Simulation of water quantity exchange between groundwater and the Platte River water, central Nebraska

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｆｏｒｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｒｉｖｅｒｖａｌ ｌｅｙｓｉｎｔｈｅＨｉｇｈＰｌａｉｎｓｓｔａｔｅｓｏｆｔｅｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｃｏｎ ｆｌｉｃｔｓｂｅｔｗｅｅｎｓｔａｔｅｓａｎｄａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒ     

基于作物需水的灌溉用水量核算方法及应用

用水量核算方法是最严格水资源管理制度实施的一项技术支撑。以山东济宁市梁山县为研究区,采用FAO(国际粮农组织)推荐的Penman-Monteith公式,计算了该县3种主要农作物的逐日作物需水量及净灌溉需水量。研究中考虑到研究区的作物种植面积、灌溉水利用系数等因素提出理论需水量和折算系数的概念,通过推求理论需水量与实际用水量的折算系数,对2011年和2012年梁山县灌溉用水量统计数据进行核算,核算的相对误差分别为0.08%和-1.52%,核算结果较好。     

主观因素影响下河川基流量计算的不确定性分析——以增江中下游为例

基于增江中下游麒麟咀水文站1958年-1988年以及2006年-2014年的逐日径流资料,根据各种基流分割方法的优缺点,以及增江中下游地区水文地质条件和径流变化特征,首次采用加里宁试算法计算了该地区的基流量,并深入研究了该方法应用过程中主观因素对基流计算结果产生的影响。结果表明,参数的主观差异化选取对加里宁试算法分割确定的河川基流量影响显著。在假定合理范围内确定的退水系数β服从均匀分布时,对应的比例系数B的分布并不会与之一致,基流量是在两个参数的基础上计算的;不考虑主观因素影响时,增江中下游的多年平均基流量为7.8亿m~3,考虑主观因素影响时,置信水平95%的置信区间为6.68~8.72亿m~3,直接计算的结果位于95%的置信区间内,其对应的保证率为41%。因此,考虑基流量计算的主观不确定性不仅能够用于校验计算结果,同时可以提出该计算结果下的保证率,这将为地下水资源管理决策的制定提供重要的依据。     

地下水安全开采量的内涵及安全开采控制水位划定

回顾和探讨了地下水允许开采量、可持续开采量和安全开采量的概念和内涵的演变,综合考虑社会、经济、技术、资源等多方面约束,定义了安全开采量,并详细剖析了其区别于以往地下水开采资源量的内涵,从开采程度、水文地质条件、社会发展要求三方面明确“安全”的标准,提出了地下水安全开采因地制宜的思路,并且将概念延伸到相应的安全开采控制水位,实现地下水资源量预先调节,初步阐述了基于逐月调节计算的地下水安全开采控制水位划定方法。     

城市工业用水总量核算方法探讨

针对我国最严格水资源管理制度下用水总量考核中存在的问题,在分析济宁市工业用水规律的基础上,探索核算工业用水总量的方法。针对大样本工业用水户的情况,基于聚类分析的结果选取典型样本企业,以典型样本企业的用水指标推算工业用水总量。通过核算数据与实测数据的对比,给出核算结果,评价核算方法的适用性。结果表明:2011年济宁市工业用水总量核算值与实际值相对误差为4.66%,以典型样本企业核算工业用水总量的过程更符合实际情况。     

不透水面影响下海岛淡水透镜体的形成与演化

以某海岛的水文地质资料为基础,对研究区水文地质条件进行概化,并使用Visual MODFLOW软件构建了该海岛淡水透镜体的二维模型,通过改变不透水面的覆盖范围,模拟透镜体形态及储水量的变化.数值模拟结果表明,初始状态下岛屿淡水透镜体的最大厚度约为15.6 m;在设置不透水面后,淡水透镜体大约在15 a之后再次达到稳定状态,设置不透水面一侧的淡水透镜体下界面轮廓向内凹陷,淡水透镜体的最大厚度减小至14.6 m,岛屿地下淡水储量减少了20.23％.对影响淡水透镜体的4种影响因素进行灵敏度分析,结果表明给水度对岛屿地下淡水储量影响最大,其后依次为降雨入渗补给系数、渗透系数和不透水面覆盖范围.     

基于时空分数阶导数模型的潜流带溶质运移模拟

为弥补传统整数阶导数对流-弥散方程在潜流带溶质运移模拟时难以描述介质非均质性引起的溶质运移的不足,在潜流带溶质运移模型中引入时空分数阶导数项,分别从一维和二维角度出发对分数阶导数方法在潜流带溶质运移模拟中的适用性进行讨论。研究发现：时间分数阶阶数α体现溶质运移过程的滞时效应,使穿透曲线具有明显的拖尾特征;空间分数阶阶数β刻画介质非均质性引起的溶质超扩散现象。参数敏感性分析结果表明：引入分数阶方法相较于传统对流-弥散方程使得方程对流速和弥散系数改变的敏感性增强,解决了传统整数阶方法无法准确描述潜流带中介质强非均质性的缺陷。野外示踪试验进一步证明：由于潜流带中介质非均质性强且存在多维流的特点,传统二维整数阶对流扩散方程对溶质运移过程刻画存在不足;一维分数阶导数模型在模拟潜流带溶质运移时,能够更准确计算溶质浓度峰现时间,描述穿透曲线拖尾现象;二维分数阶导数模型受到不同方向参数设置的影响,在没有纵深方向介质差异导致的水流、介质参数差异的前提下,模拟水平面内溶质扩散过程更具适用性。     

济宁市水资源承载能力评价方法的应用与对比

针对目前水资源承载能力内涵界定尚不统一,评价手段多样的现状,采用投影寻踪法和行业技术大纲方法对济宁市11个县市区的水资源承载能力进行评价,并与其他学者利用主成分分析法的评价结果进行对比。结果表明:投影寻踪法评价结果为还有一定潜力,行业技术大纲方法评价结果为超载,主成分分析法评价结果为还有开发潜力。3种方法评价结果存在差异的原因包括指标选取依据不同、指标权重确定方法不同以及数据年份不同。影响济宁市水资源承载能力强弱的主要因素是人均水资源占有量和地下水开发利用程度。     

落水洞水位对水文情景响应变化的试验研究

岩溶含水系统水流运动规律的研究对岩溶地区水资源可持续利用和经济发展具有重要意义。物理模型一定程度上可以随意设置不同的试验条件及水文情景,是研究岩溶水流运动规律的有效工具之一。利用自行设计研制的裂隙网络-管道双重介质物理模型,设置3种不同的补排关系、6个不同的泉口直径、3个不同的含水层倾角,研究落水洞水位变化规律。结果表明:补给大于排泄、含水层无倾角时,落水洞水位呈对数曲线趋势上升;补给大于排泄、含水层有倾角时,落水洞水位变化可用二次函数描述;补给小于排泄、含水层无倾角时,落水洞水位呈阶梯状下降,且阶梯个数与层面裂隙条数相等;补给小于排泄、含水层有倾角时,落水洞水位呈直线下降。同一泉口直径,无论含水层有无倾角,落水洞水位下降可由同斜率、不同截距的直线簇表达。     

我国地下水保护行动试点建设实践与思考

对我国地下水保护行动中甘肃省武威市、贵州省毕节地区、山西省太原市、辽宁省鞍山市、河北省沧州市试点工作开展情况做了简要的回顾,并结合当前我国地下水开发利用现状,从试点工作的总体思路、主要任务、保障措施、监督考核等方面提出了进一步开展工作的建议,为我国地下水资源可持续开发利用提供参考。