压力式地下水水位计现场比测结果不确定度分析

压力式地下水水位计广泛应用于地下水监测工程中,现场使用的压力式地下水水位计监测数据需要定期与人工观测数据进行比对,判定比测结果的示值误差是否合格并应考虑不确定度的影响。介绍压力式地下水水位计现场比测方法,建立压力式地下水水位计现场比测示值误差的数学模型,分析现场比测过程中影响比测结果不确定度的因素,评定现场比测结果的扩展不确定度。结果表明:进行符合性判定时,在0~65m埋深范围内比测结果不确定度可忽略不计,在65 m以上埋深范围内比测结果的不确定度不可忽略。研究结果可为开展压力式地下水水位计现场比测活动提供参考和依据。

管道-裂隙型岩溶地下水水位变化特征室内试验研究

岩溶区管道-裂隙的发育特征影响着含水层水位面分布。可视化的物理模型,是研究不同试验条件下含水层的水位面特征,并揭示管道-裂隙发育特征影响规律的有效工具之一。为揭示不同裂隙组合、裂隙开度、裂隙发育程度、管道流量等因素对含水层水位面的影响规律,采用自主设计研发的管道-裂隙型双重导水介质物理模型,开展管道、裂隙发育特征对含水层水位面变化规律的影响研究。研究结果表明:在岩溶管道-裂隙发育地区,横向裂隙的主要导水特征是运输或传输,而竖向裂隙的主要导水特征是排泄;管道流量对含水层水位具有主控作用,而裂隙特征具有调控作用,且影响程度由大到小为横、竖向裂隙差异性、横向裂隙开度、裂隙发育程度、竖向裂隙开度;管道和裂隙发育特征对沿水流方向的水力坡降值产生影响,但裂隙特征的影响程度随管道流量的减小逐渐降低。研究结果能够为岩溶区管道、裂隙发育特征的揭露及区域地下水资源开发与保护提供参考。

基于LSTM的地下水水位预测及地震前兆异常分析

由于在地震之后的地下水水位会受其影响而发生异常变化,通过水位变化的预测研究对于分析可能的地震前兆、次生灾害的减轻等有重要的理论以及现实意义。本研究首先选取了2015年4月13日10时28分在云南省红河哈尼族彝族自治州建水县发生的4.7级地震,通过获得该地震周边观测井的地下水水位数据,利用地震活跃期以及非活跃期的理论将数据集进行划分,然后使用LSTM模型进行训练,最后发现模型预测值与真实值之间的差异。实验结果表明,该模型可以发现因为地震而导致的地下水水位异常变化,对研究地下水水位异常变化作为地震前兆具有一定启示意义。

北京地下水水位为何能连续9年“长高”

一滴泉水流出北京的新变化。妙峰山下,北京市门头沟区陈家庄村的泉眼再次涌动汩汩清水。近年来,在北京已有81孔泉眼重现泉水叮咚景象。泉是地下水的晴雨表。汩汩清水从地层涌流而出,成为地下水水位回升的直观体现。一组数据令人惊喜:今年6月1日至9月15日,北京降雨形成水资源量26.83亿立方米,地下水水位实现第九年连续回升。2015年至今,北京平原区地下水水位累计回升13.14米,增加储量67亿立方米。

广州南部区域地下水水位动态特征及水质动态评价

为保护及监测广州南部区域地下水资源,分析了广州南部区域5个典型监测孔2018-2022年地下水水位变化并采用主成分法和综合指数法进行水质动态评价。结果表明:该区域地下水水位埋深变化范围在0.18~4.33 m,年均水位变化幅度较小,属于基本稳定。两种地下水水质评价的计算结果显示,可从地下水样品的检测指标中提取2个主成分来替代7个水质指标,该区域整体地下水环境质量较差,86.5%的采样点的水质为Ⅲ类及Ⅲ类以上等级。建议加强对南部区域重点水源地的控制,减少人类活动。

北京平原地下水水位监测网优化

文章在北京市地下水水位监测现状基础上,分潜水和承压水对北京平原地下水监测网的监测密度和监测频率进行了优化设计。主要采用编制地下水动态类型图的方法进行了地下水水位监测网的优化,克里金插值法能定量评价依据监测网观测值绘制的地下水水位等高线的精度,因而可以用来评价监测优化结果。并根据时间序列分析和统计检验提供的定量标准优化了地下水水位监测频率。优化后,北京平原共有监测孔400眼,其中利用原有监测孔300眼,新设计监测孔100眼,手工监测频率由原来的每月6次优化为每月1次,专项高频率监测可以由地下水自动监测仪实现。文中还对地下水自动监测仪(DIVER)的监测结果和手工监测结果进行了对比评价,提出了地下水水位监测网的维护、管理措施和信息发布方式。

民勤盆地地下水水位下降特征与可持续利用评价

在水文地质调查的基础上,以地下水化学与同位素为基础数据,研究了民勤盆地地下水组成的基本特征,自然演变规律和人类活动影响下的变化过程。地下水δ18O较现代降水值低-3.5‰左右,表明民勤盆地地下水均为地质时期封存或入渗补给年代久远的古水,现代农业灌溉地下水是不可再生资源,大规模超采地下水导致地下水水位形成漏斗形曲面下降。作者以水量平衡理论为依据建立了估算地下水储量与农业经济规模灌溉可开采储量的"漏斗"模型,经计算绿洲浅层、深层地下水可开采静储量632亿m3;绿洲浅层地下水淡水农业生产经济资源可开采总量为110亿m3;按照目前开采速率,维持目前产业经济规模极限时间约为16 7a。因此,必须实施农业种植业经济向农业畜牧业、草业经济发展,以及产业调整期经济平稳过渡。

河北平原地下水水位的时空变异

在地理信息系统（GIS）支持下,运用地统计学方法研究了河北省近15年来地下水水位的时空变异规律,利用克里金（Kriging）法绘制了两个时段地下水水位空间分布图并进行了具体比较分析.结果表明：运用地统计学的半变异函数方法很好地模拟了不同时期河北省地下水水位的空间结构和变异特征,得出地下水水位的变化在中尺度上具有一定的空间自相关,1986-1990年时段地下水水位具有明显的方向变异性,而1996-2000年的方向变异性不明显.Kriging插值表明,河北省地下水水位具有空间分布整体趋势,从东向西、从滨海平原到山麓平原地下水水位逐渐增高,西部和中部平原地下水埋深较大,地下水水位变化较大,而滨海平原地下水埋深浅,地下水水位变化小.受人口、灌溉面积、降水和径流等诸多因素的影响,河北省地下水水位整体下降,严重阻碍了河北省经济的可持续发展.

华北山前平原典型井灌区地下水水位变化影响因素分析

为定量评估华北山前平原多因子对地下水水位动态变化的影响,选取华北山前平原典型井灌区石家庄市栾城区为研究区,从水量平衡角度分析了影响该地区地下水水位动态变化的主要影响因子;利用主成分回归分析法排除主要影响因子间的相互作用,定量分析了各综合因子对地下水水位回升的贡献率;构建了栾城地下水水位主成分-时间序列模型预测多因子影响下的华北山前平原地下水水位变化。结果表明:1994—2015年栾城地下水水位主要受本地气候因子、本地人类活动和上游人类活动三方面影响因子的共同作用,各因子对当地地下水水位回升的贡献率分别为11.7%、-50.9%和-37.4%,对这三方面影响因子起主导作用的影响因素分别为栾城降水量、栾城小麦和玉米的种植面积以及上游石家庄市区人口;1994—2015年栾城自然气候变化有利于该地区地下水资源的恢复,但人类活动对地下水资源的影响仍占主导作用。

玛纳斯河流域地下水水位变化及水量平衡研究

天山北坡玛纳斯河流域地下水长期大规模开采引发了一系列生态环境问题,地下水均衡状态和地下水流动模式明显发生了改变。为研究节水灌溉条件下的地下水系统流动模式及其对地下水均衡要素的改变规律,以平原绿洲区为研究对象,采用三维地下水数值模拟方法,研究玛纳斯河流域地下水水位动态变化及水量平衡规律。结果表明:研究区地下水水位的抬升和回落受农业灌溉的影响显著,具有一定的周期性,存在着明显的时空差异;地下水均衡处于负均衡状态,补排差为-2.81×108m3。模拟期内观测水头与计算水头两者相关系数各月均在0.81以上,模拟效果较好。

北京市平谷平原地下水水位动态统计预测模型

通过分析北京平谷平原水文地质条件、地下水水位动态特征和水位动态的影响因素,分别采用多元线性回归模型、季节分解模型对山前平原和中部平原建模分析,并预测了平谷地下水水位动态。结果表明,在现有条件下山前平原的水位变化不明显,中部平原水位下降较多。

北京平原区地下水水位与地面沉降关系研究

北京市地下水长期过量开采,造成地下水位持续下降,地面沉降区持续扩展,抑制了北京市经济可持续发展。为缓解地面沉降的危害程度,本文评价了北京平原区地下水开发利用和地面沉降的现状,研究了地下水与地面沉降的关系,采用逻辑斯蒂方程拟合地下水水位与地面沉降量的相关关系。研究表明:地面沉降变化趋势与地下水水位动态变化具有良好的一致性,地下水水位变化是地面沉降发生发展的主要诱因。研究成果对于合理调整地下水开采布局,保障供水的同时提高地质环境安全具有重要意义。

呼和浩特市地下水水位动态变化及趋势预测研究

利用多年地下水水位资料,较系统地分析了地下水水位动态变化规律,建立了基于BP网络的地下水水位预测模型,预测结果表明地下水水位将持续下降,承压水下降速率远大于潜水的下降速率。

变权组合预测模型在地下水水位预测中的应用

为探讨变权组合预测模型在地下水水位预测中的应用,以内蒙古通辽市东郊为研究区,利用该区1997—2008年的地下水水位埋深数据,采用基于指数预测法、灰色预测法以及线性回归预测法的变权组合预测方法进行水位埋深的模拟和预测。经计算,以上3种单项预测方法的预测值以及组合预测方法的预测值与实际值的误差平方和分别为5.1161、5.0801、4.9148、4.6723。这表明,利用变权组合预测方法比单纯运用某一种预测方法预测精度更高。并且,由预测值可以看出,到2015年该研究区水位埋深将达到15.39 m,相比2008年递增幅度将达到20%。

江苏省地下水水位控制红线划定研究

根据江苏省水文地质条件、开发利用状况及地质环境现状,确定全省红线水位划定总体以第Ⅱ承压、第Ⅲ承压含水层为主要管理目标层,盐城滨海平原区兼顾第Ⅳ承压含水层。其中苏锡常地区以第Ⅱ承压含水层、南通地区以第Ⅲ承压含水层、徐州中部以碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层为管理目标层。在管理目标层划定的基础上,根据江苏省地质环境背景条件及现有调查研究结果,提出全省水位控制红线划定主要考虑控制岩溶地面塌陷、控制地面沉降、防止疏干开采三种约束条件,同时给出各类约束条件下的红线划定参考方法。最后根据建议划定方法,提出了全省平原区第Ⅱ承压水红线水位埋深为27~53 m,第Ⅲ承压水红线水位埋深为35~53 m,第Ⅳ承压水红线水位埋深为45 m,徐州市区岩溶水红线水位埋深为25~40 m。

小波-神经网络混合模型预测地下水水位

由于过量开采地下水,华北平原的许多城市出现地下水水位持续下降趋势,由此导致了许多严重的环境问题,如地下水枯竭、地面沉降和海水入侵等。为了准确预测城市地下水水位变化,利用小波变换的多尺度分析特征,建立了小波-神经网络混合模型(以下简称"混合模型"),并研究了其在地下水水位预测中的精度。利用北京市平谷区地下水水位观测资料,分别用BP网络和混合模型对该区地下水水位进行了预测。采用均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和线性相关系数(R)对模型预测的精度进行度量。预测结果表明:混合模型第1至第3个月的地下水水位平均绝对误差分别是0.535,0.598和0.634 m;而BP模型的平均绝对误差分别为0.566,0.824和0.940 m。混合模型的预测误差分别为BP模型的95%,73%和67%。使用混合模型能明显提高预测的精度,显著增加有效预测时段长度。

江苏里下河不同湿地植被地下水水位动态及影响因素

[目的]了解水资源丰富的里下河平原典型淡水湿地植被地下水水位的动态变化特征及主要影响因素,为该区淡水湿地植被的恢复和保护提供参考依据。[方法]以江苏省里下河平原两种典型淡水湿地植被(池杉针叶林和杨树阔叶林)为研究对象,分别布设2个地下水水位观测井,并对井中地下水水位动态进行长期观测,分析其月际和季节动态变化特征;同时采集2016年9月至2017年8月1个水文年的降水量和气温数据,分析地下水水位动态变化与气温和降水量变化的相关性。[结果]表明:两种典型淡水湿地植被地下水水位的动态变化存在显著的差异,池杉林几乎全年淹水,其月均地下水水位大于杨树林,而杨树林月际间地下水水位变化幅度相对较大,表现出季节差异;从季节动态看,池杉林和杨树林夏季的地下水平均水位相对于其他季节均明显要低。两种淡水湿地森林地下水水位的变化受降水量影响程度不同,杨树林地下水水位月动态表现出滞后于降水量变化约1个月,而这种滞后性未体现在池杉林中。杨树林和池杉林地下水的月均水位与月均气温间均呈现出极显著的负相关关系。[结论]不同淡水湿地森林的地下水水位动态具有不同特征,受环境因素的影响程度也有差异。在水资源丰富的里下河平原,降水量大小并不是影响该区淡水湿地植被地下水水位动态变化的关键因子,而气温则是主要影响因素。

呼和浩特市平原区地下水水位动态与降水量及开采量的互馈效应

通过研究呼和浩特市平原区内降水量,开采量,地下水位动态变化过程及特征,运用数理统计方法分析影响区域地下水水位动态变化的影响要素,进而揭示三者之间的互馈效应。结果表明,降水量对地下水位直接影响并不明显,它通过影响农业地下水开采量从而影响地下水位变化;开采量时增时减,水位却不断降低,其原因是开采量大大超出了地下水资源可利用量;通过对32年内降水量、开采量与地下水位之间的简单相关分析和回归分析,量化了降水量和开采量对地下水位的影响程度,得出开采量对地下水影响是显著的,远大于降水量的影响。

灰色系统与神经网络组合模型在地下水水位预测中的应用

灰色GM(1,1)模型与人工BP神经网络对于预测非线性数列变化趋势都具有很好的适用性,但同其他预测方法一样也存在各自的局限性。本文采用灰色GM(1,1)模型与人工神经网络相结合的方法,对GM(1,1)模型预测结果进行了修正。以收集到的某地区1996～2006年的地下水水位埋深数据为算例,计算结果表明,经人工神经网络修正后的灰色系统的预测值比原预测值的预测精度有了很大提高。

基于数值模型的地下水水位预警体系研究--以临汾盆地为例

地下水是中国许多城市主要的供水水源,对地下水的过量开采将导致地下水降落漏斗、地面沉降和地裂缝等环境地质问题。进行地下水水位预警体系的研究对于合理开发和有效利用地下水资源具有重要的现实意义,笔者以临汾盆地为例,根据当地的水文地质条件,利用数学模型建立了地下水水位预警体系,研究结果可为当地水资源的可持续利用提供科学依据。