南水北调输水梁济运河区地下水位预测

在分析研究区水文地质条件的基础上,基于水量平衡原理,应用Visual MODFLOW建立了研究区地下水系统水流模型。利用观测井观测资料及南水北调输水实测资料,对模型进行了识别和验证,证明所建模型有效合理。并预报了未来5年地下水位的变化情况,结果表明:(1)2020年地下水流场未发生明显变化;(2)2020年地下水位得到整体抬升,最大抬升高度达6.0 m;(3)2020年地下水年内波动状态与2015年相比变化不大;(4)2020年地下水年变幅在0.5~1.0m之间;(5)2020年河道平均渗流量为9.8万m3/d。     

辽源市地下水水位动态特征分析及预测研究

利用辽源市1980-2011年地下水动态监测数据,采用地质、水文地质学理论和方法,分析研究区地下水动态变化规律,及地下水动态类型。同时运用BP神经网络模型对辽源市地下水水位进行模拟预测。结果表明:研究区的地下水动态类型主要有降水入渗-蒸发型、径流型、降水入渗-开采型;利用BP神经网络技术建立辽源市地下水位预测模型,预测结果较为理想;研究区地下水位多年来呈下降趋势,2006-2012年地下水位下降2m左右。通过对辽源市地下水动态特征的研究,为今后对辽源市地下水的研究和生产、生活的开采利用提供了科学依据和指导意义。     

济宁～汶上超采漏斗区水资源人工调蓄方案研究

地下水的长期大量集中开采，导致济宁～汶上区域性超采漏斗的形成，并引发了一系列环境地质问题。地下水超采所疏干的含水层，为水资源的人工调蓄提供了巨大的储水空间，若采用科学的人工调蓄方案可使漏斗区地下水位得以恢复。运用Visual Modflow软件分别模拟了在维持现状开采条件下、约束条件下、可持续利用条件下对济宁～汶上超采漏斗区的三种人工调蓄方案。研究结果表明，在可持续利用条件下（逐年压缩地下水开采量5%）实施人工回灌（0.2×1O8m3/a），地下水位恢复效果最佳，到2011年末，漏斗中心地下水位可回升25.19m。     

人类活动条件下民勤绿洲地下水动态模拟研究

以石羊河流域下游民勤绿洲区域地下水为研究对象,运用地下水位动态ANN-FEFLOW模型模拟了不同情景下(现状条件、灌溉面积减少、节水灌溉实施、地表来水增加及综合工程措施等)地下水动态变化。结果表明,民勤绿洲现状条件下地下水将持续下降;灌溉面积减少可以明显缓解地下水位下降速度,节水灌溉对地下水的影响并不明显。地表来水为2.51×108 m3/a时,湖区地下水将出现正均衡;综合工程措施情景下,湖区和泉坝区地表来水分别为1.45×108 m3/a和2.51×108 m3/a时,地下水位回升。     

文登抽水蓄能电站工程区地下水三维非稳定渗流场的数值模拟

抽水蓄能电站建设中的尾水隧洞开挖可能引起的周围地下环境的变化,在水文地质条件和工程地质特征的分析的基础上,研究了文登抽水蓄能电站工程区地下水分布特征和平硐、尾水隧洞开挖引起的强排水特征,概化出工程区水文地质概念模型,建立了工程区地下水三维非稳定渗流模型。采用求解有自由面渗流场的改进的截止负压法、改进的排水子结构法、管道子结构法和预处理共轭梯度法等理论对文登抽水蓄能电站平洞开挖和尾水隧洞开挖（衬砌后）不同施工阶段的非稳定渗流场进行了数值模拟分析。研究了尾水隧洞开挖（不衬砌）后、尾水隧洞开挖衬砌后这两种方案下地下水渗流场动态变化过程及对周围地下水环境的影响。计算结果表明：①平硐和水道系统开挖对研究区地下水位下降有着直接的影响,且影响较大。②尾水隧洞衬砌300d后,地下水流场基本恢复至稳定状态。     

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。     

地表水置换地下水对宋古超采区地下水位影响的数值模拟研究

【目的】探究东山供水工程实施后,地表水置换地下水对介休市宋古超采区地下水位的影响。【方法】采用SWAT-MODFLOW建立宋古超采区地表水文过程和地下水动力过程耦合模型,对东山供水不同保证率下的压采方案进行地下水位模拟预测。【结果】压采措施实施后,宋古超采区地下水位回升明显,地下水整体由采补平衡转变为正均衡;在最小供水保证率下,研究区地下水位也有明显回升,地下水超采中心地下水位回升速率约为0.73 m/a,地下水超采中心由宋古逐渐向介休城区移动;对于地下水位<670、680、690 m地下水超采面积,90%供水保证率下的地下水位回升面积变化率分别是50%供水保证率下地下水位回升的1.78倍、1.8倍、2倍。【结论】地表水置换地下水对于宋古超采区地下水位回升效果显著,在水资源丰富的情况下,地表水置换地下水可以适当促进地下水恢复。     

基于地下水数值模拟的宝山农场引江灌溉模式研究

【目的】确定宝山农场合理的农业引江灌溉模式,为区域水资源优化配置提供科学依据。【方法】针对松花江流域引江灌溉产生的地表水和地下水的综合开发利用问题,利用三江平原水文地质资料和宝山农场地下水水位长系列实测资料对MODFLOW-2000模型进行了参数识别、验证及模型敏感性分析,并模拟分析了4种情景对宝山农场地下水水位的影响。【结果】构建的地下水模拟模型能够反映灌区井群地下水位的实际变化过程。敏感性分析表明,长序列地下水变化过程及地下水位分布情况受初始地下水位影响很小;说明当研究区域内利用地下水灌溉及部分地区(沿江10km)采用引江水灌溉模式时,地下水资源基本上可以维持供采平衡,在保证地下水合理开采的前提下不会发生内涝;而研究区域内均采用引江灌溉模式则会使地下水位-抬高导致内涝,内涝情况随着与河道距离的增加而愈发严重。【结论】引江水灌溉时,需加强对地下水位的观测,当地下水位过高时,应减少引江灌溉用水,适当增加地下水抽取量进行灌溉,以保障研究区地下水和地表水的高效利用。     

廊坊平原区浅层地下水流场异变与影响因素研究

廊坊平原区地下水监测工作已开展了30余年,监测区主要为平原区。根据多年地下水位监测资料,对研究区孔隙浅层地下水多年水位动态特征、区域浅层地下水流场变化及其影响因素进行了分析研究。结果表明:(1)多年来,廊坊平原区浅层地下水位总体呈下降趋势,35 a累计下降约7.97 m,平均下降速率为0.23 m/a;(2)浅层地下水流场由1974年监测初期的天然状态,经过1981-2000年期间的水位迅速下降期,2000年后进入水位匀速下降期,地下水水位降落漏斗形成,水流方向也发生改变;(3)降水量是影响研究区地下水流场变化的重要因素,而人工开采是主导因素。     

基于统计模型的平谷平原区地下水位考核研究

为有效落实水资源管理责任和考核制度,加强地下水资源管理,开展了地下水位考核研究。在分析平谷平原区水文地质条件和地下水动态特征的基础上,应用SPSS软件分别建立多元线性回归、BP神经网络和时间序列3种地下水统计模型,确定地下水水量与水位的定量关系。并根据2015年初的用水量指标和优选统计模型,划定不同典型水平年的考核控制水位,计算水位年变幅作为考核年的考核标准,从而达到地下水位考核、控制地下水开采量的目的。该考核管理模式对其他区的地下水位考核具有借鉴和示范作用。     

地下水库回灌补源的数值模拟研究--以山东省邹平县城北水源地为例

通过邹平县城北水文地质条件分析,建立了引黄补源条件下的邹平县城北地下水库补源模式数值模型,采用准三维非稳定流有限元法进行地下水库开发利用渗流场模拟,对地下水库在各种开采方案下的供水能力、流场演化趋势和资源优化开发模式进行预报评价。研究表明,坚持引黄补源,在保证总开采量平衡前提下,减少城东北地下水开采量,扩大渠网内地下水开采,将激发引黄渠道对地下水源地的补给、提高水源地效率、阻止城东北老开采区地下水位降落漏斗急剧下降。     

井渠结合灌区地下水开采方案设计研究——以泾慧渠灌区试验区为例

首先根据泾惠渠灌区试验区近60a的气象、土壤资料,利用CROPWAT模型计算区域冬小麦、玉米、棉花的灌溉需水量。根据研究区需水、供水之间的关系以及渠井适宜比理论提出3种地下水开采方案。在试验区水文地质条件的基础上,运用Visual Modflow软件建立了地下水流数值模型,并从地下水合理埋深、丰枯季地下水量构成等角度,对不同开采方案下的地下水动态变化进行了分析和验证。结果表明:通过对未来年地下水位的预测可知,3种开采方案下的地下水埋深都在合理的埋深范围内;对比分析发现第2种方案的地下水开采所引起的降深适中,开采量有可靠的补给保证,并在丰枯两季形成动态调整,为最优方案。该研究为今后试验区地下水的合理开采提供了科学依据。     

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。     

基于两阶段优化配置模型的济南泉域补给区灌溉水源置换研究

目前全球地下水能保持持续平衡的地区日趋减少,不合理农业灌溉成为很多地区地下水系统恶化的主要因素之一。济南市历城区地下水用于农业灌溉是当地地下水位下降的重要因素,对于济南泉域、白泉泉域喷涌有直接影响。针对研究区农业用水特点和水生态文明建设水源置换的要求,建立两阶段优化配置模型,将灌溉用水配置分为2个阶段,阶段一,以生态、节水和经济效益为目标,引入单位脉冲响应系数约束地下水利用量,实现区域地下水与地表水的合理配置;阶段二,以作物最大产量为目标,进行作物生育阶段水量配置和种植结构调整。结果表明,采取两阶段优化算法与用水结构调整后,可以有效减少地下水利用量,2011—2014年平均地表水与地下水用水结构由原来的3∶7调整为5.2∶4.8,较好地实现地下水源置换目标,同时地下水位计算值较实际年分别增加0.31、1.12、1.55和3.38 m,对保证泉域持续喷涌具有重要作用。     

大安灌区地下水动态特征及灌区实施后的生态环境响应

针对大安灌区存在的水资源短缺、土地退化以及新一轮土地整理可能带来的生态环境问题,在广泛收集该区多年地下水动态资料的基础上,进行了地下水动态特征分析,运用GM（1,1）模型预测了水位埋深。为分析灌区实施后对生态环境的影响,分别计算了灌区建成后引起的地下水位变化回渗量、地下水位上升值,得出了大安灌区水位最高上升1.11m,小于该区地下水位年变幅3.5m,采用计算的水位埋深进行了次生盐碱化发生的可能性分析。     

地下水埋深对再生水灌溉的夏玉米生长影响

为探讨地下水埋藏较浅地区再生水灌溉对夏玉米生长的影响,利用地中蒸渗仪控制不同地下水埋深(2、3和4 m),对夏玉米进行再生水灌溉试验,灌水量设900 m3/hm2和1200 m3/hm2二个处理,并与清水灌溉进行对比。试验表明,与对照相比,再生水灌溉叶面积指数和株高最大值出现时间要提前近10 d左右;不同地下水埋深的低水和高水处理叶面积指数变化趋势相同,都为埋深2 m>埋深3 m>埋深4 m;地下水埋深2 m3、m处理,低水和高水的株高非常接近,且都大于相应灌水量4 m地下水埋深处理;地下水埋深2 m、3 m处理再生水灌溉理论产量明显大于对照。     

基于SWAP模型的毛乌素沙地地下水埋深与天然植被关系研究

进行了基于SWAP模型模拟的毛乌素沙地不同水文年地下水埋深的预测研究。根据预测出的不同水文年的地下水埋深的动态变化,预测出试验区在该水文年的天然植被生长状况与地下水埋深的关系,即芦苇出现频率峰值所对应的地下水埋深为1.45 m;赖草出现频率峰值所对应的地下水埋深为1.90 m。并用2006年的实测资料进行了检验,得出SWAP模型可以用于推求该地区不同水文年条件下的天然植被生长状况。     

河套灌区井渠结合地下水数值模拟及均衡分析

建立了河套灌区三维地下水数值模型,用2006-2013年灌区实测地下水埋深资料对模型进行率定和验证,并在规划的井渠结合区内,设置3种不同井灌区灌溉定额和3种秋浇频率,组合共9种井渠结合节水情景,分别分析了9种节水情景下的地下水动态变化.结果表明:井渠结合后全灌区地下水埋深范围为1.863~2.029 m,较现状条件增加0.084~0.250 m;不同灌域结合区井渠结合后地下水埋深差别很大,解放闸结合区地下水埋深最大,为2.308~2.803 m,永济结合区地下水埋深最小,为2.079~2.455 m;井渠结合后,入渗补给量减少2.01×10⁸ ~3.63×10⁸ m³/a,潜水蒸发量减少1.69×10⁸ ~3.03×10⁸ m³/a.     

松花江佳木斯以下干流段地表水与地下水相互转化关系研究

松花江下游干流段地区内地表水与地下水转化频繁,关系复杂。因此开展松花江下游干流段地表水与地下水转化关系的研究对于建立松花江下游干流段内的水循环模式和指导区内水资源的可持续开发利用有重要的实际价值。利用地表水水量平衡法和地下水水量均衡法,在充分分析松花江下游干流段地区的地质、水文地质条件的基础上,通过对地表水的蒸发量、开采量、补给量和排泄量以及地下水的补给量和排泄量的计算,研究了地表水与地下水的转化关系。     

暗管排水对油葵地土壤脱盐及水分生产效率的影响

为了建立宁夏惠农区庙台乡给予太阳能水泵抽水的暗管排水工程的灌溉排水制度,以油葵为研究对象,设暗管排水和非暗管排水2个处理,观测分析了暗管排水对田间土壤含盐量、地下水位和产量等的影响。结果表明,在油葵生育期内,与进行暗管排水前相比,暗管排水使暗管排水区的地下水水位降低0.09 m,降幅6.21%;地下水矿化度降低9.79%;土壤含盐量降低13.64%;与非暗管排水区相比,暗管排水区的油葵增产8.10%,灌溉水生产效率增加8.40%,群体水分生产效率增加9.86%。