黑龙江建三江分局地区地下水动态特征分析

研究了建三江分局地区地下水动态特征,确定研究区地下水动态类型属于水文—开采型,年内动态随地下水开采时间和强度而变化,地下水水位呈逐年下降趋势.区内监测井埋深序列的衬度系数方差呈现西南部大于东北部的趋势,分形分析结果也表明,区内西南部的分形维普遍大于东北部.研究区西南区域地下水的年内动态变化要强于东北区域,地下水位年际下降趋势的幅度也要大于东北区域.     

新疆石河子-昌吉地区2016―2020年地下水位动态特征分析

【目的】探明新疆石河子-昌吉地区地下水位变化规律及其驱动因素。【方法】基于2016―2020年研究区44眼监测井的逐月地下水埋深,划分地下水动态类型,绘制了多年地下水埋深累计变幅分区图和高低水位期地下水流场对比图,综合直线趋势分析方法和灰色关联分析方法对地下水位动态特征及其影响因素进行分析。【结果】区内潜水动态类型为灌溉入渗-开采型和水文-开采型,承压水动态类型为开采型。石河子市地下水位呈快速上升趋势(埋深变幅多为-3~-2 m);玛纳斯县南部地下水位快速上升(多为-4~-3 m),北部水位快速下降(多>5 m);呼图壁县地下水位快速下降(多>5 m);昌吉市地下水位动态变化相对缓慢,以缓慢下降为主(多为2~3 m)。石河子市和玛纳斯县南部水位回升主要取决于低水位期,北部地下水漏斗区局部水位回升则相反;呼图壁县水位持续下降受高、低水位期共同影响;昌吉市水位动态稳定,与河流补给作用有一定关联。【结论】耕地面积、地下水开采量和地表水源供水量是潜水水位变化的主控因素,承压水水位变化主要受耕地面积和地下水开采量的影响。     

水均衡法评价玛纳斯河流域莫索湾灌区地下水资源

莫索湾灌区位于玛纳斯河下游,地下水补给以侧向径流补给和灌溉水入渗补给为主,因此,地下水位多年动态变化特征基本上反映了地下水开采量的变化特征。基于水均衡分析法,分析了研究区地下水资源利用情况,对灌区1998-2007年地下水系列各项补给量和排泄量进行平衡计算,指出灌区地下水位明显受灌溉用水量和人工开采量的双重控制,尤其是人工开采量对地下水位变化影响最大。基于此,地下水开采应该以保证生态环境为前提,合理地开发利用地下水资源,实现地下水资源的可持续利用。     

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。     

基于GMS的博兴县南部区域浅层地下水流数值模拟

博兴县南部地区由于常年过量开采地下水致使地下水位持续下降,局部地区形成了一定规模的降落漏斗.运用GMS(Groundwater Modeling System)软件建立博兴县南部浅层地下水流数值模型,并对2020年的地下水流场变化情况进行预测,同时对该区过去、现在和未来的地下水流场进行对照研究,结果表明未来10年该区地下水位依然呈下降趋势.     

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。     

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。     

阿克苏河下游区灌溉入渗补给系数计算及影响因素分析

【目的】准确获取阿克苏河下游区灌溉入渗补给系数,对该区灌溉入渗补给系数的影响因素进行分析,为绿洲带高强度人工灌溉模式下地表水地下水转化机理研究,提高研究区地下水数值模拟精度提供基础。【方法】选取阿克苏下游区不同灌溉制度、包气带厚度、土壤结构下代表性点进行野外取样及室内灌溉试验,并结合Hydrus-1d进行包气带水流数值模拟,通过改变灌溉制度、包气带厚度,应用Hydrus-1d模型计算该土壤结构下的灌溉入渗补给系数变化。在模型计算结果的基础上,首先分析灌溉制度、包气带厚度与灌溉入渗补给系数的关系;其后重点利用模型计算结合数理统计的方法分析土壤结构中影响灌溉入渗补给系数的主要因素。【结果】研究区内滴灌条件下灌溉入渗补给系数的范围为0.320～0.474;畦灌条件下灌溉入渗补给系数的范围为0.408～0.561,即不同灌溉制度下灌溉入渗补给系数不同;而伴随包气带厚度增大,灌溉入渗补给系数也随之减小;土壤结构对灌溉入渗补给的主要影响因素为土壤渗透系数、土壤体积质量、土壤初始含水率。【结论】根据室内试验结合数值模型计算出不同灌溉制度下的灌溉入渗补给系数变化范围,得出灌溉入渗补给系数的影响因素为灌溉制度、包气带厚度和反映土壤结构的土壤渗透系数、土壤体积质量及土壤初始含水率,为干旱区下游区灌溉入渗补给系数选取及后续研究提供理论依据。     

基于GMS的地下水流数值模拟及参数敏感性分析

为提高地下水流数值模拟的精度,减小因水文地质参数不确定性而产生的误差,需要对数值模拟模型的水文地质参数进行灵敏度分析.在对老莱河流域某灌区地下水流数值模型识别和验证的基础上,采用因子变换法对渗透系数、给水度、大气降水入渗补给系数值进行敏感性分析.结果表明,地下水位对含水层的渗透系数最敏感,其次是大气降水入渗补给系数,河谷地区因含水层岩性变异度较大导致地下水位对该区参数变化较敏感.通过参数敏感度分析能够筛选出数值模型中的不确定性因素,从而避免模型调参的盲目性,提高区域地下水资源评价的可靠性.     

水资源评价新途径商榷

<正> 通常在利用地面水灌溉的规划设计中,都是按照灌溉面积、灌水次数和灌水定额的乘积,除以渠系水的利用系数,计算灌区灌溉用水量,在开发利用地下水灌溉规划设计中、常根据地下水的补给量(降水和地面水的入渗补给、地下径流的侧向补给、不同含水层间的越流补给,以及灌溉回归水的补给等)计算地下水的可开采量,然后与灌区需要的水量对比,说明地下水资源的盈亏。     

新疆玛纳斯河灌区地下水特征研究

地下水水位下降加剧了新疆灌区生态环境恶化,因此本研究以玛纳斯河灌区为研究区,依据水量平衡原理,建立了地下水均衡模型,定量分析了玛纳斯河灌区地下水均衡要素的变化情况,为合理开发利用地下水资源提供科学依据。研究结果表明:在各典型年,灌区地下水均处于负均衡状态;同时玛河灌区地下水主要补给来源为渠系入渗、河道渗漏补给、侧向补给、田间入渗补给,分别占总补给量比例为32.34%~33.34%、10.22%~22.28%、15.55%~19.70%、15.31%~17.64%。灌区地下水主要排泄途径为人工开采,占总排泄量比例为41.77%~51.83%。实践证明,渠系入渗补给对维持地下水动态平衡作用较大,严格控制地下水开采是遏制地下水水位迅速下降的有效手段。     

青铜峡灌区地下水埋深演变及驱动要素贡献率解析

【目的】定量分析青铜峡灌区地下水埋深演变规律及影响因素,科学指导灌区合理调控地下水位,维持水系统健康平衡。【方法】采用水量平衡法分析了青铜峡灌区1998—2017年地下水时空演变特征及地下水补排平衡贡献率。【结果】1998—2017年青铜峡灌区地下水埋深增大了0.69 m,增加速率为0.038 m/a,年内地下水埋深呈双峰双谷特征,空间上银川灌区地下水埋深增大明显,银川市区和银北灌区的大武口区形成大漏斗区。年际地下水变化的主要影响要素依次为渠系渗漏补给(39.71%)侧向排泄(28.24%)潜水蒸发(14.16%)田间入渗补给(7.46%);4—8月和11月渠系渗漏补给对地下水变化贡献最大(45.33%),9—10月和12月地下水侧向排泄是地下水变化第一驱动因素(45.6%);空间上,水位变化的第一驱动要素均为渠系渗漏补给,第二驱动要素各有不同,银川、银南和河东灌区为侧向排泄,银北灌区为潜水蒸发。【结论】引黄水量持续减少是青铜峡灌区地下水埋深增大的最主要原因,而合理的地下水埋深对于维持灌区的生态平衡具有重要意义。     

地表水与地下水联合运用井灌开采强度的确定

在我国北方地区,开展地表水与地下水联合运用,对合理利用水资源和综合治理旱涝碱,保证农作物高产稳产,具有十分重要的意义。地下水的开采,过少则不能满足农田灌溉;过多则会引起地下水径降低而出现漏斗区。正确的开采方法是:根据不同类型区域和不同水文年条件,分别计算出地下水采补平衡时和允许超采地下水位下降不同深度时,可得到的井灌开采强度。用此数值指导地下水的开发,可避免盲目开采带来的不良后果。该文提供的一些数值,是在人民胜利渠灌区得到的,其假设条件为地下水径流微弱、地下水补给仅受降雨和灌溉入渗的影响。所得到的数值可供类似地区参考。     

五大连池药泉山地下水循环特征的水化学证据

基于药泉山矿水区地下水勘察数据,利用Piper图和统计分析描述了地下水水化学空间分布特征;结合地质与水文地质条件,运用PHREEQC软件对径流路径进行反向模拟,进一步探讨矿水区地下水的循环规律。分析结果表明:矿水区潜水主要接受大气降水及西部地下水补给,承压水无区外补给,地下水主要沿断裂从西南向东径流,自东部南北向断裂带以泉的形式排泄;在西南补给-径流带地下水由潜水下渗补给承压水,在排泄区地下水由深层向上顶托补给浅层地下水。药泉山地下水循环特征可为矿泉水资源合理开发利用提供科学依据。     

宝山农场地下水动态分析

【目的】探求宝山农场地下水动态规律,为宝山农场引江灌溉水资源平衡利用提供理论依据。【方法】调查宝山农场11 a地下水位资料,分析了宝山农场地下水位年内变化规律,利用双向回归结合降水指数(SPI)分析了地下水位年际变化规律,并通过R/S分析法分析了地下水位变化趋势。【结果】水稻生育期内抽取地下水灌溉,致使地下水位下降0~2 m,在非生育期内可以恢复正常水平,宝山农场特征时间点的地下水位在年际间变化有明显的突变趋势;地下水位与SPI具有较强的线性相关关系,R=0.824 9;R/S分析结果表明,提水灌溉不会导致地下水位持续下降。【结论】降水和灌溉是影响宝山农地地下水位动态变化的主要因子;宝山农场目前的地下水资源采补相对平衡;引江灌溉过程中要密切观测地下水位变化。     

干湿循环作用下稻田地下水补给过程变化特征

【目的】探究节水灌溉模式条件下稻田地下水补给特征。【方法】采用定地下水埋深的蒸渗仪开展试验,分析节水灌溉干湿循环下稻田地下水补给量变化过程,研究地下水补给对节水灌溉稻田作物需水的贡献及对土壤水分的调节作用。【结果】控制灌溉稻田地下水补给过程频繁,当稻田干湿循环过程中土壤水分降至一定限度时,稻田地下水补给量在复水后(灌水或降雨)1 d内出现峰值,稻季共出现16次峰值。控制灌溉稻田稻季地下水补给量达253.98mm,约占水稻需水量的51.1%。稻田干湿循环中,在稻田地下水补给与土壤水入渗的综合作用下,30 cm深度以下土壤含水率保持稳定,0～30 cm深度土壤含水率总体呈下降趋势。【结论】节水灌溉干湿循环下稻田地下水补给量显著增加,有效补给了水稻需水。浅地下水埋深条件下,稻田地下水补给过程直接影响水稻根区土壤水分变化。     

黑龙江省克山县地下水循环及动态分析

介绍了黑龙江省克山县的地理位置、地形地貌及地下水赋存条件,通过分析影响研究区地下水循环的主要因素,说明地下水的补给、径流及排泄条件。据研究区内近10年地下水位观测数据,绘制2000—2011年地下水水位历时过程线图,说明研究区地下水位近年来的变化情况。      

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。     

基于线性规划和MODFLOW耦合技术的人民胜利渠灌区水资源优化配置研究

【目的】确定人民胜利渠灌区合理的农业水资源优化配置方案,为灌区水资源管理和机井布置提供科学依据。【方法】针对人民胜利渠灌区水资源分配不合理及灌区生态环境恶化问题,按照灌区地形地貌、工程类型和灌溉水源特点将灌区分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个计算单元,基于线性规划方法和MODFLOW地下水数值模型对灌区各计算单元进行不同水文年水资源优化配置,并模拟优化配置后地下水位动态变化。【结果】确定了不同水文年灌区的水资源优化配置方案:灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区不同水文年的井渠比例有所不同,平水年井渠比分别为1/3.14、1/3.25、1/2.92,丰水年分别为1/3.47、1/3.66、1/3.24,枯水年分别为1/2.75、1/2.77、1/2.60;平水年计算单元Ⅰ区模拟地下水埋深相比初始埋深下降0.01 m,水资源总量基本处于平衡状态;计算单元Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相对于初始埋深分别上升了0.12、0.15 m;丰水年灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相比初始埋深分别上升了0.1、0.23、0.3 m;枯水年灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相比初始埋深分别下降了0.17、0.08、0.04 m。【结论】线性规划方法和MODFLOW地下水数值模型相结合能较好地模拟灌区地下水流场和预测地下水动态变化趋势,进而确定合理的水资源优化配置方案。     

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.