开采条件下的地下水溶质运移规律的研究——以山东济宁漏斗区为例

数值模拟方法是评价地下水资源、模拟地下水水流和溶质运移的主要方法和手段之一。本次研究应用Visual MODFLOW建立了研究区地下水三维水流及溶质运移模型,并应用其中的MODPATH模块模拟了地下水中水质点的运移轨迹,分析了由于过量开采而形成地下水水位降落漏斗后,研究区地下水溶质的运移规律,提出了控制和改善地下水水质的方法。     

济宁市用水结构分析及预测

为了解中国北方地区的用水结构,选取济宁市为典型城市,根据2005~2014年济宁市的用水数据,运用信息熵、洛伦茨曲线和基尼系数的方法分析了济宁市用水结构变化,并利用GM(1,1)灰色模型预测了2015~2024年济宁市用水结构未来的发展趋势。结果表明,2005~2008年总用水量年均增长5%,2009~2014年总用水量年均减少2.58%,其中,农业用水所占比例最大,约为79.95%;2005~2014年济宁市用水结构的信息熵由0.643 4 nat增长到0.727 6 nat,均衡性和稳定性不断提高;按用水类型的空间分布差异性,由小到大依次为农业、生活、工业、生态;2015~2024年的预测结果与现状相似,即用水结构朝着均衡、稳定的方向发展,空间分布的差异性逐渐缩小,但仍需进一步优化。     

基于人工调蓄的石川河河谷疏干含水层恢复效果分析

石川河河谷阶地区地下水资源长期大量超采,致使一定区域的含水层被疏干,利用疏干的含水层储水空间进行水资源的人工调蓄对恢复区域地下水位意义重大。对此,设计并模拟了在维持开采、压缩开采和增加开采的基础上进行人工回灌等调蓄方案,对石川河河谷区阶地区进行水资源人工调蓄,并分析了各方案下的地下水位恢复情况。结果表明,地下水调蓄可显著改善该区域地下水的失衡状况,增加回灌量与减少开采量相结合的调蓄方案,使地下水环境的恢复效果明显。在压缩开采量的基础上,可采取分季节人工回灌4.6×107 m3/a的方案;在增加开采量的基础上,可采取分季节人工回灌5.4×107 m3/a的方案。研究成果可为区域地下水资源恢复工作提供决策依据。     

地下水库研究的现状及展望

阐述我国地下水库近年来的研究现状,总结地下水库在分类、库容计算、水库回灌、水库防渗及水库选址等方面的研究进展。通过对当前地下水库研究内容、方法和结论的系统分析,指出该领域的一个重要发展方向是坑道型地下水库的水资源开发工程,并提出研究过程中需要综合考虑回灌水源的水质、水量问题。此外,地下水库的环境效益评价及地下水库水质的污染防护也是重要的研究内容。     

短历时生态输水条件下的地下水系统响应

为研究短历时生态输水条件下的湿地生态系统响应,以黄河三角洲为例,分析总结了水文地质概念模型,采用Visual Modflow软件构建了短历时生态补水的地下水流数值模型,从地下水水量和水位两方面分析刁口河尾闾生态核心区补水时的地下水系统响应过程及影响范围.结果表明,短历时生态补水条件下周边地区地下水系统响应显著,为该地区生态输水提供了依据.     

落水洞对裂隙-管道介质泉流量衰减过程影响的试验研究

岩溶裂隙-管道是我国西南地区的主要地下储水空间和导水通道,落水洞是岩溶地区临时性吸收地表水流的重要过水通道,在西南地区分布密集。开展落水洞大小对裂隙-管道介质中泉流量过程影响的研究,对指导岩溶水可持续开发利用和推动岩溶水研究具有深刻意义。文章研究了落水洞对泉流量衰减过程的影响,利用自制的裂隙-管道物理模型,模拟落水洞不同断面尺寸、填充程度下的泉流量衰减过程,由衰减曲线探求衰减系数受不同因子的敏感程度。试验表明:泉流量衰减过程可分为三个亚动态,大致符合指数型衰减。其中,第一亚动态的衰减系数受落水洞断面尺寸影响较大,落水洞断面尺寸越小,衰减系数越大;落水洞的填充程度越高,衰减系数越大。     

三江平原典型区地下水流场变化及主要影响因素分析

为了进一步探明三江平原地下水流场变化及主要原因,本文以三江平原典型区为研究区,分析了2001—2019年地下水流场变化情况,基于地下水位变化空间差异,采用交叉小波分析、皮尔逊相关分析和灰色关联度分析等方法,定量研究了降水及地下水开采对不同区域地下水位的影响程度。结果表明：研究区2001—2019年间地下水大体流向未发生明显变化,但地下水位呈现整体下降趋势,下降区域面积为1.86万km~2,占整个研究区的83.97%,地下水位的整体下降与水田面积迅速扩张有关。水位上升区地下水位与降水在年周期上存在显著共振关系,二者皮尔逊相关系数为0.485,而水位与地下水开采间不存在稳定的周期性相关,相关性较差;中东部水位明显下降区地下水位与降水之间不存在稳定的周期性相关,相关性较差,而水位与地下水开采在年周期上存在显著共振关系,二者皮尔逊相关系数为-0.409。研究区中部地下水位大幅下降区域水位受地下水开采影响程度明显大于受降水影响,灌区内地下水位小幅下降区域水位受地下水开采影响程度略大于受降水影响。本研究对于深入探究区域地下水资源变化和指导该地区地下水资源合理开发利用具有重要意义。     

落水洞对裂隙-管道介质排水过程的影响

利用自行研制的裂隙-管道介质物理模型进行多组试验,探究落水洞对介质排水过程的影响。对裂隙-管道介质按照介质空隙结构特点进行分区,引入反映介质排水过程中水体排泄快慢的单位时间排水量,进而得到对应不同介质分区和介质整体的四个单位时间排水量。利用单位时间排水量分析九种落水洞横截面积对裂隙-管道介质排水过程的影响。结果表明:落水洞横截面积的增大对裂隙-管道介质结构的影响为增大其储水空间和导水空间;落水洞横截面积的增大会加快裂隙-管道介质的排水过程,排水过程对落水洞横截面积增大的响应在横截面积的增大量达到某一阈值后才会发生,该阈值和介质空隙结构有关;排水过程的三个不同阶段的阈值不同,末期的阈值小于初期、中期的阈值。     

CrossView插件在绘制水文地质图中的应用

针对水文地质剖面图绘制工作中常用的商业绘图软件和各种基于AutoCAD、GIS等二次开发软件存在的问题,引入了一种新的基于ArcGIS的剖面图绘制插件CrossView,结合ArcMap工作空间实现了图形数据和属性数据的关联,制图简单、快捷,可在水文地质图绘制中推广应用。     

浅层地下水安全开采动态控制水位确定

为深入研究地下水安全开采问题,提出了地下水安全开采动态控制水位概念,具体包括控制水位上限、控制水位下限、上限预警水位和下限预警水位四个指标,各指标值随时间变化。详细介绍了水均衡法确定动态控制水位的基本原理和方法步骤,并以阜阳市为例,选取代表性观测站(周棚站)进行计算,得到研究区年内浅层地下水安全开采动态控制水位过程。结果表明,年内控制水位上限、控制水位下限、上限预警水位和下限预警水位均随时间动态变化,为地下水实时动态监督管理提供了可靠依据。