惠北试区降水入渗补给地下水分析

<正> 本文用实测统计资料计算分析了惠北试区降水对地下水资源的补给。求出了雨前不同地下水埋深条件下,次降水与地下水位上升的关系式,并提出了能引起地下水位上升的最小次降雨量,对本区30多年降水对地下水资源的补给进行了统计计算,导出了相关性很好的年降水量与入渗补给量的关系式,求出了本区年降水入渗补给系数。     

基于多因素影响的区域旱作物有效降水量估算

【目的】确定区域尺度旱作物有效降水量估算方法。【方法】通过分析降水、土壤和作物因素对作物有效降水量的综合影响,提出了包括冠层截留量、土壤可容水量、地表径流量、降水量和深层渗漏量等4个计算模块的作物有效降水量估算模型,采用田间尺度水量平衡方程计算值对估算模型模拟值进行验证,并分析了河北平原5个县域作物有效降水量的时空分布特性。【结果】①作物有效降水量估算模型模拟结果与农田尺度水量平衡法计算值的决定系数R2和纳什系数NSE均大于0.85,模拟精度较高;②研究区域冬小麦-夏玉米连作条件下作物有效降水量为400.03 mm,降水入渗系数为0.84;丰水年、平水年、枯水年作物有效降水量分别为419、454和355 mm,降水入渗系数分别为0.76、0.86和0.83,栾城和元氏的作物有效降水量较赵县偏高。【结论】提出的估算模型可以用来估算区域尺度作物有效降水量。     

灌区耗水量变化对地下水均衡影响研究

从宝鸡峡灌区水资源形成及转化的角度出发界定了灌区耗水量的概念。通过对灌区水量平衡关系分析,建立了灌区地下水量平衡模型,通过模型计算与分析,结果表明渠系及田间入渗补给量、地下水开采量是主要的地下水平衡要素;宝鸡峡灌区1991~2003年渠系蒸发及浸润损失量和渠系渗漏补给量总体呈递减的趋势,当渠首引水量和渠系利用系数一定时,渠系蒸发及浸润损失量和渠系渗漏补给量呈反比关系。灌区田间灌溉耗水量与田间灌溉入渗补给量也呈递减趋势;灌区地下水耗水量和地下水开采量总体呈上升趋势。     

全膜双垄沟播栽培对自然降水再分配规律研究

在平坦地块中测定了陇东雨养农业区全膜双垄沟播玉米田对自然降水的再分配规律,比较分析了玉米3种栽培方式对自然降水的有效入渗效应。结果表明,全膜双垄沟播玉米田对自然降水的汇集效果可达到72.46%～87.95%,但在降水量少于1mm和2月份的低温、冰冻、降雪等状况下降水汇集效果较差;对自然降水的降水入渗效果可达到61.44...     

舞水河流域降水变化特征及趋势分析

基于舞水河流域内部及周边三个气象站1958-2013年的逐日降水资料,采用非参数检验法(Mann-Kendall)对流域的年降水量、月降水量、最大连续降水量及不同量级降水天数进了趋势检验,并采用Sen氏斜率方法计算了各降水要素的气候倾向率。研究结果表明近56年来,舞水河流域的年降水量呈现不显著的下降趋势;月降水量在1、3、6月份呈现上升趋势,在4、5、8、10、11、12月份呈现下降趋势,2、7、9月份几乎无趋势性;连续1~7d和10d最大降水量呈现增大趋势,但只有铜仁站1日最大降水量显著增大;发生降水的天数呈现显著下降趋势,主要是由于发生小雨天数的显著下降。     

基于人工示踪法的位山灌区地下水补给特征研究

为分析位山灌区地下水补给特征。采用溴离子作为示踪剂,选择不同区域、作物类型和灌溉条件进行示踪试验,通过综合补给系数和克里格空间插值法,对大气降水和地表水灌溉对地下水补给强度的影响进行了区分。结果表明,灌区降水和地表水灌溉对地下水补给强度均值为167.7 mm/a,在有灌溉地区补给强度为193.1 mm/a,无灌溉地区补给强度均值104.4 mm/a;冬小麦～夏玉米在有、无灌溉条件下降水和地表水灌溉对地下水的补给强度为198.6和110.7 mm/a,棉花在有、无灌溉条件下降水和地表水灌溉对地下水的补给强度为138.3和85.5 mm/a;灌区综合入渗补给系数范围为:13.7%～22.4%,均值为19.36%,上游灌区地下水的综合入渗补给系数大于下游的地下水补给系数。通过对地下水水位的空间分布和综合入渗补给系数的比较发现,地下水水位与综合入渗补给系数之间存在正相关关系。研究的结果可为位山灌区水资源分析提供参考和指导。     

基于温度与湿度的大气降水同位素特征影响因素分析

以西安地区为例研究了近八年的大气降水的氢氧同位素组成,提出了大气降水线的方程,并与全球大气降水线对比,揭示了当地大气降水线的特征,分析了温度、降水量对大气降水同位素的影响.研究表明:西安地区不同季节降水的影响因子的侧重点不同,大气降水的几种效应的影响程度也有差别,对于西安地区以及所在关中平原地区夏季主要来自太平洋的东南季风以及来自印度洋的西南季风的水汽,从大陆效应因素来看,夏季季风所带的水汽经过多次降水到达关中平原,水汽同位素比值已经十分亏损.     

兴隆庄采煤塌陷蓄水区降水量与地下水位分析

为解决矿区水资源紧缺现象,规划利用塌陷蓄水区水资源成为首选,而掌握塌陷蓄水区水文情况,是塌陷区水资源合理规划利用的前提。以兴隆庄采煤塌陷蓄水区为例,收集整理了蓄水区附近5个水文站1956-2008年降水量及14个地下水观测站1988-2008年地下水位的资料,进行降水量与地下水位分析。结果表明:塌陷蓄水区降水的年度和年内分布不均匀,丰水期和枯水期交替出现。地下水动态类型属于入渗-径流-开采型,随季节和降水量的变化呈现周期性变化,年内变化规律为"下降-上升-下降"3个阶段,地下水流向为东北到西南方向。降水与地下水位关系较为密切,降水量的变化和地下水位年变幅的变化过程趋势一致,且具有滞后性,降水量与延缓1个月的地下水位的线性关系较好。     

交替积水条件下降雨入渗补给量计算模型对比分析

选取适应复杂上边界条件的一维分层土壤水分运动数值模型和Khepar模型,利用安徽蚌埠五道沟水文实验站蒸渗仪实测资料对两种模型模拟计算交替积水条件下降雨入渗补给量的能力进行了比较和分析。结果表明,复杂上边界模型在模拟计算交替积水条件下降雨入渗补给量时要优于Khepar模型,但两种模型的计算结果总体上均小于实测值。两种模型在模拟计算短时间强降雨条件下降雨入渗补给量时均较差。     

基于水足迹理念的水资源短缺评价—以2022年冬奥会雪上项目举办地为例

2022年北京冬奥会雪上项目将在崇礼区举行,随着旅游业的发展使得当地面临一定的水资源压力和风险,这对崇礼区水资源及水环境的治理和改善提出了更高的要求.以冬奥会主要雪上项目举办地崇礼区为研究区,基于水足迹理论,核算了2006―2015年崇礼区水资源消耗情况,并结合水量、水质评价崇礼区水资源压力.结果表明,崇礼区2006―2015年平均水足迹为6232.2万m3;蓝水足迹为3389.7万m3,其中种植业消耗蓝水足迹最多;多年平均绿水足迹为2842.4万m3,全部来自种植业;平均灰水足迹为2686.3万m3,其中畜牧业灰水足迹为1524.9万m3,占比达到57％,为主要的污染来源.多年平均水量性缺水指标(Iblue)为2.19,属于重度缺水;水质性缺水指标(Igrey)均值小于1,不存在水质性缺水问题.月尺度的水短缺研究表明,崇礼区水量性水资源短缺集中在5―7月,其中5月份最大,Iblue达5.86.总体而言,崇礼区水环境状况较好,但仍存在水量性水资源短缺的情况,因此需要加强水资源管理,实现水资源的可持续利用.     

分布式水文模型在流域水资源量趋势演算中的应用

采用SWAT分布式水文模型分析计算流域水资源量变化趋势,并以伊通河流域为例,分析伊通河流域1993-2008年在水资源量变化情况及演变趋势。并得出以下结论:从1993-2001年,研究区域地表水资源量有减少趋势,减小幅度为12%左右,由于地下水开采量逐年增加,地下水水位下降,疏干面积增加,降水入渗补给量及地表水体补给量增加,地下水资源量有增加趋势,这9年间是伊通河流域地下水资源情势变化较大的时期,2001年以后,伊通河流域地表及地下水资源变化幅度较小,趋于平稳。     

基于Ross模型的降雨灌溉入渗补给地下水规律分析

采用基于Ross方法的数值模型,模拟了华北平原中部典型区降雨灌溉对地下水入渗补给。分别计算了整个土层、根区土层、根区以下土层土壤在强、弱渗透性情况下的入渗通量与地下水潜在补给量,分析了土壤渗透性和地下水埋深对地下水潜在补给的影响。结果显示,大埋深条件下(地下水埋深为30m),在地表以下10m处水分通量过程基本不受上边界年内变化影响;在地表2m以下,年累积通量基本不变,可以将地表以下2m作为潜在补给量的计算深度。根区土层渗透性变化对水分通量与补给量有较大影响,根区以下土层影响较小。渗透性对入渗补给量的影响主要通过根区水量均衡和表层土壤性质控制。地下水埋深大于5m后,埋深的增加对潜在补给没有影响。Ross模型能很好地处理产生干湿交替含水量变化的大气边界,建议采用Ross模型代替传统迭代模型计算降雨灌溉条件下的地下水补给。     

基于极点对称模态分解的北京市降水特征分析

随着全球气候变化加剧,我国区域水资源紧缺日益严重,利用合理方法研究降水的变化规律对水资源规划管理尤为重要。基于北京市1951-2015年降水量时间序列,利用极点对称模态分解(ESMD)方法,分析北京市降水变化的多尺度特征和不同时间尺度下的突变,并对未来趋势变化做出判断。结果表明:北京市降水序列存在2.6、4.3、14和21.7 a的周期变化,不同时间尺度下发生突变的时间亦不同;各模态分量方差贡献率显示年际变化在北京市降水变化中占据主导地位;预测短期内北京市降水量将持续减少。     

土壤氯化钠含量对毛管水上升特性影响研究

通过室内不同氯化钠含量土壤的毛管水上升试验,分析了土壤中氯化钠含量对毛管水上升特性的影响.结果表明:随着土壤中氯化钠含量增大,相同入渗时间的毛管水上升高度和地下水补给量越小;入渗结束后,相同距离的土壤含水量减小.经分析,毛管水上升高度和地下水补给量之间存在密切的直线相关关系,二者分别与时间存在密切的幂函数关系.钠离子对...     

基于不同重现期降水的LID措施水文调控性能研究

作为最典型的土地利用变化过程之一,城市化进程通过改变该地区的下垫面条件,改变了天然状态下的水文机制,并进而产生一系列水环境问题。低影响开发(LID)的雨洪调控措施通过在源头上消纳径流,被视为解决城市雨洪问题的新方法。通过SWMM(Storm water management model)软件建立模型,对不同重现期降水的典型LID措施截流池、入渗带、透水性路面和生物滞留池进行了模拟。模拟结果表明,各LID措施的调控性能随着降水重现期的不同而产生明显的变化;随着降水量的增大,各措施的洪峰流量消减率及入渗补给率(截流池除外)均有不同程度的下降,但洪峰流量消减量随着降水量的增大而增大,入渗量基本保持不变(截流池除外);当采用相同的表面面积设计时,滞留池的洪峰流量消减性能最好,入渗带的入渗补给性能最好;决定其调控性能最主要的因素本质上为其"有效容积",即各措施所能容纳的水量。     

降雨入渗补给量计算的数值模拟方

基于土壤水运动的物理过程，提出了降雨入渗补给地下水的计算模型。该模型以超渗产流和蓄满产流的混合产流模式计算地表产流量，以双层土壤蒸发模式和植物蒸散发机制计算蒸散发量，并在考虑大孔隙对土壤水运动影响的基础上，采用一维土壤水运动分层计算模型模拟土壤水运动。利用零通量面法确定非饱和土壤渗透系数、土壤水分率定模型其它参数。利用江苏徐州汉王水文试验站蒸渗仪实测资料对模型计算的入渗补给量进行了检验，结果表明，模型可以较好地模拟以土壤水运动为核心的水文过程及降雨入渗补给量。     

SWMM模型径流参数全局灵敏度分析

选取基于Horton和Green-Ampt入渗模型的入渗参数,以及区域坡度、区域宽度、透水性区域的曼宁系数和可积水深度共7个SWMM模型参数,采用Morris方法进行全局灵敏度分析。并分别采用不同降水类型、不同重现期的单个降水事件及长期降水序列,分析各模型参数对总产流量、洪峰流量及径流系数3个输出变量的全局灵敏度。结果表明:T1和T2型降水的参数灵敏度分析结果呈现较大差异,T2型较小降水事件不适宜用于参数校核;对Horton入渗模型而言,可利用T1型较大降水事件的洪峰流量对区域形状系数进行校核,利用T2型较大降水事件的总产流量对最小入渗速率、消减系数K进行校核;对Green-Ampt入渗模型而言,可利用T1型较小降水事件的洪峰流量对区域宽度和坡度进行校核及总产流量对透水性区域的曼宁系数进行校核,利用T2型较大降水事件的洪峰流量对最小入渗速率和缺水率进行校核;对径流系数而言,采用Horton和Green-Ampt入渗模型的结果一致,最大入渗速率和最小入渗速率是最灵敏的两个参数,透水性表面的可积水深度和曼宁系数为最不灵敏的两个参数。     

鲁西北平原地下水补给空间演化规律

采用改进后的INFIL3.0模型计算鲁西北平原的地下水补给,分析灌溉和城市化因素影响下,地下水补给量的空间演化规律。计算结果表明:2001-2009年,鲁西北平原地下水补给量为105 mm,补给系数为0.13,计算结果得到了验证。鲁西北平原地下水补给时空变异性较大。在时间上,地下水补给年际变化较大,呈增加趋势,年内有2个峰值,分别在4月和10月。在空间上,地下水补给由西北向东南增大,空间分布差异受灌溉影响显著。地下水补给量的空间演化结果显示,鲁西北平原存在一定的节水空间,城市化扩张会导致补给量减少,弱透水面面积增加10%,补给量减少10mm。模型计算结果可为区域地下水资源评价提供技术支持。     

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.     

怒江源区那曲流域夏季降水与河水稳定同位素特征分析

怒江源区是亚洲地区重要的水源涵养区和生态屏障建设区,识别其水循环演变机理及水源构成具有重要的意义。而同位素技术是解决上述问题的有效手段之一。因此,利用2017年7月与8月那曲流域采集的降水、河水和湖水样品δD和δ18O的测试结果,分析了研究区夏季降水、河水和湖水稳定同位素时空分布特征。结果表明,7月份降水与河水中δ18O的平均值均大于8月份,造成这种差异的主要原因在于受季风影响8月份降水增多。夏季降水中δ18O和过量氘的纬度和高程效应不显著,降水量是其主要影响因素。夏季河水中δ18O的纬度和高程效应均不显著。河水中过量氘与纬度和高程存在较好的相关性,且湖水对于过量氘的分布具有重要的调节作用。由于沿途诸多支流汇入干流,从错那湖开始到下游,干流河水中同位素呈递减趋势。