超采区浅层地下水数值模拟及预测分析

超采区的地下水变化趋势分析对于区域水资源可持续管理具有重要意义。本文以大同盆地浅层地下水超采区为研究对象,分析了含水层结构和地下水的补给、径流、排泄条件,明确了潜水含水层为影响地下水变化的主要区域。基于GMS与MODFLOW软件,建立了大同盆地潜水含水层各向同性非均质二维非稳定流模型,利用实测地下水流场对模型进行了验证,开展了未来不同场景条件下地下水位预测模拟与分析。结果表明,大同盆地2010—2019年平均地下水开采量(6.0861亿m^(3))大于2001—2016年平均地下水补给量(5.6254亿m^(3)),地下水位下降趋势明显。若地下水开采量下降至2019年开采量的85%,至2035年平均地下水位可回升11.6 m,恢复速度约0.68 m a;若综合考虑未来水源替换工程,至2035年地下水位可显著回升,恢复速率可达1.4 m a。本文研究成果可为大同盆地地下水管控提供科学依据,同时对于我国北方类似地下水超采区的水资源管理和评价具有一定参考价值。

基于改进SBAS-InSAR方法的地下水动态监测的沉降分析

随着人类社会的发展,地面沉降和地下水资源过度开采的问题在日益严重。为对地下水动态变化和地面沉降之间的关系进行分析,结合改进后的小基线集雷达干涉测量技术和重力反演与气候实验卫星数据,通过改进后的小基线集雷达干涉测量技术和卫星数据分别对地表形变和地下水动态变化进行监测,最后分析了二者之间的关系。结果显示,GRACE地下水储量等效水高的最大值为50 mm,最小值为-80 mm,平均地面沉降量的最大值为0 mm,最小值为-4.8,地下水储量的变动趋势和地面沉降的变动趋势基本一致,地面沉降和地下水动态变化之间具有相关性。研究结果对地面沉降的防治具有指导意义。

基于EEMD方法提取唐山井水位固体潮响应特征

以唐山井为研究对象,通过集合经验模态分解方法(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)对井水位观测数据进行分解,提取井水位中固体潮引起的井水位变化特征,对重构信号和固体潮理论值进行一元线性回归分析。结果表明,井水位经过EEMD分解后,各高频分量均包含一部分固体潮信息,可通过部分信号分量重构研究相应因素引起的井水位变化特征,提取被其他因素掩盖的信息。在选定时间范围内,井水位对固体潮响应的时间滞后不明显,唐山井水位春季受其它因素的影响较大,夏季对固体潮的响应较好。EEMD方法可较好提取井水位中固体潮变化特征,对分解结果进行重构时需要根据数据实际情况进行选择。

汤加火山运动引起的井水位动态特征提取

为了对2022年1月15日汤加火山爆发引起的井水位变化特征进行识别、提取,以河北唐山地区4口观测井为研究对象,使用EEMD方法分别处理井水位和气压观测数据,将观测数据表征的信号从频率由高到低分为多个IMF分量。通过高频分量描述井水位和气压高频事件的变化特征,结合Hilbert谱分析得到两者高频事件能量波动所在频段范围一致,发生时间相近,进一步对其进行相干性分析。结果表明汤加火山地震爆发后,井水位出现了两次变化,水位波形变化趋势与气压波形同步反向变化,相干性结果表明井水位与气压显著相关,林西矿井对气压剧烈变化响应更为灵敏。在此基础上,分析EEMD方法对短时间序列井水位处理的效能,探索Hilbert谱识别井水位干扰信号的能力。

榆阳区风沙草滩区地下水动态特征与影响因素分析

本文利用2021年榆阳区风沙草滩区地下水位埋深数据,根据土地利用类型与地下水位埋深变化趋势将该区域内地下水动态分为径流型、灌溉型、开采型3种类型,各类型选取4个监测点数据进行年内变化特征分析。运用克里金插值法进行空间插值,得出地下水位埋深空间分布及变化情况,结果显示地下水位埋深在空间上呈现中部小,东西部大,且整体呈下降趋势。根据榆阳区2021年气象资料与水资源公报分析得出地下水动态变化是气候因素和人类活动综合作用的结果。在此基础上,探讨了榆阳区风沙草滩区地下水资源保护与可持续利用的合理方法。

山东枣庄陶枣煤田裂隙岩溶水水质评价研究

矿山闭坑后大量被污染的矿坑水对裂隙岩溶水具有潜在的影响.对陶枣煤田裂隙岩溶水水质评价发现区域内水质较差和极差级别分别占到总数的25.64%和41.03%,说明岩溶水总体水质较差.通过对岩溶水水化学特征分析得知,区内岩溶水阴离子类型有4种,分别为HCO_(3)^(-)型、HCO_(3)^(-)·SO_(4)^(2-)型、SO_(4)^(2-)·HCO_(3)^(-)型和SO_(4)^(2-)型,阳离子可划分为Ca^(2+)、Ca^(2+)·Na^(+)和Ca^(2+)·Mg^(2+)或Mg^(2+)·Ca^(2+)3类型.通过对1991至2017年水化学动态特征分析发现区内地下裂隙岩溶水受煤矿开采影响较大,基于聚类分析法发现区内主要存在2种污染途径,分别为地表水渗透污染和矿坑水串层污染.

傍河地下水位监测断面的优化设计

为了对傍河地下水位监测断面进行优化设计,更好地掌握地下水位动态时空变化特征,以安徽省亳州市河水-地下水监测断面为例,分别采用克里金法和时间序列法,通过分析监测断面上9口地下水位观测井及河水位观测点在1982年1月—1998年12月的水位观测数据,对观测井空间布局、井数和观测频率进行优化。结果表明:空间布局优化后的观测井数量由原来的9减少到3,平均相邻井距为1000 m,优化后的水位克里金估计标准误差平均值为0.0192 m,误差波动范围较小;观测频率优化后由5日一测变为10日一测,能够满足观测精度要求。

海河“23·7”洪水期间廊坊地下水位分析

廊坊市在经历2023年6月及7月上、中旬较为严重的旱情后,又经历了“23·7”洪水过程,在此过程中,分别出现了较大强度降雨、主要行洪河道普遍洪水过程、蓄滞洪区运用、南水北调廊涿干渠断水多种极端特殊状况,受多种因素叠加影响,廊坊市深、浅层地下水位均出现明显变化。本文基于2023年8月相关基础数据对各类罕见极端状况与地下水位变化之间的关系进行分析,结果可知:(1)2023年7月28日-8月28日期间廊坊市境内浅层地下水位全部成上升趋势,全市平均累计上升达2.15 m,深层地下水位全部呈上升趋势,全市平均累计上升达1.99 m。(2)洪水期间地下水水位变化特征为:廊坊市除南部文安、大城两县外,上游大强度降雨及本地降雨均对浅层地下水位影响明显,而文安、大城两县浅层地下水位基本不受上游山前区降雨影响。(3)上游大强度降雨较河道径流提前对廊坊市浅层地下水位产生影响,在山前区无大强度降雨情况下,本地河道径流变化趋势与浅层地表水变化趋势同步。(4)蓄滞洪区运用影响方面,永清、霸州、文安地下水位回升幅度显著高于南部其它地区,但因淹没区水位观测井水毁损坏,无法完全反应具体影响程度。(5)引水及河道生态补水情况对浅层地下水位影响明显,对浅层地下资源实现采补平衡起到关键作用。(6)采用廊坊市南部南水北调受水区三县平均深层地下水与浅层地下水埋深变幅及降雨量情况进行比对显示,南三县深层地下水位受上游山前区降雨影响明显,浅层地下水则主要受本地降雨和河道径流情况影响。分析结果对廊坊市今后更加科学的推进地下水压采等相关工作具有较高参考价值。

浅谈地下水对地基基础的影响及防治措施

地下水作为地基基础的主要影响因素,在岩土工程勘察和地基基础设计的过程中必须要引起重视。本文综合地下水成因与分类情况,从地下水对地基基础的物理和化学作用、地下水频繁升降对地基基础的不利作用两方面对地下水对地基基础的影响因素进行分析,提出防治措施。结果表明:(1)不同地域的地下水含有不同成分,在指定环境下同周边的岩土体进行复杂的物理及化学反应,会导致岩土体的结构发生变化,影响整个地基基础的承载能力。(2)地下水水位的频繁升降不仅会对地基基础承载能力及稳定性产生诸多不良影响,同时还会对地基以下的基础施工带来不利的外部施工条件,进而直接影响整个上部建筑结构的安全。(3)防治措施应“因地制宜,对症下药”,做好资料收集工作,定期做好地下水水位的观测工作,准确、合理地确定抗浮设防水位等相关水文地质参数,做好地基不均匀处理工作。以期对类似工程起到借鉴作用。

地下水人工补给中河床沉积物氮铁锰及赋存形态的变化研究

本文针对地下水人工补给方法,通过分析某河上下游的河床沉积物总氮铁锰及赋存形态所占百分比的变化,揭示了地下水补给后河床沉积物不同深度处化学组成的变化。结果表明,沉积物中的氮形态百分比在上下游具有显著差异,总氮含量在下游逐渐增加,且河道污染可能导致氮含量的增加。不可转化态-氮(Res-N)在各深度处具有较高的含量;从上游到下游,总铁和总锰含量的平均值在逐渐降低,碳酸盐结合态-铁(Carb-Fe)和离子交换态-铁(EXC-Fe)在上下游间的变化幅度较小,河床沉积物中锰的含量主要以不可转化态-锰(Res-Mn)为主。结果可为河流生态环境保护与管理提供重要参考。

地下水位及库水位变化对三原西郊水库塌岸的影响

通过分析西郊水库库周岸坡的稳定性,重点探讨地下水和库水位变化对库岸稳定的影响。研究发现,库周地下水位大幅上升和库水位的反复骤升骤降是导致库岸滑塌的主要原因。为了有效应对这些问题,除了采用护坡处理,还需采取支挡抗滑或压脚护坡措施。研究结果为类似水库的岸坡稳定性分析和工程处理提供了参考。

基于Visual MODFLOW的某焦化项目地下水污染物运移规律研究

为研究某焦化项目建设对场区及周边地下水造成的影响,科学合理的保护地下水环境,以该项目为研究对象,在查明评价区水文地质条件的基础上,构建了水文地质概念模型,利用Visual MODFLOW软件建立了研究区地下水数值模拟模型,模拟了不同时段污染物在含水层中的分布特征及迁移规律,根据模拟预测结果,泄漏污染物沿含水层向下游有一定程度的扩散,但各污染晕超标范围并未运移出项目厂界,污染物浓度随时间逐渐降低,影响范围逐渐减小至消失,其下游地下水环境保护目标污染物预测浓度均满足标准要求。研究成果为项目建设地下水环境影响评价和地下水污染防治提供了技术支撑。

基于GMS的湖口县工业园扩区B区地下水环境影响预测

基于研究区现有的水文地质条件,利用GMS软件构建了研究区水文地质模型和溶质运移模型,并利用此模型对湖口县化工企业的废水调节池在非正常状况下防渗系统发生破裂泄漏,模拟预测了CODcr和氟化物污染物的运移范围。预测结果显示:污染物短时泄露工况下危害风险较小;对于长时泄露工况,在十年以后污染超标范围较大。并根据模拟结果针对该工业园的地下水环境保护现状,提出了地下水污染防控措施与对策。

基于物联网结合InSAR技术的济宁市任城区地下水动态数据监测研究

地下水监测是水资源保护与利用的最直接数据监管,随着我国科技水平的不断进步,地下水动态监测技术不断完善。本文利用物联网技术结合InSAR技术为主针对任城区地下水资源进行动态监测,并以任城区2020-2022年动态监测的数据记录为主进行数据分析及模型图的制作,通过数据及模型图更加直观的进行空间分析。从分析结果看:任城区地下水的最高水位均存在明显上升趋势,上升幅度在0.3%~12.5%的区间内浮动,但整体呈现地下水上升趋势。地下水位变化与季节性挂钩,并呈现出双因素关联,且呈现显著性相关,其结果得到了试验验证。分析可见利用物联网结合InSAR技术的地下水动态数据监测效果明显,对任城区地下水监测及水资源监测技术改进提供了创新思路。

流域地表水与地下水转化关系的时空变化规律研究

流域地表水与地下水转化关系的时空变化规律是水资源管理和保护的关键问题之一。本研究旨在通过取样调查上中下游地表水和地下水的TDS含量和同位素变化影响,揭示流域地表水与地下水之间的转化过程及其时空变化规律。结果表明,在枯水期,无论是在上中下游,干流地表水的TDS均大于干流地下水,在上游甜水河地下水的TDS沿流程递增,而甜水河地下水的TDS基本不变。在枯水期δD和δ^(18) O值均发生了贫化。枯水期通常伴随着气候干燥和高温的条件,这些条件促使水体发生蒸发作用。

深埋水工隧道穿越富水区的水力学特性分析

深埋长大水工隧洞不同建设阶段和运营阶段的水力学特性,是控制和影响关键节点工程设计的重要因素。为解决这一问题,本文以深埋大孔径水工隧道工程为依托,采用Midas GTS NX软件进行模拟,结果表明:隧道发生水灾的危险期为开挖阶段,流量随灌浆圈渗透系数的减小而减小,随灌浆圈厚度的增大而减小,排水孔可减低隧道衬砌外的水压力,在富水深埋隧道具有重要作用。结果可为富水区大孔径圆形水工隧道的设计提供参考。

地下水位对软岩引水隧道结构受力特征影响分析

为了研究不同地上水位高度下软岩引水隧道结构受力特征,文章依托某引水隧道工程,分析了不同水位高度下的围岩位移变化,以及不同水位高度下的衬砌结构应力变化。结果表明:(1)随着初始水位的增大,隧道的拱顶、拱肩、拱腰和拱底的竖向位移均逐渐增大,拱脚的竖向位移逐渐减小,相较于拱顶,拱底的竖向位移较大;(2)随着初始水位的增大,隧道衬砌的竖向应力逐渐增大,同时拱腰的水平应力变化幅度小,拱顶的水平应力变化幅度大,且水位越高,隧道结构侧面拱腰受到竖向应力越大;(3)在本工程中,对隧道结构拱底和拱腰受力最大区域,建议提高该区域结构强度域增大该区域结构的厚度,增强结构承载力。

岩溶地下水场地勘察所面对的问题及处理方案

岩溶发育、地下水丰富的地区地下情况一般较为复杂,若存在泥质白云岩与白云质泥岩互层时勘察难度更是陡增,同等地质情况下可借鉴的勘察经验较少,总结成功的勘察经验以保证勘察质量至关重要。以贵州省毕节地区某建设场地勘察为例,在充分收集现场勘察及后期施工数据的基础上,采用统计分析的方式进行研究,结果表明:(1)当岩层产状不变时,钻头从白云质泥岩层进入较为坚硬的泥质白云岩层时更容易发生偏移;(2)岩层倾角越陡,发生偏移的概率越大;(3)采用钻探与物探结合的方式能有效提高勘察质量。

敦煌盆地地下水位动态特征分析

以敦煌盆地平原区浅层地下水为研究对象,对研究区内的79眼地下水监测动态曲线分析。认为研究区地下潜水在自然和人为因素影响下,呈现出径流型、径流-开采型、开采型和蒸发型4种动态特征。径流型地下水受疏勒河双塔水库和党河水库年内生态下泄水量的影响,径流-开采型地下水位受田间入渗和渠系入渗补给逐渐升高、大量而集中开采导致地下水位下降并局部产生漏斗,开采型地下水位受机井开采而大幅度下降并局部产生漏斗,蒸发型地下水位受气温升高和蒸发量增大而下降。

天长万寿垃圾填埋场地下水污染预测分析

在非正常工况下,垃圾填埋场会对地下水环境造成不利影响。天长万寿垃圾场缺少相应的污染防治措施,严重威胁着当地地下水环境。本文结合天长万寿垃圾填埋场实际情况,根据垃圾填埋场周边水文地质概况,采用数值模拟情况对预测因子的运移进行分析,对区域地下水污染情况进行预测评价。结果表明,该垃圾填埋场污染因子污染范围显著超标,亟需采取隔离处置。建议加强对污染物的运移观测,尽快采取措施,治理垃圾填埋场对地下水环境的污染。