基于水资源优化配置的地下水可开采量研究

摘要：水资源开发利用格局改变将会导致地下水补排关系发生变化，针对此问题，本文通过系统分析水资源优化配置模型和地下水数值模拟模型的数据交互关系，将二者进行耦合迭代计算规划年地下水可开采量，并将其应用于新疆鄯善县。计算结果显示，随着规划年水资源优化配置及开发利用格局改变，当地地下水可开采量和超采量分别由现状年的23469万m³和18592万m³衰减到2030年的13730万m³和0万m³，较好地解决了规划年地下水可开采量的准确量化难题，可作为地下水资源开发利用和保护的依据。此方法可供其他类似地区参考和借鉴。     

基于水资源优化配置的地下水可开采量研究

水资源开发利用格局改变将会导致地下水补排关系发生变化。通过系统分析水资源优化配置模型和地下水数值模拟模型的数据交互关系,将二者进行耦合迭代,计算规划年地下水可开采量,并将其应用于新疆鄯善县。计算结果显示,随着规划年水资源优化配置及开发利用格局改变,当地地下水可开采量和超采量分别由现状年的23469万m3和18592万m3衰减到2030年的13730万m3和0万m3,较好地解决了规划年地下水可开采量的准确量化难题,可作为地下水资源开发利用和保护的依据。     

大型煤炭基地地下水“双控”研究——以侏罗纪煤田陕西部分为例

神东、陕北两煤炭基地经过30多年建设,已成为国家级能源重化工基地,也是陕西省新的增长极。依据基地长系列地下水动态监测资料,地下水水位下降与煤炭开采关联密切。最严格水资源管理制度要求对地下水实行用水总量和水位双控制,以神东、陕北两基地为例,提出矿坑涌水属地下水资源开采范围,应纳入地下水开采统计量中,寻找在生态上合理、经济上可行、社会可接受的大型煤炭基地地下水双控管理方法。     

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。     

地下水超采区允许开采量的确定——以潜水均衡法为例

文章简释了超采的概念、状态及如何确定允许开采量,对合理开发地下水资源提供了借鉴。     

塔里木河流域中游绿洲地下水资源评价——以沙雅县为例

地下水资源是我国西部地区水资源的主要组成部分,对地下水资源全面科学的调查和评价,是解决水资源问题的基础性工作。本文尝试采用水均衡方法的同时进行数值模拟的方法对塔里木河流域中游绿洲沙雅县地下水水资源进行评价。结果表明:通过地下水资源均衡计算,绿洲地下水处于正均衡状态,通过数值模拟法计算,绿洲地下水处于负均衡状态。水均衡方法对较大区域地下水资源评价方便易行,但是局部地区精细化计算能力不足,由于多数补给项采用补给系数法计算,结果误差偏大;数值模拟方法对各种尺度研究区均可以进行模拟计算,但是对已有基础资料要求较高,模拟过程充分考虑实际水文地质条件及地下水位动态拟合精度,各源汇项计算精度优于水均衡评价方法结果。两种方法结合应用可更好地用于地下水资源评价。对沙雅县的地下水资源进行评价和分析,目的是科学合理开发利用地下水,保持水土平衡,促进沙雅县经济可持续发展。     

地下水水质评价方法对比研究——以银川市宁化Ⅰ水源地为例

为了寻求最佳的地下水水质评价方法,简述了综合评价法、模糊综合评价法和改进密切值法的基本原理,并应用这三种方法对银川市宁夏化工厂Ⅰ水源地地下水水质进行评价,通过对评价结果进行对比分析,结果表明:综合评价法夸大了最大值的作用,使评价结果略显严格;模糊综合评价法的水质评价结果比综合评价法更合理,但是相对于其他两种方法计算略显复杂;改进密切值法简便易行,评价结果合理,并可提供许多潜在的信息,在研究区得到了很好的应用,是开展水环境质量综合评价的一种十分有效的方法,值得推广.     

基于生态水位的张掖盆地地下水合理开发研究

针对黑河流域上下游水资源矛盾,中游张掖盆地地下水位持续上升的现象,设计增加地下水开采量的解决方案。首先对张掖盆地地下水生态水位进行了理论探讨,将张掖盆地分为山前倾斜平原区和中部细土平原区,在山前平原地带地下水位埋深应控制在10 m之内,以便发挥地下水含水层的调蓄能力;中部平原生态水位的上限是防治地表土壤盐渍化的水位,埋深为3 m,下限是防止地表植被退化的水位,埋深为5 m。然后根据各灌区当前情况设计地下水可持续开采量3.6亿m3,采用数值模拟方法对研究区的地下水位进行模拟和预测,并依据研究区合理生态水位证明了设计开采方案的合理性。     

基于多元线性回归对地下水水位的预测 ——以山西定襄县平原区为例

通过对定襄县平原区地下水动态资料的分析,掌握地下水动态变化规律,建立降水量、开采量、年末水位的多元线性回归方程,并对方程的拟合效果进行检验,对地下水水位的变化趋势进行预测,为最严格水资源管理、地下水水位严格控制及地下水管控指标的确定提供科学依据.     

基于MCMC和ES-MDA方法的地下水数值模型非均 质参数场及开采量的反演研究

马尔科夫链蒙特卡罗方法(MCMC)和多重数据同化集合平滑器方法(ES-MDA)近年来在地下水参数反演得到广泛应用,但对三维多层非均质含水层参数反演精度和计算效率还缺乏对比分析。本文构建了含有基于Karhunen-Loève展开的非均质参数场的潜水和多层承压水含水层案例,并建立了地下水数值模型和基于Kriging方法的替代模型,模拟含水层分层水头变化,探讨了基于替代模型的MCMC、替代模型和数值模型相结合的两阶段MCMC以及ES-MDA方法反演的含水层渗透系数以及开采量。结果表明,针对本文算例,在非均质参数和开采量的反演中,相比而言,两阶段MCMC反演参数精度更高,ES-MDA方法计算效率更高。本研究为地下水数值模型参数反演方法选择提供参考依据。     

基于地下水“双控”的水资源配置模型与实例应用

根据生态文明建设的需要与地下水资源保护的特殊性,构建由水资源优化配置模块、地下水可开采量动态计算模块和地下水"取水总量与水位"双控计算模块3部分组成的模型系统,以水资源优化配置模块牵引地下水可开采量动态计算模块和地下水"双控"计算模块,利用多重循环迭代算法,通过长系列调节计算和对比分析,给出基于地下水"双控"的水资源配置推荐方案。以沈阳市为例开展应用研究,发现沈阳市局部区域到2030年需重启开采地下水市政水源0.22亿m~3,才能形成人水和谐的水资源配置总体格局。     

基于数值模拟及可开采系数法的广花盆地地下水可开采量研究

使用数值模拟法(GMS模拟软件)及开采系数法计算广花盆地的可开采量,以合理地评价广花盆地地下水资源及可开采潜力,防止地下水过度开采及由此引发的地质灾害。结果表明:构建的地下水水流三维数值模型可为研究区提供合理的地下水水流模拟结果,在整个模拟期共730 d中,第60、180、540和730 d的标准化残差均方根分别为4. 996%、4. 043%、6. 517%、6. 787%。以可开采水位最大降深5 m作为岩溶含水层抽取水量的约束条件,数值模型计算得到的地下水可开采量为12 997. 78×104m3。采用可开采系数法计算得到的地下水可开采量为14 015. 10×104m3。两种方法的计算结果相对误差为7. 3%,两种方法相互验证,结果较为可靠,最后提出广花盆地应急备用水源地地下水管理目标及措施。     

地下水水源地保护区划分方法研究——以大汶口盆地为例

地下水水源地保护区的划分是地下水资源合理开发利用的重要基础.为进一步完善地下水水源地保护区的划分方法,以大汶口盆地为例,在数值模拟法初步划分保护区范围的基础上,利用空间叠加分析,将地下水污染风险评价、防污性能评价与数值模拟法结合,调整保护区边界,并将基于数值模拟的空间叠加法与传统数值模拟法的区划结果进行了对比分析.结果...     

区域地下水污染因子定量识别研究——以辽西地区为例

为提高辽西地区地下水污染因子识别精度,采用多因子回归方法对辽西地下水污染因子进行定量识别。结果表明：硝酸盐、氨氮是区域地下水主要污染因子,相对贡献率分别为23.19%和19.89%,工业废水排放是区域地下水主要污染来源,其次为生活污水,相比于传统单因子回归方程,多因子回归方法对地下水污染因子识别结果更为合理。     

干旱区绿洲城市地下水超采区综合治理研究——以新疆库尔勒市为例

新疆库尔勒市地下水超采严重,造成区域地下水位持续下降、孔雀河沿岸植被稀疏、局部地下水水质劣化等一系列环境地质问题,严重制约着当地经济的发展和人类的生产生活。针对这一问题,对库尔勒市地下水动态监测数据进行分析,并采用水位动态法、开采系数法、引发问题法等3种不同的方法对超采区进行评价。研究表明,库尔勒市地下水埋深呈逐年增大趋势,2003-2017年地下水位统测点水位下降速率最大达5.33m/a,乡级行政区地下水开采系数最大高达6.18。库尔勒市地下水超采区总面积为819.86km2,其中严重超采区面积为709.98km2,一般超采区面积为109.88km2。同时提出科学合理的地下水压采方案和措施,为库尔勒市水资源的合理利用、干旱区绿洲城市的地下水研究提供指导意义。     

基于宽度学习的地下水水位预测研究

地下水作为水资源的重要组成部分,过度开采将导致水资源紧缺,甚至可能诱发泥石流、滑坡等地质灾害,及时掌握地下水位及其变化趋势就显得十分重要。针对当前研究中地下水位预测准确度不高且预测时间过长的缺陷,借助宽度学习算法构建了基于宽度学习的地下水水位预测模型,并利用矩阵随机近似奇异值分解对模型进行优化建立了SVDBL模型,并通过济源市地下水位历史数据对模型进行验证。结果表明,SVDBL模型的预测准确率为92.12%,且具有较强的在线训练能力;也表明将该模型用于地下水水位预测是可行的。     

基于水资源配置情景的地下水演变模拟研究——以海河流域平原区为例

在分析研究国内外地表水-地下水联合应用模型研究现状基础上,提出水资源配置模型与地下水模型联合运用实现用水变化情景下的海河平原区地下水演变模拟。通过数据展布构建两个模型不同时空尺度的数据转换输入。通过动态插值推求从水资源配置水平年年数据结果到连续时间过程的地下水模拟模型动态时间序列数据输入,进而模拟以现状为初始状态的地下水演变趋势。通过不同条件的配置情景模拟得出未来海河平原地下水演变规律以及南水北调工程和地下水限采措施的影响。结果表明,在没有南水北调情景下,海河平原区在2005年-2020年期间地下水负均衡量将接近50亿m3,南水北调工程通水后负均衡量减少到不足14亿m3,典型漏斗区的水位将少下降5~25 m,地下水恶化的趋势将得到有力的缓解。     

DRASTIC地下水脆弱性评价方法及其应用——以泰国清迈盆地为例

针对泰国清迈盆地的特点和区域特色,利用DRASTIC方法对该地区的地下水脆弱性进行了定量评价,并绘制了地下水脆弱性分区图,对清迈盆地今后制订地下水资源管理、土地利用、环境保护及城市规划等政策措施具有重要的指导作用。该方法同样适用于我国广大地区的地下水脆弱性评价。     

地下水系统水分通量与质量分析的研究——以石河子为例

通过分析地下水系统补给项和排泄项的变化来研究地下水的演化规律,即分析地下水系统水分通量与质量近些年来随时间的相互变化关系,为地下水的开采以及水资源的保护提出科学依据。     

基于Modflow水文数值模型确定察汗淖尔流域地下水适宜生态水位的研究

文章以察汗淖尔流域为例,利用Modflow水文模型软件,建立地下水动态水文模型,研究其地下水资源在不同规划开采方案对地下水环境的影响,提出地下水适宜生态水位,并对整体流域地下水水位恢复时限进行预测。定量分析表明,不同压采指标对应的方案优劣次序有所差异,对地下水恢复至适宜生态水位年限有不同影响。