地下河天窗水位变化分析及预测

以贵州省普定县后寨地下河流域内平山天窗水位为研究对象,分析了水位变化规律,并采用偏最小二乘回归、人工神经网络及两种方法的结合建立了高水位阶段水位半日预测模型,对各模型进行了对比分析。结果表明：天窗水位变化划分为枯水位、开采-恢复、高水位3个阶段;高水位阶段天窗水位主要受前半日内的降雨及前半日时的水位影响;偏最小二乘回归是进行天窗水位预测的合适方法。该研究有助于岩溶地区水循环规律的认识及地下河水资源的开发利用。     

近40年三江平原典型区土地利用变化及其对地下水的影响

三江平原是我国重要的商品粮基地和粮食战略储备基地,地下水作为该地区的主要灌溉水源,其动态备受关注。选取三江平原典型区1980、1990、2000、2010及2018年五期遥感影像数据进行土地利用变化特征分析,探究土地利用类型变化对地下水位埋深的影响和城市化进程、耕地面积变化对流域水均衡状态的影响。结果表明:近40年来水田与城镇用地的面积和周长存在显著的分形特征,稳定性指数由强—弱—强,两种土地利用类型的重心在近40年内发生明显迁移且迁移方向主要为西南—东北—西南,其直接影响流域水均衡状态。土地利用类型的改变使得部分地区地下水补给恢复较慢,造成地下水位埋深不同程度地增大。城市化发展对大气降水入渗补给量影响相对较小,耕地面积变化对灌溉回归补给量影响显著。研究结果可为构建更准确的三江平原典型区地下水数值模型提供科学依据,为三江平原地下水的可持续开发利用提供理论参考。     

基于傅抱璞公式的Budyko假说在月尺度上推导及其应用

在Budyko假设的基础上,充分考虑土壤蓄水量的影响,利用量纲分析和数学推导,构造出基于傅抱璞公式的Budyko假设模型的蒸散发计算公式,并且运用改进前后的模型模拟京杭大运河后营水文站流域蒸散发过程,拟合了模型中的参数。验证结果表明:改进后的Budyko水热耦合模型模拟精度更高,可以用来预测实际蒸散发值;该模型具有一定的适用性,值得推广。     

岩溶地下河日流量预测的小样本非线性时问序列模型

针对岩溶含水系统高度的非线性特征,在小样本时间序列条件下,引入了能较好解决小样本、非线性问题的支持向量回归方法,利用偏最小二乘回归对影响地下河流量的诸多因素进行综合分析,并提取主成分作为支持向量机的输入变量,采用遗传算法优化模型参数,建立了地下河日流量预测的偏最小二乘-遗传-支持向量回归模型;将该模型用于后寨典型岩溶地下河流域日流量模拟和预测,并与BP人工神经网络、多元线性回归模型预测结果进行对比.偏最小二乘-遗传-支持向量回归模型模拟期的均方误差(MSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)分别为0.25%、6.89%,预测期为0.65%、6.03%;BP神经网络模拟期的MSE、MAPE分别为0.24%、7.30%,预测期为0.84%、7.39%;多元线性回归模型模拟期的MSE、MAPE分别为0.28%、9.30%,预测期为1.10%、10.54%.结果表明,偏最小二乘-遗传-支持向量回归模型预测精度明显优于BP人工神经网络和多元线性回归模型.     

宿州市城西水源地地下水限采及其效果分析

针对宿州市城西水源地由于长期开采地下水、井位布局不合理,且地下水补给有限,已严重超采,形成了若干个地下水水位降落漏斗,直接威胁城区供水安全的现实,通过数值模拟法计算宿州市城西水源地的地下水可开采量,采用开采系数法对水源地进行地下水超采评价,并制定相应的限采方案,预测限采后地下水水位的变化,分析限采效果。结果表明,现状年2010年城西水源地地下水开采系数为1.30,属于严重超采;实施限采方案后,规划年2015年、2020年,地下水开采系数分别为1.21、0.97,限采效果较明显。     

济宁市调水量的确定

济宁城区由于长期超采地下水引发了一系列环境地质问题，在分析该地区水文地质条件以及地表水与地下水相互转化关系的基础上，建立地表河流与地下水流耦合模型，并对耦合模型的参数进行了率定，而后建立济宁市需水量预测模型，并预测未来年份的需水量，将其与自回归模型预测的未来年份降水量以及河流水位代入耦合模型，运用Visual MODFLOW中的Zone Budget模块计算城区含水层蓄水量的变化，确定保证含水层处于正均衡或基本正均衡状态时所需调用的地表水量。     

黄河三角洲沉积环境和沉积物渗透系数的现场实验测定

在详细描述黄河三角洲的微地貌条件和沉积环境后,选择黄河故道、孤北水库和天然湿地作为研究对象,用竖管法对其沉积物的渗透系数进行现场实验测定.根据实验结果,黄河、水库和湿地底部沉积物的渗透系数分别为:0.0347 m/d、0.0098 m/d、0.022 m/d.其中,K黄河＞Ka陆地＞K水库,符合水体的沉积环境和水动力条件.本文的结果为进一步研究黄河三角洲地表水与地下水交换关系、计算生态需水量以及进行合理有效的水资源管理提供了必要和可靠的参数.     

地下水位预报中的组合时间序列分析法

将系统分析方法中的传统GM（1,1）模型与时间序列分析方法相结合建立地下水位的预报模型。为更好地反映地下水位的统计规律随时间而缓慢变化的现象,采用衰减记忆最小二乘法率定GM（1,1）模型参数。用方差分析法进行地下水位时间序列的周期分析时,对初相进行优选;在选定的置信度水平下,当有多个周期都通过检验,此时该如何优先选择哪个周期,文中提出按拟选周期的F分布检验统计量与检验区间界限值的比值最大原则来选择周期成分。最后,采用本文所述方法进行福建省龙岩市的年最高地下水位的预报。     

地下水库的概念和设计理论

本文介绍了地下水库的基本概念，提出了地下水库的储水介质分类法。在完善地下储水空间和水源两个基本建库条件的基础上，补充了地下水库的可持续、环境和生态3个建库条件。文中以王河地下水库为例，提出和介绍了地下水库的动态设计法，并认为地下水库的基本设计理论包括6个方面：地下水库建库理论、地下水水文学理论、地下水库回灌和开采理论、地下水库建筑物设计理论、地下水库环境保护设计和环境影响评价、地下水库经济效益分析和评价。     

地下水允许开采量确定的风险分析

传统的地下水允许开采量计算大都有是采用确定性模型进行的。而实际上，在其计算中存在着一些不确定性因素，它们直接影响着计算结果的精度，而“不确定性”与“风险”是紧密相联系的。为此，本文以山东省济宁市地下水资源评价为例，在详细介绍了风险分析的基本概念和风险分析方法的基础上，对地下水允许开采量的确定进行了风险分析，所采用的风险分析方法为蒙特卡罗方法，其中的随机数产生采用混合同余法。经风险分析所得结果较传统的水文地质学方法计算的结果，更符合实际情况。为在今后的地下水资源评价工作中，更加合理地、可靠地确定水源地的允许开采量提供了一种切实可行的方法，使得与地下水开采有关决策的失误减小到最低程度。