圩区地下水溶质运移随机模拟模型及应用研究

以我国大型圩区为研究对象,开发出一通用的地下水溶质运移随机模拟数学模型,用以模拟圩区地下水中污染物运移与累积情况。分析了大气降水、地表蒸发等随机变量的模拟预测方法,应用随机理论及时间序列理论对上述动态因素进行动态模拟,建立了不同边界条件的圩区地下溶质运移随机模拟模型。应用MODFLOW软件进行数值分析,给出特征点处地下水中总氮浓度随时间的变化规律,并提出现状封闭率条件下的适宜水面率及年排污最大量。结果表明,地下水总氮含量模拟值与实测值最大相对误差11.67%。     

蓄满产流模型的改进及应用——以盐城地区为例

从土壤蓄水容量的定义出发,引入时间参数,对蓄满产流模型进行了改进,并以盐城地区为例,探索了产流参数的确定方法,以地下水体为研究对象,利用改进后的蓄满产流模型以及降雨产流与地下水位之间的关系,对研究区域地下水位进行了动态模拟,模拟结果与实测值吻合较好.通过改进,扩大了蓄满产流模型的应用范围,为区域水资源系统的动态模拟分析和研究提供方法上的参考.     

冬小麦适宜地下水位及控制指标

太湖流域的平原水网圩区渍害严重，遏制着冬小麦生产的发展。该文通过对大量的试验成果和调查结果的分析，寻求出了冬小麦产量与地下水位的相关关系，并给出了适宜的地下水位控制指标，为设计农田排水工程，合理调控地下水位，促进冬小麦高产提供了科学依据。     

冬小麦适宜地下水位及控制指标

太湖流域的平原水网圩区渍害严重，遏制着冬小麦生产的发展。该文通过对大量的试验成果和调查结果的分析，寻求出了冬小麦产量与地下水位的相关关系，并给出了适宜的地下水位控制指标，为设计农田排水工程，合理调控地下水位，促进冬小麦高产提供了科学依据。     

地下水动态的时序分析及其观测周期的研究

地下水动态长期观测是一项服务于工农业生产的基础性工作。本文应用概率统计及变异分析等理论，对实测的地下水位时间序列进行了分析，认为对于那些用于监测区域地下水动态的长期观测井，用人工定时预测的时间周期由现行的5天加大至10天，仍能满足生产上监测地下水位的需要。由于各地区水文地质条件不同。各种不同目的观测井精度要求不同，本文提出了一种选择合适的最小观测间隔的方法。     

黄泛区潮土土壤水和地下水的动态变化及其对降雨的响应

基于时间序列分析方法,在1999年10月至2000年9月豫北平原潮土土壤水、地下水位观测资料的基础上,分析了降雨(包括灌溉)动态和土壤水、地下水位动态的相关关系,揭示了该地区土壤水、地下水位对降雨的响应及其动态变化规律。结果表明,该地区土壤水、地下水位序列为自相关序列,时间相关域为1～2个滞后时间距;土壤水、地下水位对降雨的初始响应时间都在1周以内,并基本随土层深度增加而增大。     

不同引水量条件下位山灌区地下水位动态研究

为定量评价引黄水量的变化对位山灌区浅层地下水位动态的影响，利用地下水位观测数据和气象资料，建立了输入延迟神经网络模型(IDNN)和递归神经网络模型(RNN)，并对模型的表现进行了比较，结果表明，RNN模型对于地下水位动态的模拟更为有效。利用RNN模型，在引黄水量减少条件下，对不同气候条件下灌区地下水位动态情况进行了定量分析，并提出了位山灌区适宜引水量为10～14亿m^3／a。     

封闭圩区水环境治理规划

以江西省赣东大堤封闭圩区为研究对象，分析了圩区堤防采用垂直封闭截渗技术后对圩区内水环境的影响，建立了封闭圩区工程、环境综合规划数学模型，采用逐次逼近法(MAP法)将非线性问题线性化，求解得出了圩区的最优水面率和滞蓄水深、最优外排装机容量和内排装机容量以及大堤的最优封闭率。文中所提出的数学模型可为类似圩区的工程治理提供指导。     

地下水动态的时序分析及其观测周期的研究

地下水动态长期观测是一项服务于工农业生产的基础性工作。本文应用概率统计及变异分析等理论,对实测的地下水位时间序列进行了分析,认为对于那些用于监测区域地下水动态的长期观测井,用人工定时观测的时间周期由现行的5天加大至10天,仍能满足生产上监测地下水位的要求。由于各地区水文地质条件不同,各种不同目的观测井精度要求不同,本文提出了一种选择合适的最小观测间隔的方法。     

基于健康河流理念的苏白圩水系规划研究

基于健康河流"结构相对稳定和完善、社会服务功能发挥正常"的内涵,以常熟市的典型圩区——苏白圩为例,对其进行水系功能调整。应用一维河网水动力学模型,将圩区现状及规划方案下的河道功能进行模拟分析,结果表明进行水系结构性调整后,圩区内部河道健康状况得到了明显的改善。并对河道护岸建设、水质生态修复、湖荡景观建设进行了研究,为打造城市健康河流奠定了基础,对研究人类活动约束下的河网水生态文明建设与保护提供了理论和技术支持。     

不同位置秸秆覆盖条件下土壤水盐运动实验研究

以地下水与土壤水动力学理论为基础,通过对不同地下水埋深不同位置秸秆覆盖试验资料分析,建立了土壤水分运动数学模型,并进行了数值模拟,试验实测数据与模型计算值吻合较好,说明所建立的模型是可行的。并以此为基础,分析了不同地下水埋深不同位置秸秆覆盖土壤含盐量,得出地表以下30 cm处秸秆覆盖的土壤含盐量大于地表表层秸秆覆盖的土壤含盐量,这为新疆地区控制潜水蒸发改良盐碱地研究提供了可靠的基础依据。     

基于GMS的北京市房山平原区地下水数值模拟研究

根据北京市房山平原区的水文地质条件,将研究区水文地质概念模型概化为三维非均质、各向同性、非稳定地下水流系统,并应用GMS软件对研究区地下水系统进行了识别和验证。采用情景分析方法,在模拟8种不同情景方案下规划年地下水的变化情况,给出适宜研究区地下水可持续发展的最佳方案。在情景5方案,即在中度节水、种植结构保持现状和强化减少地下水的情形下,研究区2020和2030年的地下水位处于最佳状态,相比于基准年,地下水位分别回升了3.55m和5.85m,研究区处于正均衡状态,降落漏斗消失。     

地下水浅埋区农田地下水动态模拟

在地下水浅埋区,农田地下水动态对降水、蒸发等气象因素很敏感,研究它们之间的关系对农田水管理具有重要意义。对湖北省荆州农业气象试验站1981~2005年和湖北省荆州市四湖工程管理局排灌试验站2000~2004年实测降水、蒸发、土壤水和地下水资料进行分析,建立2种数学模型以模拟不同季节地下水埋深随基本分析时段有效降水、蒸发等因素的变化情况。用后验差指标法检验模型的拟合程度,结果表明,所建立的2种模型都能较好地描述农田地下水动态受降水量、蒸发量等因素影响的变化趋势。     

参数不确定性对地下水数值模拟结果可靠性的影响

以标准矩形为研究区,按介质渗透系数差异将研究区划分为4个单元,应用HydroGeoSphere模拟系统建立数值模型,以含水层渗透系数为目标参数,分析不同参数分区的灵敏度系数;选择高灵敏度的分区建立渗透系数随机场,进行参数不确定随机模拟,分析模拟结果相对确定性模型的可靠度.结果表明:位于模型最顶层的单元1内渗透系数灵敏度最大,这与该单元的分布位置直接相关;随机模拟得到的压力水头按一定频率分布,确定性模型所得到的压力水头变化值290.52 cm出现的频率仅为7%;当认为确定性模型结果的可靠度为100%时,随机模拟结果相对于确定性模型结果的可靠性明显降低,这表明考虑到参数的不确定性时,模拟结果与确定性模型结果存在显著差异.随机模拟结果的概率性分布特征可以更加真实地表达实际情况,有利于水资源决策性管理的风险规避.     

用动态规划方法对塔里木河下游水量配置研究

以塔里木河5次应急输水观测资料为基础，以动态规划理论为指导，以大系统优化理论为手段，研究了塔里木河下游5次应急输水后河道两岸地下水位上升值与单位河长耗水量、不同地下水位埋深对应的高程与生态改善面积等之间的关系，建立了塔里木河下游输水水量在各研究区合理配置的数学模型，并求解出各研究区合理配置的水量，为今后输水工作的开展提供理论依据。     

降雨灌溉入渗条件下土壤水分运动

根据中科院栾城农业生态系统综合试验站和栾城县气象站的常规观测资料，运用SWAP软件对太行山山前平原—河北省栾城县田间土壤水分运动进行了数值模拟。从土壤含水量及土水势等方面，初步分析了降雨入渗补给条件下土壤水分运动的规律，运用实际观测资料与数值模拟结果进行了初步分析，论述了降雨与土壤水、地下水之间的转换关系。通过分析和讨论，探求了大埋深条件下降雨入渗过程，初步揭示了降雨入渗对地下水位变化的影响。     

Impacts of water saving on groundwater balance in a large-scale arid irrigation district,Northwest China

Water saving practices are essential for sustainable use of water resources in semiarid regions. To understand the impacts of different water saving measures on groundwater resources, the Hetao Irrigation District in Northwest China was chosen in this study. Based on the data from 1991 to 2010, a groundwater balance model was calibrated and validated. The simulation results showed that irrigation-induced infiltration (92 % of the total groundwater recharge) and groundwater evaporation (92 % of the total groundwater discharge) were the primary factors controlling groundwater table fluctuations during irrigation seasons. The impacts of different water saving scenarios on groundwater balance components were then evaluated. The results revealed that the conjunctive use of water resources was the most effective way to improve water use efficiency (reducing surface water diversions by 52 %) and the depth to groundwater table increased by up to 79 cm. However, deeper groundwater tables may have a negative effect on crop growth due to reduced upward fluxes of groundwater into root zones. Therefore, future studies are needed to evaluate the impacts of different water saving measures on both water resources and crop yields. The results of this study provide further insights into effectively managing water resources in water-limited agricultural areas.     

降雨条件下旱地土壤水分运动的数值模拟

以土壤水动力学原理为基础，研究降雨条件下旱地土壤水分的运动规律，建立了一维垂直非饱和土壤水分运动的数学模型，采用有限差分法FDM求解数学模型。模型检验表明，试验实测数据与模型计算值吻合较好，说明所建立的模型是可行的。