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。     

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.     

西安城区地下水位监测网优化设计

进行地下水位监测可获得评价区域地下水时、空分布的必要信息。采取地下水动态类型编图的方法对西安城区地下水位监测网进行了优化设计,将整个西安城区分成71个动态类型区,使用ArcGIS生成地下水动态类型分区图;根据现有资料,对比3种半变差函数模型,确定了适宜西安城区的Kriging插值模型,进而取得西安城区地下水位监测网优化前、后的估计误差标准差等值线图。结果显示,标准差由0.46~2.98m变为0.25~1.02m,优化后的研究区整体标准差范围明显减小。最终确定在西安城区布设97眼监测井,其中在原有61眼监测井中保留44眼,新增监测井53眼。优化后的监测网能够更准确地获取有效的监测数据。     

国内外一孔多层监测井建设技术方法与应用

一孔多层监测井可以在一眼监测井内实现对多个含水层的同时观测。介绍了国内外一孔多层地下水监测井类型,将Westbay一孔多层监测系统和多级完整监测井进行了对比,介绍其结构设计、成井工艺和应用实例,系统地总结和分析了施工建设过程中的技术要点和措施,可为以后一孔多层监测井建设提供参考。此外,还对2种一孔多层监测井优缺点和适用条件进行了客观的分析,对以后一孔多层监测井选型应用提出自己的建议。一孔多层地下水监测井具有节约用地、节省资金、缩短施工周期和便于管理等优点,在以后地下水动态监测设施建设过程中值得推广应用。     

玛纳斯河下游灌区地下水埋深变化特征及成因分析

根据新疆玛纳斯河下游莫索湾灌区具有代表性的14个长期观测井多年(1998—2010年)地下水位数据,运用水量均衡法和Mann-Kendall突变检验法分析了灌区地下水埋深动态特征及成因。结果表明,研究区除147团地下水埋深略有减小外,其他各区地下水埋深均呈增大趋势,其中150团地下水埋深增大最为明显。灌区地下水埋深变化存在时空差异,并且在2004年之后的不同年份出现了变化趋势转折,其根本原因是受到了灌溉入渗和地下水开采的影响。灌区地下水埋深年际、年内变化基本都呈现出人工-自然双重影响下的变化特征,年内变化最为明显,且不同区域影响地下水位变化的主次因素有所不同。总体而言,人类活动已经成为玛纳斯河下游灌区地下水埋深变化的主要驱动力,其次是自然因素,其中灌溉入渗、地下水开采和潜水蒸发是影响研究区地下水埋深变化的主要因素。     

改进的非参数时间序列模型在地下水位动态预报中的研究

针对地下水位动态预测常用方法中存在的不足,在借鉴相似预测理论思想的基础上,提出以最大相似度准则来刻画时间序列预测中各个样本的关联性,给出了以最大联系度来定量测度地下水位历史样本之间的相似度,提出了改进的非参数时间序列模型在地下水位动态预报的建模步骤和求解思路,并将五元联系度模型应用于中牟县18号观测井的地下水埋深年内预报中。预报结果表明,改进的非参数地下水位动态预报模型预测值与实测值具有较好的拟合优度,两者呈现较强的趋势性,同时模型的有效性和可靠性经后验差法检验表明预测精度较高,泛化能力较好。     

生态脆弱草原区地下水位对降水要素变化的响应

降水是生态脆弱草原区地下水系统的关键补给源,研究地下水位对降水强度、降水次数等降水要素的响应特征对揭示草原生态系统"四水"转化规律具有一定的指导意义。以锡林浩特市典型草原为研究区,基于M-K检验将地下水位长时序变化过程划分为浅埋期和深埋期,通过Poisson分布模型及其改进模型分析降水强度、降水次数等降水要素的时序演变规律,定量研究地下水位对不同降水要素的响应程度。研究结果表明,锡林浩特市各个观测井地下水位呈逐年下降趋势,地下水埋深整体较浅,对降水要素的响应程度由强至弱依次是日均降水强度、降水次数和次雨深,其中农场三队和欣康村监测井的水位对降水要素变化最为敏感;2001年左右,区域地下水位步入深埋期,水位降幅显著,埋深增加导致包气带增厚,延缓了降水入渗补给过程,地下水位对各个降水要素的响应程度也不断减弱。     

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。     

生态脆弱草原区地下水位对降水要素变化的响应北大核心

降水是生态脆弱草原区地下水系统的关键补给源,研究地下水位对降水强度、降水次数等降水要素的响应特征对揭示草原生态系统"四水"转化规律具有一定的指导意义。以锡林浩特市典型草原为研究区,基于M-K检验将地下水位长时序变化过程划分为浅埋期和深埋期,通过Poisson分布模型及其改进模型分析降水强度、降水次数等降水要素的时序演变规律,定量研究地下水位对不同降水要素的响应程度。研究结果表明,锡林浩特市各个观测井地下水位呈逐年下降趋势,地下水埋深整体较浅,对降水要素的响应程度由强至弱依次是日均降水强度、降水次数和次雨深,其中农场三队和欣康村监测井的水位对降水要素变化最为敏感;2001年左右,区域地下水位步入深埋期,水位降幅显著,埋深增加导致包气带增厚,延缓了降水入渗补给过程,地下水位对各个降水要素的响应程度也不断减弱。     

渠井结合灌区地下水位对不同渠系节水水平的响应

以泾惠渠灌区为研究对象,基于灌区地下水观测数据,运用FEFLOW建立泾惠渠灌区地下水三维模拟模型。在满足模拟规范要求的精度要求下,模拟11种不同节水水平情景,研究了地下水位对不同影响因素条件下的响应情况。得到地下水位对本次研究的三种主要影响因素条件下的响应情况为:斗口以下灌溉水利用系数灌溉定额干支渠水有效利用系数。模拟最终得到灌区最优渠井节水水平配置:干支渠水有效利用系数0.71,斗口及以下灌溉水有效利用系数0.90。在生产实际中应优先考虑提高斗口以下灌溉水有效利用系数,并以此为依据确定灌区渠系防渗衬砌标准。     

堤内地下水受河水位的影响规律及其排水研究

河水位对堤内地下水有重要的影响,且河水向二岸的侧渗常导致堤内排水困难,使农作物遭受渍害。针对汉江中下游典型的二元土壤结构,利用V isualM od flow建立地下水流数学模型,模拟分析堤内地下水位和沿程“向上补给”流量随河水位变化的规律。为了排水降压,将渗流模型简化,导出排水沟深度和间距的计算公式,并用数值法验证了该处理方法的正确性。研究成果可为河岸渍害的防控提供理论依据。     

三江平原井灌水稻区地下水人工补给方法初探

针对三江平原井灌区地下水位逐渐下降、急需恢复的现状,结合国内外地下水人工补给实践,对三江平原井灌区地下水人工补给方法进行了探讨,提出了今后地下水人工补给实践的初步设想,为该区域地下水资源的可持续利用提供了参考依据.     

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。      

圩区地下水溶质运移预测模拟研究

以我国南方平原圩区为研究对象 ,分析圩区堤防采用垂直封闭截渗技术后对圩内水环境的影响。采用现场观测、测试、建立封闭圩区地下水溶质运移数学模型 ,以及实例分析相结合的方式进行 ,预测给定时间后某地点的地下水水位及地下水污染情况 ,用以指导类似圩区水利工程建设与管理。     

Role of Groundwater in Irrigation Water Management in the Downstream Part of the Yellow River

Water scarcity in the Bojili irrigation District, which is located in the Shandong province in China, affects the management of the irrigation system and has led to the development of water storage functions inside the system. In particular, the irrigation and drainage scheme is used for short-term water storage whereas groundwater is used for long-term storage which is replenished during the monsoon season and drawn from when crop water requirements are not satisfied by surface irrigation.In this paper the storage functions are quantified. The role of groundwater, in relation to rainfall and irrigation depths, is analysed in detail. This analysis, which was carried out at the district and at sub-system scales, is based on data collected from fifty five observation wells between 1991 and 1996 at a 10-day time intervals. The sub-systems, called “divisions”, represent the areas for which irrigation-related information is available.Rainfall, groundwater levels and irrigation data are consistent. They demonstrate the inequity of water allocation between upstream and downstream water users. Accordingly strategies for water management differ between these users. These strategies only partially compensate the effects of scarcity demonstrated by decreasing cropping intensities from upstream to downstream parts of the District.     

大安灌区地下水动态特征及灌区实施后的生态环境响应

针对大安灌区存在的水资源短缺、土地退化以及新一轮土地整理可能带来的生态环境问题,在广泛收集该区多年地下水动态资料的基础上,进行了地下水动态特征分析,运用GM（1,1）模型预测了水位埋深。为分析灌区实施后对生态环境的影响,分别计算了灌区建成后引起的地下水位变化回渗量、地下水位上升值,得出了大安灌区水位最高上升1.11m,小于该区地下水位年变幅3.5m,采用计算的水位埋深进行了次生盐碱化发生的可能性分析。     

基于数值模拟的天津市地下水资源均衡分析及压采方案制定

【目的】在深层地下水超采严重地区,分层组进行深层地下水资源均衡分析,合理开发利用地下水资源。【方法】以天津市平原区为研究区,将含水层结构概化成Ⅰ～Ⅴ共5个含水层组,分层组概化边界条件、进行水文地质参数分区,整理源汇项、蒸发量、各含水层组分乡镇开采量和观测孔水位数据,在Visual Modflow平台建立了地下水流数值模型。通过对开采量进行调参、反演,完成模型识别与验证。据此进行深层各层组地下水均衡分析,计算地下水蓄变量,制定了分层组压采方案。【结果】末刻第Ⅱ～Ⅴ含水层组的模拟流场和观测流场分布一致,观测孔模拟水头和实测水头相关系数分别为0.961、0.968、0.951、0.960,典型观测孔动态水位变化过程拟合较好。2013—2015年,深层各层组地下水蓄变量分别为-12 499.3×10~4、-12 055.7×10~4、-9 257.81×10~4m~3,处于超采状态。压采方案下,各含水层组压采量分别为15 862.98×10~4、4 961.24×10~4、1 414.97×10~4、2 469.38×10~4m~3,2020年、2030年深层地下水的蓄变量分别为1.09×108m~3和1.05×108m~3。【结论】模拟结果与天津市深层地下水实际情况相符。     

农田排水策略对氮素流失影响试验研究

通过测筒试验模拟了排水间隔时间、强度和地下水位对农田地下排水中氮素流失的影响规律。结果表明,相同模拟条件下,排水间隔时间的延长可减少排水量和降低总氮流失率,以间隔3～5d减少最为明显;间隔3、5和7d排水总氮流失量分别较间隔1d减少了45.5%、81.1%和100%;排水强度的降低可以减少氮素的流失,出流中氨氮质量浓度递减并趋于稳定,硝态氮质量浓度先上升后减少,相对于2mm/d的排水强度,4、6和8mm/d排水强度下总氮流失量分别增加了126.8%、264.8%和401%。地下水位的升高可明显减少总排水量和总氮流失量,40cm和60cm地下控制水位比80cm水位排水总氮量分别减少63.2%和40.9%。     

地下水质量整体化评价研究

提出了时段背景值的概念和计算方法,给出的基于时段背景值的地下水质量整体化评价方法,为地下水质量宏观评价和调控提供了一种新的手段,为科学利用和管理地下水提供了有效工具。同时也有助于多视角探究地下水水质的演变历史,展示量化的地下水污染全貌。     

灌区土壤盐渍化发展模拟预测与对策研究

以秦王川灌区观测和调查资料为依据,采用目前广为实用的MODFLOW地下水模拟软件,对灌区地下水动态进行了预测和分析,并对地下水质的发展趋势作出评价。灌溉实施以来,秦王川灌区地下水位逐年上升。未来10年内盐沼区面积扩大约为28 km2,并且将继续增加,地下水埋深0~2 m的面积达31.4 km2,占灌区面积的比例约为6%。未来20年地下水埋深0~2 m的面积达47 km2,占灌区面积的比例为10%左右。根据地下水位的变化特征,对控制土壤盐渍化发展的因素和对策进行了分析,提出以明沟排水为主,加大灌区下游地下水排泄能力;以渠灌为主,适度发展井灌,大力推行田间节水灌溉技术等对策。