利用MODFLOW模型计算分析济南市

基于济南市四大泉群最低景观流量和常年性喷涌喷涌约束条件下的生态需水量是泉域岩溶生态地质环境良性循环发展的前提。根据济南泉域岩溶地下水系统特征,建立了泉域岩溶介质的三维可视化地下水流模拟数学模型,采用MODFLOW模拟裂隙岩溶介质地下水运动规律,趵突泉枯水期水位控制在27.6m以上,四大泉群能够保证长年喷涌,同时在西郊增大开采量,并进行了回灌补源条件下的地下水、地表水联合调蓄模拟,提出济南泉域允许开采量不超过39万m3/d是泉域生态地质环境功能修复的前提,计算四大泉群最小景观流量为10万m3/d。     

利用MODFLOW模型计算分析济南市保泉生态需水量

基于济南市四大泉群最低景观流量和常年性喷涌喷涌约束奈件下的生态需水量是泉域岩溶生态地质环境良性循环发展的前提.根据济南泉域岩溶地下水系统特征,建立了泉域岩溶介质的三维可视化地下水流模拟数学模型,采用MODFLOW模拟裂隙岩溶介质地下水运动规律,趵突泉枯水期水位控制在27.6 m以上,四大泉群能够保证长年喷涌,同时在西郊增大开采量,并进行了回灌补源条件下的地下水、地表水联合调蓄模拟,提出济南泉域允许开采量不超过39万m3/d是泉域生态地质环境功能修复的前提,计算四大泉群最小景观流量为10万m3/d.     

贵阳市岩溶地下水水化学特征及水质评价

贵阳市是典型的岩溶盆地地貌,地下水系统十分复杂,具有特殊的水文地球化学特征。为查明贵阳市主城区及周边地区地下水水化学特征及水质状况,运用数理统计、piper三线图、Schoeller图对该研究区60个地下水监测点枯、丰两季的水化学指标进行分析,采用基于GRA-AHP的地下水水质评价模型对研究区的水质进行评价,结果表明:研究区地下水中各水化学指标满足生活饮用水标准,地下水化学参数除K+、Fe^3+变异性较强外,其他含量均相对稳定,水化学成分中优势阳离子为Ca^2+、Mg^2+,优势阴离子为HCO^3-、SO4^2-,地下水水化学类型以HCO^3-.SO4^2--Ca型、HCO3^--Ca.Mg型和HCO3^--Ca型为主;相关关系分析表明地下水表现出高Ca^2+、Mg^2+、SO4^2-特征是来自该研究区石灰岩、白云岩、石膏中不同造岩矿物的溶解;利用基于GRA-AHP的地下水水质评价模型对研究区的水质进行综合评价,结果显示该研究区岩溶地下水丰水期质量优于枯水期质量,丰水期Ⅱ类水占33%,Ⅲ类水占63%,枯水期Ⅱ类水占16%,Ⅲ类水占75%。该研究结果对贵阳市的水-岩-生态-环境的保护提供依据。     

岩溶地区水文模拟研究

岩溶地区发达的地下水系统,地下水与地表水之间,通过漏斗、裂隙等方式进行直接的水量交换,需要有一套地下水模型来描述其复杂的地下水汇流过程。模型在新安江模型基础上,模拟流域岩溶面积上进行地下水、地表水转换,又通过多个串并联的地下水库经行地下水汇流模拟。模型在平湖流域对其水循环过程进行了模拟,采用多目标粒子群优化算法MOPSO优化模型参数,用多年逐日实测数据对模型进行率定。结果表明模型率定期确定性系数平均能达到0.8以上,验证期确定性系数也能保证在0.78以上;采用数字滤波法和基流指数法分割得到的基流对地下水径流进行对比校验,表明基流与地下水径流间存在很高的关联度。     

R/S和Mann-Kendall法在济南市地下水管理模型中的应用

降水是济南泉水的重要补给来源,对泉水的喷涌起到举足轻重的作用。利用1956-2017年济南市降水量数据,采用R/S法和Mann-Kendall分析预测济南市年降水量的趋势特征,并将预测结果应用于济南市地下水管理模型中。结果表明:济南市未来处于降水较多时期,以丰水年为主。生态补源对济南市水源地开采岩溶地下水起到积极的作用;从经济方面考虑,生态补源存在用水量大、费用高、地下水利用率低的问题,因此建议尽量不增采岩溶地下水,同时可以利用丰水期水库放水对河流的补给,科学合理的适当开采岩溶地下水,满足济南市人民饮用优质地下水的需求。     

喀斯特山区地下水资源特点及其开发利用问题——以贵州省为例

贵州省是南方喀斯特地区极具代表性和典型性的区域,地下水资源丰富,以岩溶地下水为主;地下水资源亦是贵州省农村居民在旱期的重要水源,因此,合理开发利用山区岩溶地下水资源有利于推进贵州省农村用水安全,更有利于推动农村居民小康社会的建设。以贵州省岩溶山区地下水为研究对象,介绍贵州省喀斯特地区地下水的分布特点及其开发利用情况,并引出岩溶山区地下水资源开发和利用所需要关注的问题,给予工程技术人员一定的参考,进而提高山区岩溶地下水资源开发的成功率和利用率,以减小地下水开发的负面影响。     

峰丛洼地典型家庭水柜水量及水质的动态变化特征

峰丛洼地地下水埋深大,含水层结构复杂,水资源储存困难;水柜作为桂西北峰丛大石山地区解决农村饮水的有效手段,水柜的水量和水质影响着当地农村的经济和生态等多方面的效益。本文选取峰丛洼地典型的家庭水柜,分析不同条件下水柜水质特征、及某一典型家庭水柜水量和水质动态变化特征,可知:(1)同一形成条件下,SPC值与p H整体上呈负相关关系;(2)凹面型坡面中的水流中的SPC值大于凸面型;(3)岩溶泉水SPC较大、DO值较小、p H值符合饮用水标准,周围环境相对封闭,更适合直接引入供村民使用;(4)典型家庭水柜的用水量与降水量和气候因素密切相关,其范围为0.12~0.32 m~3/(人·d);(5)水柜的更替速度由降水量和降水频率决定;(6)水柜水质状况由降水过程、水资源径流过程、集流过程和储蓄利用过程决定。峰丛洼地典型家庭水柜的水量、水质的动态变化特征及其影响的探索,可为合理开发利用峰丛石山地区水资源、执行利国利民和精准扶贫政策提供科学依据。     

典型岩溶山区盆地地下水资源评价计算

我国西南地区岩溶广泛发育,其地下水动态特征不同于其他地区,而岩溶山区盆地作为较为普遍的岩溶组合地貌,在大气、地表、地下三水动态联系中有本身的特殊性。该类水文地质单元多分布在黔北、渝南、湘西北地区,且分布广泛,地下富水便于开发,可用以解决盆地周边缺水地区的用水问题。因此研究该类地质单元的水资源评价方法,对于指导岩溶水开发、解决城乡用水有着重要的意义。以四衙坝水源地为例,讨论其特有的地下水径流特点、水源补给、排泄特征等问题。并建立数值方程模拟评价岩溶山区盆地水资源,并与实测结果进行对比。     

基于HydroGeoSphere的河谷地区地表水地下水水流水质联合模拟

在一个流域内,地表水地下水常常存在着密切的水力联系,尤其是在河谷地区。把一个流域内地表水地下水分开进行研究,会使二者的相互联系得不到切合实际的表达。为了解决以往数学模拟模型无法综合考虑地表水地下水在水量水质相互联系这一问题,以河谷地区为原型建立假想例,通过采用双重节点耦合法将地表水模型和地下水模型耦合,建立地表水地下水水流联合模拟模型。在此基础上,使用Fick定律描述地表水与地下水之间的溶质交换过程,建立地表水地下水水质联合模拟模型。开发应用HydroGeoSphere软件对构建的联合模拟模型进行求解,预报未来120d研究区内水流和总氮的变化特征。结果表明,研究区地表水地下水补排关系为地表水补给地下水,大量开采地下水会使河口流量减少;随地下水开采量增加,地下水污染加重。     

清泥沟水源地地下水环境演化及其

过量开采地下水造成清泥沟地区产生岩溶塌陷，人为污染造成清泥沟水源地供水紧张，在分析清泥沟地下水系统水动力场、水化学场的演化规律的基础上，采用数值法评价水源地允许开采量4.1万m3/d。为防止岩溶塌陷等水环境问题，提出减采、治污和分散开采等措施。     

济南单斜岩溶水系统资源潜力研究

通过对济南单斜岩溶水系统地质结构、含水层发育特征等的研究,分析了50年来地下水水位动态、地下水开采量、大气降水变化规律,综合研究认为,济南市区四大泉群泉流量由市区水位控制,其与两年大气降水量、开采量之间的关系极为密切,并可由此评价济南单斜岩溶水系统的资源潜力。研究表明,在生态水位的约束下,即控制市区水位27.5m与27.0m时岩溶地下水最大允许开采量为29.43万m3/d与30.94万m3/d,现状条件下泉域内不具备增大开采的潜力;采取补源措施后,泉域最大允许开采量能够达到40万m3/d。     

清泥沟水源地地下水环境演化及其控制研究

过量开采地下水造成清泥沟地区产生岩溶塌陷,人为污染造成清泥沟水源地供水祭张.在分析清泥沟地下水系统水动力场、水化学场的演化规律的基础上,采用数值法评价水源地允许开采量为4.1万m3/d.为防止岩溶塌陷等水环境问题,提出减采、治污和分散开采等措施.     

基于数值模拟的隧洞施工排水地下水影响评价

由于自然条件的改变和人类活动的影响,岩溶泉域出现断流或衰减、区域水位趋势性下降以及水质持续恶化等诸多环境和地质问题,研究隧洞工程施工排水对泉域地下水的影响对于泉域生态环境保护十分必要。依托山西某工程深部隧洞穿越柳林泉域,构建了隧洞工程所在泉域的地下水数值模拟模型（采用MODFLOW软件开发盆地地下水模型）,根据地下水长期观测井数据,对模型及相关参数进行验证和率定,通过模型模拟刻画出地下水系统补给、径流和排泄特征,分析工程前期施工以及后期排水对岩溶水水位动态、泉流量的影响以及可恢复性。研究成果表明,由于枝柯-车鸣裕泉域含水层地下水库的调蓄作用,前期和后续施工排水对柳林泉水补给量的影响较小;对枝柯泉域和车鸣裕泉域的区域地下水水位影响明显,预估到2025年底,枝柯镇北部形成降落漏斗。研究方法及成果对其他泉域生态环境保护具有参考价值。     

三江平原建三江地下水动态变化特征

【目的】探明建三江分局地下水动态变化规律,为水资源开发利用及科学管理提供理论支撑。【方法】在综合分析建三江分局1997—2017年15个农场监测井地下水位标高、农业种植结构、土地利用类型等统计资料的基础上,应用衬度系数方差分析、Arcgis空间插值分析、OriginPro趋势分析等方法,分析了地下水动态变化规律及地下水流场空间变异特征。【结果】由于地下水的过量开采,地下水位呈持续下降趋势,下降幅度为1.60～9.29 m,中东部、中西部下降幅度表现为最大;地下水位衬度系数方差与地下水位下降幅度空间异变特征一致,中西部、中东部地下水动态受人类开采作用影响最为强烈;地下水流场空间异变特征明显,北西、南东、南部地下水水力梯度明显增大,局部地区地下水接受河水入渗补给,中部低平原区为地下水集中汇流区。【结论】地下水过量开采引起的地下水流场变化,激发了河水入渗补给地下水能力,增加了地下水侧向径流补给量,改善了地下水径流条件;为合理开发利用地下水,优化地下水资源管理提供了水文地质依据。     

长岭县地下水流场时空变化特征与驱动力分析

利用长岭县50眼监测井1980-2005年的地下水位监测数据、降水量、蒸发量和人工开采量资料,采用Kriging方法对地下水位进行空间插值,得出地下水流场的时空变化特征。在充分考虑研究区地质、水文地质的情况下,利用因子关联分析和因子贡献度分析方法,对地下水流场时空变化特征的驱动力进行了研究。结果表明:11980-2005年地下水位呈现出整体东南高西北低的特征,地下水位先降低后增加,2000年为转折点。地下水经历基本均衡期、负均衡期和水位回升期,地下水流场在西北部和东南部均出现异变现象。2实际补给量、人工开采量和地下水位具有较好的关联性,二者对地下水位的贡献度呈相反规律。20世纪80年代,实际补给量和人工开采量对地下水位的影响程度相当;90年代,人工开采量对地下水位的影响程度较大。3气象因素(降水量和蒸发量)是研究区地下水流场异变的重要因素,而人工开采是主导因素。4合理的地下水资源开采对于地下水恢复有较好的促进作用,6 000~7 000万m~3开采量对于研究区是合理的。该研究对于认知区域地下水演化和地下水资源优化配置有较好的指导意义。     

尼山水库岩溶坝基的防渗处理

该技术是岩溶地质防渗帷幕灌浆的一种新技术。其基本原理是：在喀斯特溶洞裂隙发育地区．根据溶洞、裂隙的体积和地下水流速的大小．通过钻孔灌人不同粒径的填料．由大到小，直至填满．然后高压灌人水泥浆，胶结填料，同时使填料和洞壁牢固地凝结在一起，封闭溶洞。堵住水流通道。     

开封市区近黄河地区地下水化学特征及成因分析

为研究开封市区近黄河地区地下水化学形成机制及地表水对地下水水化学的影响,采用地下水水化学组分基本特征、舒卡列夫分类、Piper三线图、离子比例系数等方法对该区地下水展开了系统研究。结果表明:研究区地下水离子变异系数基本大于地表水,其中Na~+、Cl~-变异系数较大,HCO~-_3变异系数较小,水化学类型由HCO·SO_4·Cl·Na·Ca型转为HCO·Ca·Na·Mg型;地表水和地下水中主要离子间相关系数相差不大,Na~+的来源是盐岩溶解和其他含钠矿物的溶解,Ca~(2+)、Mg~(2+)主要来源于碳酸盐和硅酸盐矿物;自北向南,随着距离地表水越来越远,地下水中水动力作用有小幅度增强,Na~+富集程度则有略微上升;地下水中靠近铁路和地表水的取样点水质污染小于市中心取样点,污染物来源除矿物溶解外,人类活动的影响同样不可忽视。     

基于组合权重法的岩溶地区地下水资源生态安全动态演化研究

基于DPSIR概念框架,应用灰色关联方法和均方差法进行组合赋权,构建岩溶区地下水资源生态安全指数模型对贵州省2005-2012年地下水资源生态安全进行动态研究,研究表明:1贵州省2005-2012年的地下水资源生态安全指数呈现直线增长趋势,整体安全状态逐渐转好。驱动力、压力、状态、影响的安全指数波动变化明显,响应安全指数趋势拟合显著,呈现明显的增长趋势。2自然环境的变化(干旱灾害)对贵州岩溶地区地下水资源生态安全影响较大,政府和相关水资源和环境部门的响应对贵州省地下水资源的整体生态安全的调整起到关键的作用。3尝试应用灰色关联方法和均方差法进行组合赋权,构建岩溶地区的地下水资源整体生态安全DPSIR评价指标体系,为岩溶区地下水资源生态安全评价提供了有益的方法参考。     

隧洞施工和持续干旱对岩溶地下水影响的定量评价

隧洞施工和持续干旱导致岩溶地区地下水位大幅下降会造成严重的生态和环境问题。因此,定量评估两种因素共同影响下的岩溶地下水系统响应有助于施工单位和居民采取有效应对措施。研究采用离散管道-连续介质耦合模型方法,建立了考虑动态施工条件下的九龙岭长隧洞工程区岩溶地下水三维数值模型,并通过工程区水文地质资料和监测钻孔水位数据对模型进行校准,用控制单一影响因素方法分别评价了在2022年8月至2022年10月隧洞施工和极端干旱两种因素对区域岩溶地下水系统的影响。结果表明,研究区域均衡期内地下水位受干旱影响范围占研究区域面积的55.43%(约649.72 km²),是隧洞施工影响的35.1倍,持续干旱是造成研究区域大面积地下水下降的主要原因;随着干旱持续,隧洞沿线整体地下水位下降受干旱影响较大,但在少量局部洞段隧洞轴线上方(如距隧洞入口14～15 km、18～19km段)水位下降是受隧洞突涌水不同程度的影响;通过对研究区域地下水水量平衡分析发现,在均衡期内干旱影响的补给减量约为824.5万m³,明显多于隧洞涌水造成的地下水流失量,持续干旱对研究区域地下水的影响...     

关中西部畦灌优化灌水技术要素组合的初步研究

在杨凌区砂壤土、中壤土的冬小麦和果树地,进行了畦田规格和灌水技术要素对水流推进和消退过程、灌水效率与灌水均匀度影响的田间试验,利用地面灌溉水流运动数学模型对畦灌条件下的最佳灌水技术要素组合进行了模拟和分析。结果表明,零惯量模型可以很好的模拟畦灌灌水过程中水流运动规律;畦田规格和灌水技术要素对灌水效率和灌水均匀度具有明显影响,对所研究的砂壤土冬小麦地在1‰、3‰田面坡度条件下,单宽流量以7L/(s·m)为宜,最大畦长应分别以40m、90m;对中壤土果树地1‰、3‰、5‰坡度条件下的畦长和单宽流量组合为分别以50m和6.0L/(s·m)、90m和6.0L/(s·m)、90m和5.0L/(s·m)左右为宜。同时为达到较高的灌水效率和灌水均匀度,畦田坡度不宜过大。