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。     

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.     

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。     

基于Visual MODFLOW模型的三湖灌域地下水资源评价

以内蒙古河套灌区下游的三湖灌域为研究背景,采用Visual MODFLOW模型对研究区未来15年的水资源利用及水资源变化趋势作了详细的预测研究。结果显示,到2010年研究区地下水总补给量为9940.76万m3,2015年为8184.34万m3,2020年为6808.72万m3。3个水平年地下水总补给量分别比现状年减少551.68、2308.1和3666.05万m3。3个水平年地下水位下降幅度分别为0.5～2.0 m、0.5～2.5 m之间和0.5～3.0 m之间。到2020年研究区地下水位下降最大达3 m,已接近生态要求最低水位。研究区引黄灌溉水量最少不能低于6000万m3,否则,将会出现地下水量减少、地下水位持续下降的趋势,危及生态环境的安全。     

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。     

有限元法在滦河内蒙蓝旗段中游地下水允许开采量评价中的应用

采用有限元数值模拟法对滦河内蒙古蓝旗段中游地下水流模型进行了研究,并用满足模型识别及检验准则的参数利用有限元法对研究区地下水资源允许开采量进行了评价。经研究分析得出在给定开采方案(20万m3/a)下研究区地下水位并没有持续下降,因此按此方案取水是可靠的。     

肥城盆地岩溶地下水系统数值模拟

运用水文地质学、地下水动力学等专业理论知识,在分析肥城盆地含水层结构和研究区边界等条件的基础上建立研究区水文地质概念模型和数学模型,运用Visual MODFLOW软件对建立的研究区模型进行计算求解。通过参数调试,软件计算地下水位值与实际观测值拟合较好,证明所建模型有效合理。并预报了研究区未来六年地下水流场的动态变化情况,为肥城盆地地下水的可持续开发利用提供了科学依据。     

基于地下水位插值与遥感解译的盐碱化等级划分

为探明受地下水位影响的干旱荒漠区土地盐碱化形成概率,选取甘肃省景泰川电力提灌工程灌区为研究区,以1994、2001、2015年TM影像数据与年均地下水埋深数据为本底数据,采用Arc GIS监督误差分类法对区域遥感影像进行不同程度盐碱地提取分类,运用克里金空间插值将实测地下水位进行空间转换,在此基础上,将分类结果和插值结果通过重分类消除量纲并进行等权重合并,同时把合并结果等间距分5级来表示受地下水位影响土地盐碱化形成概率。结果表明:1994-2015年灌区盐碱地呈现扩张趋势,增长率为61.87%,年均增长率为2.95%;地下水插值结果显示区域内整体地下水位抬升,年均抬升量为0.125 m,东北部地下水位变化最为剧烈;自西南到东北部土地盐碱化形成概率等级逐渐增加,土地等级转变较为明显,盐碱化等级为1、2级的土地明显增加,水位抬升对土地盐碱化等级增加影响突出。研究可为干旱荒漠区区域地下水利用提供理论依据。     

基于MIKE SHE模型的干旱区节水灌溉对地下水位的影响研究

以新疆干旱区玛纳斯河流域莫索湾灌区150团为例,以2005年为基准年进行模型相关参数率定,以现状年2010年实测地下水数据进行模型验证,以2020年为规划年进行地下水预测,利用具有物理基础的分布式水文模型MIKE SHE模型模拟自然-人工复合水循环过程,并对比现状年与规划年节水灌溉情况及地下水模拟结果。结果表明,由节水灌溉比例的增加引起的地下水位下降值为0.021m,对地下水位下降变化的贡献比例为24.7%。     

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。     

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。     

潍坊北部超采区地下水化学成分演变特征分析

以潍坊市北部超采区漏斗演变过程中浅层地下水水化学要素为依据,综合运用Radial plot图、Box-whisker图、Piper三线图解分析了超采区浅层地下水化学成分的演变情况,阐述了硬度、TDS的时空变化规律,揭示了近年来地下水超采影响下该区地下水水质变化规律。结果表明:(1)超采区水化学类型发生改变,2000年研究区浅层地下水水化学类型以Na+-K+-HCO-3、Ca2+-Mg2+-HCO-3型为主,转变为以Na+-K+-HCO-3-Cl-和Ca2+-Mg2+-HCO-3-Cl-型为主;(2)地下水超采地下水改变了地下水的流场,增大了入渗补给,加剧水污染,导致总硬度和TDS浓度的增加;(3)从地下水化学成分的年际变化来看:Na+、K+、Cl-、HCO-3含量变化与地下水位波动基本一致,离子浓度随地下水位的变化发生改变。Ca2+、Mg2+、SO2-4的含量随着地下水位的降低而升高:地下水超采导致含钙镁矿物和石膏等矿物的溶解增多,入渗量增大,离子浓度升高。     

内蒙古河套灌区地下水位埋深分布规律及其影响因素分析

根据河套灌区220个观测井1980-2013年地下水位观测资料,运用Arc GIS10.2绘制地下水位等值线图,分析得出:河套灌区地下水位自西向东呈现递减趋势,在灌区东部乌拉特灌域局部地区形成了地下水漏斗,地下水位埋深年内变化具有明显的季节性,年际变化具有明显的周期性;利用灰色关联理论分析地下水位埋深变化的主要影响因素,得出其主要驱动因子及排序为:蒸发量引黄水量降雨量。研究结果可为该区地下水开发利用和水环境保护提供科学依据。     

河套灌区节水改造工程实施前后区域地下水位变化的分析

河套灌区节水改造工程实施后 ,引黄水量将由现状的年平均 (近 10年 ) 5 2亿m3 减少到 40亿m3 。由于引黄水量的大幅度减少 ,人们一直担心是否会由此导致灌区内区域地下水位的大幅度下降 ,从而造成该地区生态环境的破坏。在缺乏观测试验资料的情况下 ,本文采用集中参数模型对河套灌区节水改造前后区域地下水位变化进行了模拟分析计算 ,结果表明 ,在引黄水量每年减少 12亿m3 的情况下 ,区域地下水位下降幅度较小 ,约为 0 .4m ,对该地区的生态环境不会造成不利影响     

基于RZWQM2模型的农田排水暗管优化布置研究

【目的】研究河套灌区葵花种植区暗管排水条件下农田土壤水分变化状态,探求当地适宜的农田排水暗管布置和控制排水方案。【方法】基于2018—2020年田间试验数据,对RZWQM2模型进行率定和验证,并利用该模型对不同排水暗管布置方案(同一间距不同埋深和同一埋深不同间距)和控制排水方案(不同时期不同排水口深度)下的土壤水分运移和作物生长情况进行数值模拟。【结果】(1)模型率定和验证阶段,砂土层土壤含水率RMSE为0.049～0.065 cm3/cm3,其余土层土壤含水率RMSE为0.012～0.037 cm3/cm3,累计排水量和产量MRE分别在5.88%和3.40%以下,地下水位、1 m土层土壤储水量和叶面积指数R2分别在0.798、0.817和0.912以上;(2)以现有排水暗管埋深1.5 m、间距45 m为基础,模拟得到采用埋深1.4 m、间距45 m的布置方案其地下水位抬高5.2 cm、排水量减少40.0%、增产85.3 kg/hm2;(3)采用雨季1.5 m、非雨季1.2 m排水口深度的控制排水方案,地下水位抬高2.2 cm、排水量减少46.0%、增产66.4 kg/hm2。【结论】RZWQM2模型能较好模拟排水条件下葵花种植区农田土壤水分变化,研究区推荐采用1.4 m埋深、45 m间距的排水暗管布置方案,在现有布置下雨季1.5 m、非雨季1.2 m的控制排水方案较为合适。     

地下水埋深空间插值方法比较和空间变异性研究

为准确获取区域内地下水埋深空间分布特征以及在水土环境变迁下其年际动态变化规律。以甘肃景泰川电力提灌灌区为研究区,以2015年的16个监测井测得的地下水埋深数据为基础,采用Arc GIS软件中的空间插值模块分别运用反距离权重法、样条函数法、趋势面法以及普通克里金法对区域内地下水埋深数据进行空间插值,并采用交叉验证法和误差矩阵评价方法选取地下水埋深最优插值方法。运用最优插值方法对研究区1994、2001、2008和2015年的地下水埋深观测数据进行空间插值。结果表明:普通克里金(球面函数)插值精度最高,能准确反映地下水埋深时空变异规律及分布特征。研究区地下水位埋深总体上表现为西南低东北高的特征,呈现由西南到东北逐渐升高的趋势,研究区地下水埋深最小值每年都在减小,浅埋深区域逐年增加,地下水埋深平均值2015年较1994年减小了4.85 m,表明整个研究区地下水埋深都在持续抬升,但研究区内,地下水埋深最大值变化较小。该结果表明在水土环境变迁下研究区地下水埋深呈现出逐年升高的趋势,对研究区盐渍化土壤的水盐调控及地下水资源合理开发利用具有重要意义。     

淮北平原浅埋区地下水埋深对土壤水变化的影响研究

为研究淮北平原浅埋区夏玉米生长期地下水埋深对土壤水变化的影响,利用五道沟水文实验站1992-2014年大田玉米生长期0～1.0 m各垂直土层大田土壤水实测资料,结合同期地下水埋深(变幅1～3 m)及气象资料进行分析研究,采用回归分析法,分别建立了0.3～0.4、0.4～0.5、0.5～0.6、0.6～0.8、0.8～1.0和0～1.0 m土层平均含水率与地下水位埋深的回归模型。结果表明:0.3～0.4、0.4～0.5、0.5～0.6、0.6～0.8、0.8～1.0和0～1.0 m土层平均含水率与地下水埋深呈线性负相关关系,拟合优度分别为0.632、0.739、0.788、0.861、0.834和0.780。该研究为及时了解土壤水动态变化、合理调控地下水位、提高田间水利用率具有重要意义。该研究成果为及时了解土壤水动态、合理调控地下水位和提高田间水的利用率具有重要意义。     

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。