石家庄地下水资源动态变化及农业灌溉优化

随着石家庄市地区经济、城市规模的不断发展,对地下水资源依赖性越来越强,开采强度也越来越大,打破了地下水资源量的平衡,不利于地区经济的可持续发展。文章通过收集分析石家庄区域地下水资源补给、径流、排泄的变化,总结出地下水动态变化特征,以此为依据指导市区周边农业种植结构,既保证了农民收益,又缓解了地下水水位持续下降问题。     

海绵城市建设促渗保泉方案及其效果评估——以济南市海绵城市建设试点区为例

随着城市化的快速发展,城市不透水区域面积逐年增加,阻断了雨水的下渗通道,改变了区域雨水循环过程,导致洪涝风险增加、径流污染加剧、水资源流失、地下水补给涵养能力降低等问题。针对上述问题,以济南市海绵城市建设试点区促渗保泉为目标,通过对历史降雨资料和泉水水位数据分析,选择1985年作为泉水喷涌的典型年,采用变参系数法计算得出了典型年的地下水补给量为964.2万m~3,2015年作为水平年,其地下水补给量为698.8万m~3,因此,确定地下水补给目标增量为265.43万m~3/年。根据上述目标,并结合试点区水文地质条件和下垫面组成现状,提出了基于"源头—中途—末端"全流程管控的促渗保泉建设方案,借助于Infoworks ICM模型对试点区域进行集水区划分和子流域概化,以排水分区为单元,对促渗保泉方案的效果进行了连续模拟评估。结果表明:海绵城市建设后试点区域多年平均入渗量为1 479.4万m~3,大于964.2万m~3的保泉目标,试点区采用的75%的年径流总量控制率目标,基本可以满足促渗保泉的目标要求。济南市海绵城市建设对促渗保泉、涵养地下水源具有重要意义。     

三门峡水库原型试验对区域水资源开发影响

通过2002~2004年三门峡水库原型试验期间的水库水资源平衡计算以及库区典型区域地下水监测资料分析,发现原型试验的3年间,三门峡水库对库区地下水补给量分别为19.3亿m3、20.3亿m3、23.6亿m3,呈逐年增加的变化趋势;黄河滩地区域的地下水位与水库水位存在线性相关关系,原型试验前后水库水位与地下水位变化差值发生明显变化;黄土塬区地下水水位急剧变化,水位变化幅度增加,区域地下水补给关系发生改变。研究表明,原型试验期间,三门峡库区部分区域的地表、地下水资源补给关系发生改变,直接影响区域水资源开发利用,需要采取有效措施减少水库运行方式变化对水资源开发利用的影响。     

基于URI指数的海绵城市热岛效应评价方法构建与应用

采用遥感解译的方式开展海绵城市热岛效应监测,以热岛比例指数(URI)计算城市热岛强度,与历史同期相比或与同期相邻地区相比研究区域URI值呈下降趋势。以咸阳市主城区为对比区域,通过对2015-2017年度研究区夏季卫星遥感影像进行地温反演,评价了沣西新城海绵城市建设进程中热岛效应的变化趋势。结果表明:3年建设期内,沣西新城海绵城市建设区域热岛效应缓解作用明显,同时也佐证了海绵城市建设对城市热岛的缓解效应。     

海绵城市建设与城市设计的跨界合作探索 以南宁五象新区龙岗商务中心城市设计为例

<正>海绵城市,是在城市环境污染愈发严重、水资源日益紧缺的背景下,应运而生的城市建设理念,其本质是转变传统城市建设理念,在以人为本与以生态为中心的两种思维中找到平衡点,实现城市与资源环境的协调发展。现在海绵城市的相关研究以低影响开发技术、雨水的利用和管理、城市排水系统、防洪工程技术为主,但是海绵城市建设不仅限于此,它还涉及到水土保持、棕地修复、地下水补给、公园绿地营造,以及城市微气候调节等,甚至影响     

影响降水补给地下水资源的因素分析

在平原地区,地下水资源量主要补给来源于降水,大气降水对地下水补给受到降水量、降水形式,包气带厚度及持水条件等多种因素影响,即使同一地区,同样降水条件,大气降水对地下水的补给量也不尽相同。本文通过平原地区地下水水位动态资料与大气降水资料分析,特别是对多年降水与地下水位效应及单次降水对地下水位变幅效应的分析,揭示了降水对地下水资源的补给特点,分析了这些特点产生的根本原因,其分析结果对正确评价特定水文地质环境下大气降水对地下水的补给机理及补给量具有重要参考价值。     

扎兰屯市浅层地下水变化规律分析

文章根据扎兰屯市浅层地下水观测井的检测资料,从水位(埋深)、水温等两个方面对各自的变化趋势和原因进行了分析,从而得出地下水位总体趋势下降,下降和经济发展有关,中间水位有回升,和降雨补给有关,地下水温与气温密切相关,但是影响有滞后性的结论。     

海绵城市建设在城市防洪排涝中的应用

中国经济社会的快速发展,积极加快了中国城镇化建设进程的步伐,同时城镇化的发展彻底改变了城市水生态系统,导致水生态环境恶化,城市内涝问题严重,因此破解这一难题,才能推动城镇化平稳致远的发展。海绵城市建设的本质是解决城镇化发展和资源环境协调和谐的问题,建设的目标是让城市“弹性”适应环境变化和自然灾害,核心是转变排水防涝思路。综合考虑城市的水安全、水资源、水生态的问题,引入地下水库应用于海绵城市建设,利用水头差自然地将降水补给到地下,使降水能够自然积存、自然渗透、自然净化,达到内涝防治、水质净化,地下水补给,生态友好的目的。     

美国城市雨洪管理水文控制指标体系及其借鉴意义

我国在海绵城市建设试点阶段,亟待探讨如何构建适宜的水文控制指标体系。在近半个世纪的城市雨洪管理实践中,美国整合出一套水文控制指标体系,包括维持河湖湿地基流与地下水补给的入渗控制指标,减少雨洪面源污染的水质控制指标,防止河道侵蚀的水土侵蚀控制指标,以及避免小量级洪涝和减轻极端洪涝灾害的洪水控制指标。在调研美国城市雨洪管理沿革的基础上,对我国目前开展的海绵城市试点工作中的径流控制指标进行了对比研究;包括指标确定方法比较,指标划分与实施比较,以及指标的涵盖范围与效益分析。在此基础上,提出了我国海绵城市试点建设中确定水文控制指标所亟待开展的工作,包括基础科研领先,数据与成果共享,加强区域及部门间合作以及推行多指标水文控制体系的理念与实践。本文为海绵城市建设中合理确定适合各地具体条件的水文控制指标体系提供研究思路与参考。     

海绵城市建设的径流控制指标探析

城市化引起的诸多水生态、水环境及洪灾问题均与天然水文条件的破坏紧密相关;水文控制指标是海绵城市建设中的关键控制指标。在调研国际城市雨洪管理的演变及目前城市水文控制指标发展趋势的基础上,提出海绵城市建设所必需的水文控制指标体系概念。该体系包括维持河湖湿地基流与地下水补给的入渗控制指标,减少雨洪面源污染的水质控制指标,防止河道侵蚀的水土侵蚀控制指标,以及避免小量级洪涝和减轻极端洪涝灾害的洪水控制指标。在此基础上,分析了我国在海绵城市建设中缺乏完整水文控制指标体系的现状,并提出了我国目前在建立城市雨洪管理水文控制指标工作中亟待开展的工作,为海绵城市建设中合理确定适合各地具体条件的水文控制指标体系提供研究思路与参考。     

地下水库在海绵城市建设中的应用

为探讨地下水库系统工程在海绵城市建设中的应用模式,在介绍地下水库的概念、分类和国内外工程实践的基础上,通过阐述海绵城市的内涵和要求,地下水库应用于海绵城市建设中的优势及地下水库调蓄、净化、水循环路径等基本原理,论证了地下水库系统应用于海绵城市建设的可行性。基于海绵城市的"渗、滞、蓄、净、用、排",设计了囊括地表拦蓄、陆域雨水收集、补源、地下蓄水、取水、泄水、污水排放及处理、中央监控等八大系统为主体的地下水库系统工程整体架构。     

卡拉贝利水库对河流末端地下水埋深的影响

重点水利枢纽工程区域环境现状、发展趋势及水库运行对环境可能产生的影响是环境影响评价工作的重要组成部分。本文分析了克孜河下游河岸林草区的水分运动和补给关系,计算地下水补给量变化值和埋深变化值,预测卡拉贝利水库修建后天然植被的生长状况,为项目决策和工程环境管理提供科学的依据。通过建立区域水均衡模型,模拟工程修建前后,区域地表水与地下水的水量分配和流转关系及平衡状况变化,通过监测研究区地下水埋深数据,模拟工程建成前后河流末端河岸带林草区地下水埋深的分布变化情况,分析由于工程建设导致地下水位变化进而对河岸带林草的影响。结果表明:研究区总体上是河道地表径流补给地下水,河道过水期水面线高于地下水位,河道地表径流与地下水的补给关系是地表水补给地下水,在断流期河道两岸地下水位高于河床高程,地下水侧向渗出补给地表水。     

徐州城市供水水源地降落漏斗演变及成因分析

徐州市岩溶水强烈开采形成明显的水位降落漏斗,引发了岩溶地面塌陷、地裂缝、地下水污染等一系列环境地质问题。通过对水源地水位降落漏斗形成演化的分析,得出研究区水位漏斗演化的3个阶段:增采阶段-水位下降(20世纪80年代)、控采阶段-水位平稳(20世纪90年代)、压/禁采阶段-水位回升(2000年以来);地表水资源缺乏、城市生活及工业发展过度依赖岩溶水,城市化面积增大、有效入渗补给量减小,矿坑疏干排水、增大岩溶水排泄量等为水位降落漏斗形成演化的主要影响因素;通过对岩溶水开采量、年平均降水量、土地硬化面积与漏斗水位进行多元相关分析,得出岩溶水开采量为岩溶水水位持续下降及漏斗形成与演变的主导因素。提出岩溶水超采情况下的水资源保障对策:控采岩溶水,制定不同管理目标下的地下水水位控制红线;修建水库、植树造林,扩大岩溶水水源涵养区;利用采空区修建地下水库等,实现地表水、地下水、矿井水及城市雨水的优化分配。     

Recharge Wells Site Selection for Artificial Groundwater Recharge in an Urban Area Using Fuzzy Logic Technique

In arid and semi-arid area, groundwater is the most important water resources. Surface runoff harvesting is the most important process in the artificial recharge of groundwater that should increase groundwater quality and quantity. Urban impervious area provides an appropriate surface to produce adequate amounts of runoff. Groundwater recharge via recharge wells is one of the successful direct sub-surface methods. As many cities around the world face issues of water scarcity due to a fast and unsustainable urbanization, identify the best locations of groundwater recharge wells is an interesting relevant topic, especially in the arid and semi-arid area. Selection of a suitable area for groundwater recharge could increase efficiency of the recharge wells. In this study, the best location of recharge wells was investigated in Urmia city located in the North-west of Iran using fuzzy logic technique. In this study, locations of the drainage channel junctions with adequate potential of surface runoff were determined using SWMM. Appropriate locations for recharge wells were determined based on different layers including distance to runoff harvesting points, distance to the production water wells and depth of groundwater table. Hydraulic condition (hydraulic conductivity and specific recharge) was also used separately. The input layers were prepared using geostatistical interpolation techniques in ArcGIS 9.3 software. Mamdani fuzzy inference system was applied to incorporate the fuzzified input layers. Finally, in each area, pixels with the highest value were proposed as suitable locations for recharge wells. Based on the results, the number of pixels with “High” priorities increased when the hydraulic conductivity was used to site selection. Comparing hydraulic conductivity layer and selected location of the recharge wells shows that the area with low hydraulic conductivity and the area closed to the production water wells has not suitable priority for recharge wells.     

石川河河谷区地下水人工补给潜力与补给方式

为实现石川河地下水位的有效回升进而维持采补平衡,需在该区实施地下水人工补给工程,并确定合理的补给位置及有效的补给方式。选取地下水埋深、坡度、含水层厚度、含水层渗透系数、与环境敏感区距离和给水度6个指标,运用空间分析技术对人工补给地下水地点适宜性进行评价;在此基础上建立三维地质模型分析典型人工补给潜力区的地层结构,探索可行的地下水人工补给方式。结果表明：适宜进行人工补给的高潜力和较高潜力区域主要分布在研究区中部及东南部,面积达48.01 km²,占研究区总面积的32.0%。建议：在石川河河道中上游高潜力和较高潜力区域的北部修建地表入渗池或渗坑;在河道中上游高潜力和较高潜力区域南部和河道中下游的较高潜力区域布设反滤回灌井群;可沿石川河河道中上游高潜力与较高潜力区域之间布置一条长约4.5 km的渗渠,利用河道进行入渗补给。研究结果可为地下水库的修建提供参考。     

Estimating Regional Groundwater Recharge Using a Hydrological Budget Method

Estimating groundwater recharge is a key component in determining the sustainable yield of groundwater resources in arid and semi-arid areas such as southern California. Estimating groundwater recharge on a regional scale requires developing a water budget that incorporates data on boundary conditions, aquifer properties, groundwater levels, and groundwater production. The hydrological budget method proposed herein is simple, cost-effective, and easy to apply. It utilizes matched pairs of groundwater level measurements, groundwater extraction data, and distributed specific yield information for estimating groundwater recharge. In this method, ARCGIS 9.0 Geostatistical and Spatial Analyst applications are used for interpolating/extrapolating and creating grids for specific yield, bedrock elevation, and raw groundwater data. The annual average groundwater recharge for the Hemet subbasin in western Riverside County, California, from 1997 to 2005 is estimated at 12.5 MCM, with wet and dry periods ranging between 14.9 MCM and 11.7 MCM, respectively. The proposed method utilizes information commonly available to most groundwater management entities, such as groundwater production data, groundwater level measurements, and lithologic information.     

新疆玛纳斯河流域典型剖面地下水位动态分析

新疆玛纳斯河流域是水资源开发力度较大、经济发展水平较高的地区。对玛纳斯河流域13眼监测井组成典型剖面的2010年-2014年监测数据进行趋势性分析得出,整个监测剖面地下水位呈持续下降趋势,上部冲洪积平原单一潜水区地下水位下降速率为0.65~0.83m/a(平均0.74m/a);中部潜水溢出带地下水位下降速率为1.12m/a;冲积细土平原区上部、下部地下水位下降速率分别为0.59~3.07m/a(平均1.77m/a)和0.35~3.98m/a(平均2.41m/a);地下水位年下降速率由上游至下游呈增大趋势。在年内变化上,冲洪积平原单一潜水区埋深变化为"降-升-降";潜水溢出带及以北区域为"升-降-升"。地下水动态类型除上部冲洪积平原单一潜水区为入渗-径流型外,潜水溢出带至冲积细土平原区均为开采型。区域地下水位持续下降使现状地下水埋深(5.89~67.46m)远大于6.0m荒漠化临界埋深,生态环境面临恶化。通过对石河子市、玛纳斯县水资源利用分析得出,地下水位持续下降的因素是地下水超采、区域水资源高效利用使地下水补给量减小双重作用下形成的。提出必须科学规划用水,缩减灌溉面积和地下水开采量,开展生态补偿机制,使流域经济社会可持续发展。     

沈阳市地下水库建设的技术可行性分析

地下水在我国尤其是北方地区城乡供水中占较大比例。地下水库因具有地表水与地下水资源联合调控、多年调蓄、水资源战略储备及应急供水等功能而受到越来越广泛的关注。在分析地下水库基本结构的基础上,提出了建设地下水库的基本条件,并以沈阳市为例进行分析,给出了论证地下水库补给水源、补给区、地下水库储水空间估算及开采条件的具体分析与计算方法。最后利用建立的地下水流数值模型,模拟预测了地下水库建成后分别按常规水源与应急水源两种方式所产生的供水规模。结果表明,在研究区建设地下水库具有较高可行性。     

高开采强度下库尔勒市地下水位埋深动态与影响因素浅析

库尔勒市社会经济快速发展对水资源的需求使其地下水开发经历了临界超采期(2000—2006年)、超采增长期(2007—2011年)和高位超采稳定期(2012—2015年)过程。为探究高开采强度下的地下水位埋深动态特征,以库尔勒市地下水监测网覆盖区作为研究区,对以上3个开采强度时段地下水位埋深进行线性趋势分析。所有监测井地下水位埋深均呈持续增大趋势,研究区2000—2011年地下水位埋深总体呈“加速”增大状态;2012—2015年转变为“减速”增大状态。地下水长期超采已使山前倾斜平原地下水位埋深累计增大4.10～12.67 m,冲积平原累计增大9.07～22.26 m,天然生态受到威胁。逐步回归分析表明,研究区监测井地下水位埋深与径流量呈负相关关系,与地下水开采量呈正相关关系,径流量、开采量实质是研究区地下水补给项与排泄项的综合反映。地下水位埋深持续增大是地下水补给量减少、地下水开采强度增大共同作用的结果。研究成果可为库尔勒市水资源开发利用与保护提供一定的参考。