小波神经网络在白城地区浅层地下水埋深预测中的研究

针对白城地区浅层地下水位动态变化的复杂性和非线性,采用小波分析和人工神经网络相结合的小波神经网络模型(WA-ANN)对白城地区浅层地下水埋深进行分析和预报。将研究区5口井2002-2009年逐月的降水量、蒸发量、人工开采量和前期水位埋深4个因素作为输入层,地下水埋深作为输出层,建立浅层地下水埋深预测模型,并采用"后验差"法对模型精度进行检验。检验结果表明,WA-ANN模型能很好地模拟该区地下水埋深变化规律,且拟合和预报精度均较高,相对误差小于10%。2010年以后的预报结果显示研究区地下水位呈逐年下降趋势,预计到2015年将下降1m,应及时加以控制。同时,笔者希望本次研究能为浅层地下水埋深预测提供一种新的途径。     

基于地统计学的泾惠渠灌区地下水位时空变异性研究

根据泾惠渠灌区43眼长期观测井2002、2004、2007年和2009年地下水埋深资料,利用趋势分析法和ArcGIS地统计分析模块,研究了灌区地下水埋深时空分布规律及变异特性。结果表明,地下水埋深样本服从对数正态分布,球状模型拟合变异函数的效果较好。灌区地下水埋深样本存在几何各向异性,并略有增强趋势。地下水埋深样本具有中等的空间相关性,是结构性因素和随机性因素共同作用的结果。灌区地下水埋深从西北向东南逐渐变浅。灌区地下水埋深年内呈双峰曲线变化,最小埋深值出现在春灌期,最大埋深值出现在夏灌期;灌区地下水埋深年际呈减小趋势,具有浅埋区面积明显增大、深埋区面积不明显增大的特征。     

地下水埋深与芦苇生长的响应机制研究

由于芦苇各生长阶段需水量不同,对芦苇湿地进行水位的管理会影响芦苇的生长发育和产量。通过为期2年的野外试验,利用桶栽方法,控制地下水埋深分别为0(饱和状态)、10、20、30、40 cm的试验条件,利用SPSS分析软件,得出不同地下水埋深与芦苇苗期各项生长指标的响应状况。结果表明,不同的地下水埋深处理对芦苇的株高生长、茎粗生长和分蘖影响显著,其中10 cm是芦苇苗期生长和出苗的最佳地下水埋深。可见,控制芦苇不同时期生长的地下水埋深状况,能有效提高芦苇产量。     

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。     

鲁北平原引黄典型区地下水埋深时空变异规律及开采适宜性分析

揭示区域地下水埋深的时空变异规律及开采适宜性,对于实现地下水资源的可持续利用具有重要的意义。以山东省德州市为研究区,借助GIS技术和统计学方法,在分析该区近10a(2005-2014年)地下水埋深基本特征、年际变化规律和空间分布格局的基础上,以地下水临界深度、漏斗区、超采区为评价指标,研究地下水开采的适宜性。结果表明:1研究区地下水埋深普遍较浅,10a的平均埋深为4.6m,但各县区存在较大的差异,并且在10a间,地下水埋深变化波动较大,7个县区的CV大于10%,达到中等变异程度;2研究区10a间地下水埋深下降趋势明显,除庆云县、禹城市、齐河县和武城县外,其他区域达显著(P0.05)或极显著(P0.01)水平;3研究区2005、2009和2013年的地下水埋深空间分布格局相似,但也存在明显的区别,非漏斗区(埋深≤6m)面积逐渐增大,浅层地下水降落漏斗(埋深6m)的范围不断缩小;4研究区的可大量开采区主要位于庆元县、禹城市、齐河县等县区,总面积为2 290km~2,适宜开采区主要位于中部、东北部和西部,总面积为3 790km~2,限采区在各县区均有分布,总面积为4 289km~2。     

希尼尔水库灌区地下水埋深时间稳定性分析

该研究基于2004-2013年对新疆希尼尔水库灌区13个观测井地下水埋深的长序列监测结果,利用相对差分法、Spearman秩相关系数法和Morlet小波变换的方法分析了研究区地下水埋深的时间稳定性和周期性特征.结果表明:在不同监测时间的地下水埋深均属于中等变异,变异系数的范围为44%~75%.地下水埋深表现出强烈的时间稳定性;小波分析表明研究区地下水埋深存在周期性变化.研究结果为灌区合理开发利用地下水资源以降低土壤盐渍化风险提供了一定的参考.     

龟裂碱土地下水埋深、矿化度和盐分离子年内时空变化特征研究

探明龟裂碱地浅层地下水埋深、矿化度和盐分离子年内时空变化特征,为改良利用龟裂碱地水盐调控提供科学依据。以宁夏西大滩前进农场新垦龟裂碱地61.3hm2为研究区域,通过15个观测井监测浅层地下水水位、pH值、矿化度和盐分离子月间时空动态分布规律,数据显示,区域浅层地下水埋深北高南低,东高西低;东北最高,中间最低。区域浅层地下水矿化度北低南高,东低西高;东北最低,中间最高。地下水的类型主要属于Na+-Cl-型水,属于中性偏碱类型。年内地下水水位平均为0.96m,矿化度平均2.26g/L,其中3月份地下水水位最深1.71m,矿化度最小1.01g/L;11月份地下水水位最浅0.4m,矿化度最大2.82g/L。盐分离子以Na+、Cl-、SO2-4和HCO-3为主。总体来说地下水位与矿化度成定性关系,地下水位较浅时,相应的矿化度较高,盐分离子含量也较高;地下水位较深时,相应的矿化度较小,盐分离子含量也较低。     

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。     

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。     

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。     

黑龙江省桦南县城区地下水化学特征与成因分析

基于研究区地下水勘察数据,利用Piper图和统计分析描述了地下水化学的基本特征;结合地质与水文地质条件分析,利用离子比例系数法、相关分析以及地下水人为污染组份分析等方法,分析了地下水化学成份的基本成因,并进一步利用因子分析方法判别了不同成因类型对地下水化学特征的影响次序。分析结果表明:研究区潜水的水化学类型较复杂,其中HCO3-Ca.Mg型居多,承压水水化学类型有3种,以HCO3-Ca.Mg型为主;溶滤作用和人类活动的影响是研究区潜水和承压水水化学形成的最主要因素,其中以溶滤作用为主导;同时蒸发浓缩、离子交换及地下水与河水的混合作用也影响着潜水的水化学形成。     

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。     

时间序列的疏系数季节模型在地下水动态模拟中的应用

由于地下水埋深受气象因素影响呈现年周期变化，且因气候的波动和生态环境的变迁，使地下水埋深在不同年份相同阶段并不相同。将时间序列的季节模型用于人民胜利渠古黄河背河洼区、漫滩区月平均地下水埋深动态建模之中。计算结果表明，模型为疏系数季节模型，模型精度显著高于自回归模型。     

建平县地下水动态及可开采量初步分析

通过对建平县地下水动态进行分析,得出该县地下水采补基本平衡,地下水可开采量为1.17亿m3,此结论可作为编制建平县水资源承载能力与取用水总量控制规划和实行最严格水资源管理制度的依据.     

干旱区灌排条件下田间土壤盐分动

根据干旱地区实测的田间土壤含盐量、地下水埋深和矿化度以及灌溉量，分析了土壤盐分的时间动态变化及空间分布特征，确定了土壤盐分与地下水矿化度的线性正相关关系，建立了土壤盐分与地下水埋深和矿化度的统计模型。     

泾惠渠灌区地下水化学特征及其对不同水源灌溉的响应

为研究泾惠渠灌区地下水水质状况及其对不同水源灌溉的响应,对桥底镇地下水进行系统采样,分析了泾惠渠灌区地下水基本特征、地下水化学成分形成原因和不同灌溉水源区地下水的暂时性变化规律。结果表明,泾惠渠灌区桥底镇浅层地下水以Na+Mg—HCO_3+SO_4+Cl类型为主,地下水环境为碱性咸水,影响TDS的主要离子排序为SO_4~(2-)Cl~-Ca~(2+)Mg~(2+);蒸发浓缩作用、阳离子交换作用和溶解沉淀作用是影响地下水化学成分形成的重要因素;井灌区地下水中各离子质量浓度均比渠灌区高,Ca~(2+)在2种类型区域的量有显著差异且年变异系数最大;引起Ca~(2+)和Na~+暂时性变化的因素是灌溉和降雨。灌区灌溉应在保证水量的情况下优先选择渠水灌溉,降雨集中期和灌溉期要加强灌区地下水水质的管理工作。     

大庆市西部地下水库人工回灌方案研究

为了缓解大庆市水资源供需矛盾,提高城市供水安全保障程度,利用业已形成的大庆市西部地下水位降落漏斗,建立地下水库实施水资源人工调蓄。综合分析回灌水水源、回灌水水质、回灌水量、回灌方式等,设计大庆市西部地下水库人工回灌方案,通过数值模拟计算,模拟人工调蓄效果。模拟结果表明,人工回灌可使降落漏斗区地下水位有明显上升,采用压采的同时将注水井布设于龙虎泡管线南侧的注水方案,水位恢复效果最为明显,可使漏斗区地下水位回升11 m左右。     

不同地下水埋深时甜椒需水量及作物系数试验研究

采用排水式蒸渗仪试验,研究了不同地下水埋深时,甜椒需水量和地下水利用量的变化规律及与外界环境因子的关系。分析和模拟了甜椒作物系数,并与FAO-56推荐作物系数值进行了比较。结果表明,地下水埋深为0.6~0.9m时,地下水与降雨利用量占需水量的40%~50%,灌溉量较低。地下水埋深较浅时,需水量与地下水利用量与蒸发量、气温和地温具有显著的线性关系。地下水埋深较深时,需水量主要受降雨的影响,与环境因子的相关性较小;地下水利用量与蒸发量、气温、地温及饱和水气压差仍具有显著的线性关系。甜椒全生育期作物系数为1.35,与移栽后旬数、地温和需水系数分别表现出3次、2次和3次多项式的关系。生长中期和后期,作物系数分别为1.25和1.25~1.1,高于FAO-56推荐值。研究结果为蔬菜类作物节水灌溉制度的制定和高效灌溉管理提供参考。     

地下水库的研究现状和发展趋势

综述了地下水库近几年的研究现状,分别总结了地下水库的概念、组成分类、调蓄能力和建库的基本条件等。结合国内外已建成的地下水库的实例,分别从:①水文地质、工程地质的勘察工作,尤其是含水层边界条件和水文计算参数的确定;②地下水库的数值模型的建立;③地下水库调蓄水量的计算和调蓄能力的分析;④地下水库地下挡水坝的施工方法;⑤地下水库的管理监测系统的建立等方面分析了修建地下水库的基本理论思路。并分析总结了地下水库存在的主要问题和开发前景。     

地下水埋深对春玉米需水量及需水系数的影响

采用排水式蒸渗仪试验,研究了不同地下水埋深时,春玉米需水量和地下水利用量的变化规律,对春玉米需水系数进行了计算。结果表明,在全生育期内,春玉米需水量最大值出现在地下水埋深为0.5 m时,1.0 m时最小;地下水埋深对春玉米需水量的阶段分配没有太大影响,不同地下水埋深处理的规律基本一致,即拔节到抽穗期最小,灌浆到收获期最大;不同地下水埋深的春玉米日需水量变化规律也基本一致,即前期较小,生长盛期达到最大;春玉米需水系数在播种-拔节期最小,在抽穗-灌浆期最大。研究结果可为春玉米节水灌溉制度的制定和高效灌溉管理提供参考。