2016年的降水、蒸发及地下水埋深数据求解水文地质参数中的水位变动带给水度、蒸发极限埋深、蒸发系数、降水入渗补给系数。即采用阿维里扬诺夫等公式建立矛盾方程组,利用线性规划法求解水位变动带给水度和潜水蒸发极限,之后求解降水入渗补给系数和潜水蒸发系数。对比非线性规划算法求解结果,同时利用神经网络法预测参数变化范围,将所求结果与历年资料进行对比,确定参数结果的可信度。该计算结果不仅给双辽市地下水资源评价提供了科学依据,同时也为水文地质参数确定提供了一种准确可行的方法。     

简析浅层地下水降落漏斗区热岛效应及有关概念

采用数据挖掘技术分析出影响地表土层地温的因素依次为日照、地下水埋深、潜水蒸发量、降水入渗补给量等,因而得出了在一定深度范围内地下水位变化对近地表地温影响较大,从而提出了地下水热岛效应的概念.基于突变理论给出了漏斗区地下水热岛效应临界埋深的判据,提出了热岛效应临界埋深及临界面的概念,据此确定了热岛效应临界埋深值,最后给出了地下水热岛效应图.     

北京市平原地区地下水动态变化规律及影响因素分析

选用北京市平原地区74眼潜水观测井1990~2009年月埋深资料,基于Mann Kendall法分析地下水埋深趋势及突变情况,分析了埋深的年代际及年内变化规律,并采用多元线性回归方程分析了气候变化和人类活动对地下水动态的影响。结果表明,地下水埋深在2000年前后发生突变,2000年代地下水埋深剧烈增加,且埋深增幅较大的区域较20世纪90年代大面积扩张;大多数地区地下水动态类型为降雨入渗补给—开采型,靠近水域的地区为灌溉入渗—蒸发型;回归方程相关性显著,说明地下水位变化与降水量和超采量有密切联系。     

淮北平原土壤湿度变化特征及其与潜水埋深响应关系

基于安徽省五道沟水文水资源实验站监测数据,采用小波分析、记忆能力分析法、时间序列分析法和经典统计学方法分析了1997~2005年不同地下水埋深下的土壤湿度。结果表明,研究区土壤湿度的季节变化显著,有两干两湿期;年际变化各层基本一致,有3~5年和1.5~2.5年的时间周期规律;土壤湿度变化除受上边界条件影响外,受下边界条件潜水埋深影响也显著,深层土壤湿度与潜水埋深一直保持显著的非线性幂函数负相关关系。     

挠力河流域地下水动态特征分析及预测

为分析和预测挠力河流域地下水动态特征,采用研究区2001~2014年16口潜水观测井水位检测数据和11个水文站降水数据,运用衬度系数方差分析法和相关分析法分析了地下水埋深影响因素,采用BP神经网络预测了地下水位埋深。结果表明,研究区地下水动态类型主要为入渗-蒸发型和入渗-开采型,地下水位埋深空间上呈现西北部略有升高,东部略有下降的特点;流域内地下水埋深波动幅度较大,东部及中北部波动幅度较大,西北部地区波动幅度最小;挠力河流域地下水埋深与降水量的相关性呈现明显的差异性,东部和西南部相关性较显著,中北部相关性较弱;BP神经网络预测得出2015年地下水水位仍存在一定的下降趋势。研究结果为挠力河流域地下水资源可持续利用和保护提供参考。     

地下水动态时空变化特征及其驱动因素

鉴于分析地下水位动态时空变化特征和影响因素是地下水资源管理和保护的基础工作,以中牟县为例,根据地下水位埋深、降雨、蒸发、地下水开采、水文等资料,采用Mann-Kendall检验法、ArcGIS空间分析模块、主成分分析等方法,定量分析了地下水位埋深数据的趋势性、地下水动态时空变化特征以及不同影响因素对地下水动态变化的影响力。结果表明,研究区地下水位埋深整体上呈增大趋势;研究区各地下水位埋深区间面积变化较大,地下水位埋深0~3、9~12 m所占面积有减少趋势,3~6、6~9 m所占面积有增加趋势;以开采、蒸发为主的排泄因子对地下水位埋深的增大起了主导作用,占影响力的60.5%,导致地下水位呈下降趋势;运用主成分回归分析法对研究区地下水位埋深的拟合效果较为理想。     

石羊河流域天然植被生态需水量计算

利用ArcView 3.2对2003年石羊河流域TM卫星影像数据进行分析处理,获取了流域植被覆盖状况,应用基于生态适宜性理论的天然植被生态需水量计算模型对研究区域天然植被生态需水量进行定量计算.结果表明,计算结果与潜水蒸发法相近,植被概率与地下水位埋深变化呈单峰形,分布概率越高对应越适宜的地下水位埋深.     

平罗县西大滩区潜水降落漏斗分析研究

潜水降落漏斗区主要为地下水过度开采,地下水位持续下降形成漏斗状。根据平罗县历年水位监测资料分析,西大滩区地下水位持续下降。区域地下水流场与历年水位监测资料显示,西大滩区潜水降落漏斗区主要位于太沙工业园区,分布面积44.88 km~2,水位埋深达22 m,漏斗区潜水持续下降将成为区域地下水排泄区,引起邻近湖水水位下降和漏斗区地下水环境变差。     

地下水补给方式

<正>地下水的补给方式有很多种,主要有降水入渗、灌溉水入渗、地表水入渗补给,越流补给和人工补给。在一定条件下,还有侧向补给。地下水的排泄主要有泉、潜水蒸发、向地表水体排泄、越流排泄和人工排泄。泉是地下水天然排泄的主要方式。     

耦合地下潜水的平原区降雨产流模型

平原区降雨、蒸散发、产流和潜水位起伏等水文循环过程之间的联系十分密切,研究其相互间转化规律具有十分重要的意义。基于已有的平原区降雨产流模型,通过考虑产流下渗、地下潜水蒸发及微地形的影响,分别计算了水面、水田、旱地和城镇建设用地四种下垫面的地表水和潜水的交换量,将交换量作为平原区潜水的源汇项构建了潜水模型,并以太湖流域平原区作为试验区,通过模拟潜水位验证了平原区降雨产流模型的合理性。     

淮北平原浅层地下水对冬小麦补给量的计算

冬小麦为淮北平原的主要农作物,但其生长期刚好处于干旱期,为计算冬小麦生长期内地下水对作物根区水分的补给量,结合五道沟试验站的实测数据,在裸地潜水蒸发研究基础上提出了有作物生长条件下的潜水蒸发公式,并以2005年为例,计算浅层地下水对农作物的补给水量（即潜水蒸发量）,并用水量平衡方程对该公式进行验证。     

非完整河与潜水含水层相互作用的非稳定流数值模拟

针对以往河流对含水层补给方式考虑的不足,基于含水层水位与河水位及河床底板高程的关系,考虑了非饱和带的影响,借助非饱和带的相关理论获得了河流对含水层的补给量的表达式,采用数值模拟方法计算了非完整河对潜水含水层的补给量,并探讨了补给量与抽水井中水位变幅和非饱和带内最大基质吸力的关系。结果表明,非饱和带内的补给量不可忽略,且井中水位变幅越小、最大基质吸力越大,则补给量越大。     

不同面板缺陷下面板堆石坝渗透稳定性数值模拟研究

为研究不同面板缺陷联合库水位变动(库水位高程、库水位骤降速率、缺陷高程、缺陷尺寸)对面板堆石坝渗透稳定性的影响,以浙江省临海市某面板堆石坝为例,利用岩土软件Geostudio的Seep/w与Slope/w模块对含不同缺陷及不同库水位情况下的面板堆石坝进行了有限元分析,得到了渗漏量、面板后浸润线高程及上下游坝坡的安全系数变化规律。计算结果表明,库水位高程越高,面板坝坝后浸润线高程越高,坝体的渗漏量越大,上游坝坡安全系数越大,下游坝坡安全系数越小;当库水位高程低于缺陷高程时,完整面板坝与含缺陷面板坝的渗透稳定特性一致,当库水位高程大于缺陷高程时,库水位水平越高,面板坝后的浸润线高程越高,同时渗漏量也越大;库水位骤降下面板坝内部浸润线呈现先疏后密的规律,在库水位骤降经过缺陷高程时,坝体内部浸润线有个突然下降的过程;一旦面板发生缺陷,面板坝后的浸润线及渗漏量会出现较大的增长,安全系数下降幅度也较大,缺陷高程越高,面板坝后浸润线高程及渗漏量越大,安全系数也越小;缺陷尺寸越大,面板后的浸润线高程及渗漏量也越大,安全系数越小,但变化幅度较小,同时,上游坝坡的安全系数整体上要大于下游坝坡。     

竹林流域各水源的同位素特征对降水事件的响应分析

河水与地表蓄水补给来源的确定对于深入理解流域产流机制及流域滞时分布具有重要作用。通过采集2015～2016年和睦桥竹林小流域5场台风雨事件中林外降水、贯穿降水、地表蓄水、河水和土壤水水样并分析其氘氧稳定同位素特征,探究河水和地表蓄水同位素差异及补给水源。结果表明,林外降水相较于贯穿降水同位素偏富集,主要由于蒸发作用对林外降水影响相对较大。地表蓄水和河水稳定同位素组成及氘盈余值接近,同时两者的同位素组成对降水响应不明显,主要可能由深层土壤水和地下水补给,本场降水对河水和地表蓄水补给量很小。     

程海水位变化特征与水量平衡研究

针对程海水位持续下降的严峻形势,分析了程海1970~2016年历史水位的年际和年内变化特征;通过水量平衡模型重点研究了2006~2016年水量收入和支出的变化过程,探讨了影响程海丰、枯时期水量变化的主要气象因素。结果表明,程海1970~2016年历史水位整体上呈现下降趋势;2006~2016年多年平均湖体缺水量为2 889.59×10~4 m~3,多年平均入湖水量为7 846.34×10~4 m~3,其中湖面降水量占66.54%;多年平均出湖水量为10 735.93×10~4 m~3,其中湖面蒸发量占95.49%;湖面降水量、湖面蒸发量分别是影响程海丰、枯时期水量变化的主要气象因素。研究成果可为程海可持续发展提供科学的理论依据。     

地表覆盖对季节性冻融期土壤水分特征的影响

为探求不同地表覆盖下非饱和冻融土壤介质中土壤水分的迁移转化规律,于2013年11月10日~2014年3月22日在山西省晋中市东阳镇进行季节性冻融期系列田间试验。结果表明,地表覆盖有效地减少了地表土壤水分的蒸发,削弱了土壤含水率的波动幅度,但不同冻融阶段不同地表覆盖地块的土壤水分有所差异。与裸地(LD)相比,冻结阶段,秸杆覆盖(JG)和地膜覆盖(DM)显著增加了地表以下0~10cm土壤墒情,且DM比JG保墒效果好;融化前期,秸秆覆盖阻碍了融雪水的直接入渗,JG对土层的蓄水保墒作用不明显;融化后期,秸秆覆盖削弱了风速对地表土壤水分的影响,抑制了表土蒸发,对土层具有保墒作用。整个冻融期,DM始终对土层具有保墒作用,且其保墒效果较JG好。地表覆盖有效地减弱了地表以下0~20cm土壤含水率的波动幅度,随着土壤深度的加大,覆盖措施对土壤含水率的影响逐渐减弱。DM土壤水分随时间的变化态势与LD相似程度较高。从储水保墒角度出发,冻融期DM覆盖更具现实意义。研究成果可为北方冬春季节土地利用及管理提供指导。     

Investigation of heat and moisture migration in unsaturated soil under natural boundary conditions

Theoretical and experimental investigations were conducted to determine the heat and moisture migration in unsaturated soil under natural surface boundary conditions. Theoretically, a new model of heat and moisture migration in unsaturated porous media was developed, in which the gradients of volume water content, temperature, and partial vapor pressure were considered as the main driving forces which influence the process of heat and moisture migration in unsaturated soil. A set of coupled, nonlinear, partial differential equations were developed, which are related dynamically to the surface boundary conditions. Heat and moisture migration in sandy soil under solar radiation and air convection were studied experimentally. Temperature, volume water content, and water table evaporation were measured under unsteady conditions. The predictions are in good agreement with experimental data from a fairly sandy soil. © 1999 Scripta Technica, Heat Trans Asian Res, 28(1): 3–17, 1999     

基于贝叶斯网络的水面蒸发评估模型研究

针对目前水面蒸发模型中对于各因素之间关联性考虑不足的问题,从太阳辐射、平均风速和气温日较差三个角度,选取云层厚度、温度和降雨等十个因素构建了快速评估水面蒸发程度的指标体系,并基于贝叶斯网络建立了水面蒸发评估模型,将该方法应用于白马湖和鄱阳湖的水面蒸发评估,结果表明两湖区水面蒸发损失程度均为中等,验证了该评估模型的有效性...