河道拦蓄对地下水的补给作用

一、惠济河夏楼补给区地下水概况该区1964年开始打机井抽取浅层地下水,当时地下水埋深只有3米左右。后来,随着井灌事业的发展,机井数量不断增加,地下水开采量也越来越大,并且明显地超过了降雨入渗补给量,致使地下水位逐年下降。原来一般机井能保证6BA 泵正常抽水,后来只能够4BA 泵抽水,有的4BA 泵也不能正常抽水,只好采取水泵下座来解决。根据多年观测,地下水埋深,已从3米逐渐降到6米左右。特别是干旱年,更感地下水不足。因此,控制地下水位继续下降,是水利战线上的重要任务。     

坎儿井衰减与地下水补排系统响应关系

为了探究坎儿井衰减与地下水补排系统响应关系,利用地下水位观测资料和坎儿井流量监测资料,结合鄯善县历次地下水资源调查评价资料和坎儿井统计数据,分析了地下水补给量、排泄量对坎儿井衰减的影响,并建立了最小二乘回归模型,在执行最严格水资源管理制度下对2020年、2030年坎儿井出水量进行了预测。结果表明,坎儿井流量动态与地下水位动态基本同步;北盆地的坎儿井出水量主要受地下水补给量的影响,南盆地主要受地下水开采量的影响。地下水开采量是影响鄯善县坎儿井衰减的关键因素,在最严格水资源管理制度下鄯善县坎儿井出水量将会在2020年恢复至0.83亿m~3,2030年恢复至0.87亿m~3。     

人类活动影响下乌苏市地下水埋深演化趋势

【目的】研究人类活动影响下乌苏市地下水位变化趋势,以及各因素变化对该地区地下水位演化的影响程度。【方法】对2018年9月乌苏市地下水埋深进行了统测,通过Mapgis软件分析了地下水流场及埋深,组合2008—2017年耕地面积、地下水开采量、节水灌溉面积、地表水引水量、总灌溉面积、机井数量等变化因素对地下水埋深演化趋势进行分析,并利用灰色关联方法评价了各因素与地下水埋深的关联程度。【结果】乌苏市地下水流向由南向北,后转向西流入艾比湖,部分地方存在降落漏斗;在人类活动影响下,地下水位整体呈下降趋势;地表水引水量与地下水开采量的灰色关联度均大于0.6。【结论】地表水引水量与地下水开采量为影响地下水位演化的主要驱动力;乌苏市实施控制用水总量方案后水位有所回升,在地下水开发利用过程中仍需掌握地下水位动态变化。     

井灌区机井节能的技术措施

(?)城县地处太行山以东,地下古河道重迭,水源丰富,井水灌溉有着悠久的历史。据统计,现有耕地面积83.6万亩,机井10,297眼,单井受益面积为81亩。但目前机井提水浇地运行费用很大,分析其主要原因:一是老井灌区长期以来重建轻管,乱打井,大量提用地下水,没有科学地合理利用地下水资源;二是由于连年干旱,开采地下水量多于补给水量,导致地下水位逐年下降。从1977年到1982年,地下水位下降了4.6米,年丰、枯期水位变差值在1.8米左右,到1932年全县地下水位埋深为11米,最深达17米,最浅的在9～10米。地下水位的大幅度下降,引起了一系列的问题,如水泵的安装高程必须降低,     

基于供需水量平衡分析的灌区机井布局模式

针对机井布局缺乏合理科学规划,造成的北方灌区地下水采补失调问题,以宝鸡峡灌区为研究区,在灌区地下水资源综合评价的基础上,划分地下水开发利用类型区;以充分灌溉和非充分灌溉条件下的灌区供需水量平衡分析为依据,拟定不同的井灌地下水开采规模方案,并通过地下水数值模拟计算,确定合理的地下水开采规模;运用传统计算方法和基于遗传算法的优化方法计算灌区规划机井数,单井灌溉面积及井距,确定灌区机井合理布局模式.计算结果表明：开采方案Ⅱ（采补平衡）条件下,灌区地下水位埋深年内变幅最小,且呈微小上升趋势,地下水采补基本平衡,缺水率可控制在1%左右,利于涵养地下水源.针对现有机井数量,灌区需做如下调整：塬上灌区需新建机井53眼,塬下灌区需减少机井242眼,以利于灌区合理开发利用地下水资源.     

三江平原大兴农场灌区井群优化布局研究

以三江平原建三江管局大兴农场为例,根据井数、单井出水量和布井位置疏密的不同,设计了3个农业灌溉取水工程布置方案,并运用Modflow软件对未来5 a的地下水位状况进行计算预测,通过对计算结果的对比分析得出最优布置方案。结果表明,单井出水量相同的条件下,布井数量越多,总用水量越大,地下水位下降越严重;总用水量相同的条件下,单井出水量越大,地下水位下降越多;在综合考量的条件下,开采井布局越密集,形成的地下水漏斗越严重。为合理开发地下水,农业灌溉布置最优方案为布井数量适中、单井出水量少和布井相对分散的方案。     

运东平原区1976年以来地下水位变化特征分析

利用运东平原区东光和吴桥县1976—2008年长系列的浅层地下水位观测数据,基于多种统计方法分析了该区域地下水位近33年来的趋势性、突变点、持续性、周期性和主要的气候影响因子。结果表明,地下水位年内波动受抽水灌溉和降雨的影响而表现出高度一致性;近33年来,研究区地下水位主要呈现下降趋势,而东光城区则由于浅层抽水量较少而处于上升趋势;各站地下水位赫斯特指数均大于0.5,表现了很强的持续性特征;该区域地下水位在20世纪70年代末、1989年和1996年左右出现了3个拐点;地下水位以大于33年的周期变化为主,人类活动的影响使得天然周期显著减弱。     

基于水平井技术的农田排水数值模拟研究

为了改良盐渍化土壤,合理开发浅层咸水资源,以华北滨海盐渍化土壤及浅层地下水为研究对象,通过建立Hydrus-Modflow耦合模型,利用水平井试验区实测土壤、气象、抽水试验数据等资料,探讨了水平井不同排水方式下地下水位的动态变化特征。结果表明,在天然状态下试验区地下水蒸发深度在2.5 m左右;以降低潜水位至临界深度为控制标准,单条水平井可以控制土地面积约6.67 hm~2;并且控制范围随着年抽水量呈现同步增长;同时,连续型和间歇型排水均能有效降低地下水位,使得包气带水分通量总体向下运行,土壤盐碱化得到有效控制。     

傍河井取水与引黄河水之间的关系分析

以莘县为例,探讨傍河井抽取的地下水与引黄河水之间存在的关系。研究结果表明,引黄沟渠在抽水井影响半径2倍以外时,傍河井的数量或者抽水量足以引起引黄沟渠周围区域性地下水位下降,则引黄河水对该区域的地下水补给量就会增加,取水量越大,地下水位下降越大,补给量增加的也越多;当引黄沟渠在抽水影响半径2倍之内时,引黄河水就会直接补给水井,补给量与水井的单位时间出水量、水井与引黄沟渠的距离、抽水时间有关,出水量越大、距离越近、抽水时间越长,引黄河水的侧渗补给量越大,反之依然。     

基于地下水合理埋深的井渠结合灌区水资源联合调控

以泾惠渠灌区为例,针对井渠结合灌区地下水超采及地下水位上升而导致的农田灌溉水环境等问题,从水位调控水量的角度出发,提出了基于地下水位合理埋深的水资源调控模式。在确定不同水文地质单元和不同植被类型条件下地下水位合理埋深上下限的基础上,结合PSO-RBF神经网络对地下水位埋深预测的结果,设计了基本、节水两种水资源联合方案,对不同保证率下的灌区水资源进行了联合调控。结果表明:泾惠渠灌区地下水位合理埋深上限介于1.76~3.50m,下限介于8.7~25.0m,不同水文地质单元、植被类型的水位埋深上下限值差异较大;水资源联合调控时,局部地区出现地下水超采,需加强节水灌溉和多水源的联合调控。     

灌区机井布局理论及方法研究进展

近些年，我国灌区普遍存在着地下水开采过量、机井布局不合理等问题，从而造成地下水位严重下降、土壤荒漠化加剧、植被枯死等现象。因此，做好灌区机井的合理布局成为控制地下水位下降、改善区域生态环境的重要手段。在总结现阶段机井布局理论和方法的基础上，分析了其中的不足，并对未来的发展进行了展望。     

河北平原井灌区农户灌溉用水量差异的分析

由于各种客观因素的限制,一直以来人们往往习惯于讨论和研究不同节水灌溉工程技术形式间的灌溉节水量的差异,而对同一种灌溉技术在不同农户之间差异几乎没有涉及.利用在河北平原井灌区三河市大曹庄村安装的农用机井IC卡智能灌溉控制计量系统,对全村20余眼机井320户农户冬小麦春灌用水量的记录数据进行整理统计,发现农户之间灌水定额差异非常大,但是这种用水量的差异符合随机变量正态分布规律.根据这些数据,给出了相应的数学模型的表达形式.     

基于地下水均衡的灌区合理渠井用水比例

基于地下水均衡模型,分析了陕西泾惠渠灌区不同频率典型年的地下水均衡状况,结果表明降水入渗补给、渠系渗漏及田间灌溉入渗补给、井灌回归补给是灌区地下水的主要补给源,占总补给量的85.99%~82.89%;而人工开采是灌区地下水的主要排泄途径,农灌地下水开采量、人畜和工业用水开采量占总排泄量的69.7%~72.86%.以2010年为现状基准年,2020年为规划水平年,结合灌区发展规划,设置了4种不同的灌区发展情景模式,运用所建立的地下水均衡模型计算了不同情景模式下的地下水位埋深,其变化范围为0~0.07 m;以地下水位变幅最小为准则,得出了不同频率典型年合理的渠井用水比例范围为1.49~1.53,从而为灌区地下水资源的高效持续利用提供了依据.     

关于建昌县水资源利用与保护的探讨

目前,建昌县水资源面临着承载能力下降,且时空分布不均状态,特别是地表水利用率低,地下水过度开采,水源地不安全现象尤其严重.本文论述了如何利用保护好当地水资源,促进地区可持续发展的措施,如:需要做好水资源总体配置,发挥好现有地表水工程作用,控制地下水工程的数量,加强水源地保护与建设,最终做到建昌县水资源合理开发利用与保护.以上措施不仅是建昌地区也是其他地区可参考的水资源利用及保护方案.     

基于解析-数值结合法的傍河水源地开采方案与地下水资源量分析

合理设计开采方案对傍河水源地地下水资源开发和避免环境地质问题的发生具有重要意义。以承德市四道河典型傍河地下水水源地为研究区,在明确区域水文地质条件的前提下,建立地下水流数值模型,运用仿泰斯公式和映射叠加原理计算出合理的开采井布局,数值法与解析法相结合得到最优开采方案,确定水源地地下水可开采资源量。结果显示,在研究区4个区段内29眼开采井沿河流单排布设,井河距离为25 m,井间距离为150 m的方案为最优开采方案,水源地地下水可开采资源量为4.51万m³/d。滦河对地下水的补给充足而稳定,取水保证程度较高,对区域水环境影响较小。     

北京市平原区农用机井水电折算系数试验研究

沿潮白河冲积扇、永定河冲积扇上中下游,针对不同包气带结构、不同地下水埋深条件,布置62个数据监测点,系统开展了水电折算系数率定测试试验.通过布置远程水量监测系统、远程电量监测系统、动态水位监测系统、数据实时传输系统,实时获得农用机井的出水量、耗电量以及动态水位,分析得出不同区域、不同动态水位下农用井出水量与耗电量之间的折算关系,发现含水层的富水性以及区域地下水埋深是影响水电折算系数的主要参数.对比分析研究区域内的含水层富水性以及地下水水位埋深,得知北京市各区县水电折算系数为2.53-4.88 m3/（k W·h）的结论.该成果为支撑水电折算计量系统在北京以及全国的推广,并为提高较高水电折算计量系统的精度,提供了技术支撑.     

内蒙古河套灌区地下水开发利用模式的实例研究

内蒙古河套灌区节水改造后,引黄水量大幅度减少。在河套灌区内选择一块有代表性的区域作为研究对象,探讨河套灌区全面实施节水改造方案后,地下水开发利用的可行性以及井渠结合的合理模式。以MODFLOW软件为计算工具,对不同水井布局方案在某一确定的地下水开采强度下计算区地下水动态变化过程进行预测。计算结果表明,井渠结合区每年开采1200 m3/hm2条件下,连续多年运用能够保持采补平衡。不同的水井布局方案的计算表明,1200 m3/hm2开采水平下,以局部集中布井的布局形式较好。     

Understanding and managing groundwater and salinity in a tropical conjunctive water use irrigation district

Agricultural production around the world is increasingly being constrained by hydrological factors—such as over-extraction of groundwater in some locations, rising water tables in others, and worsening groundwater quality in general. One such area is the Lower Burdekin irrigation area in northern tropical Australia, where rising watertable levels and increasing salinity concentrations within alluvial deposits are causing concern. The aim of this study was to improve understanding of the processes driving trends in groundwater quantity and quality in Mona Park, a conjunctive water use irrigation district in the Lower Burdekin. The analysis is intended to enable land and water managers to explore alternative policy and management practices to help support the reversal in current trends, and to improve water table conditions in terms of both water quantity and quality. Key lessons that are applicable to the development of new irrigation schemes in wet-dry tropical regions elsewhere in the world are emphasised.This study demonstrated that simple qualitative methods that link historical developments and observed climatic and hydrological trends can support development of a robust understanding of groundwater behaviour. The results showed that to minimise groundwater accessions in wet-dry tropical regions, a large soil water deficit should be maintained in the unsaturated zone prior to the onset of the wet season to buffer against potentially large wet season recharge events, and that this strategy should be implemented from when irrigation is first commenced. It is very clear that groundwater systems under or down gradient from irrigated areas need to be managed adaptively, such that: (1) timely decisions are made in response to changes in watertable level and groundwater quality; and (2) suitable mechanisms are in place to ensure farmers have the financial incentives and flexibility to respond in the short-term. The work also demonstrated that the establishment of good baseline data prior to irrigation development, and long-term analysis (>30 years) involving various combinations of wet and dry periods, are required in order to build a comprehensive understanding of potential groundwater behaviour and adaptive management needs.     

Feasible design and operational guidelines for skimming wells in the Indus basin,Pakistan

This paper reports work done to assess the status of groundwater extraction technologies and practices in the Indus basin of Pakistan and hence to improve these technologies for sustainable groundwater extraction. A socio-technical approach was used which involved a field survey using participatory rural appraisal (PRA), monitoring of existing farmers’ wells for hydraulic and hydrosalinity behavior of these wells, and simulating hydrosalinity behavior under skimming wells using appropriate groundwater and solute transport models. The data collected in PRA shows a variety of wells designs, which reflects the absence of design code for these wells. Consequently, farmers have to choose one of the design options provided by the local drillers.We monitored a farmer's operation of a multi-borehole skimming well to extract groundwater to supplement canal water. Most of the time the well was operated daily, and occasionally on alternate days. The number of operating hours varied from 2 to 12 h per pumping event. We also conducted pumping tests in two wells, one with a single-borehole, and another with six boreholes. The data obtained at these two wells were used to develop guidelines for well design and operation using a flow model, MODFLOW and a solute transport model, MT3D.The parameters considered in the model studies were as follows: perforated well depth with respect to depth of the freshwater layer in the aquifer (i.e. well penetration ratio), number of boreholes and spatial distance between them in a multi-borehole well system, well discharge rate and daily operational hours. The results indicate that a single borehole well operated at a discharge rate of ranging from 32 to 180 m³/h (9–50 l/s) can be operated successfully with a 30–60% well penetration ratio for an operating time of 4–8 h/day where the thickness of the freshwater layer ranges from 20 to 30 m. Multi-borehole wells consisting of four to eight boreholes at a spacing of 3 m can be installed where the thickness of the freshwater layer ranges from 10 to 20 m without compromising the quantity and quality of pumped water.