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。

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。

基于EMD-LSTM耦合模型的趵突泉岩溶地下水水位预测应用

由于岩溶地下水具有强烈的非线性及非平稳波动特征,水位预测结果容易产生较大误差。针对岩溶地下水水位预测精度较差的问题,提出一种EMD-LSTM耦合模型,首先采用经验模态分解(EMD)将趵突泉岩溶地下水水位分解为5个分量(4个本征模函数项和1个残余项),以此消除水位数据的非平稳波动性;同时构建长短期记忆(LSTM)神经网络模型,并将与地下水水位动态变化密切相关的降水量(表征含水层补给项)和月平均气温值、月最高气温值、月最低气温值、水汽压值(表征含水层排泄项)作为输入项分别对5个分量进行预测,最终将分量预测结果累加获得地下水水位预测值。结果表明:EMD能够显著消除岩溶地下水水位的非平稳波动特征;EMD-LSTM耦合模型可有效提高岩溶地下水水位的预测精度,其均方根误差相比于LSTM神经网络模型、ARIMA模型分别减小了27.86%和59.94%。总体来说,本文所提出的EMD-LSTM耦合模型具有较强的可靠性和稳定性,可为岩溶地下水水位的精确预测提供借鉴。

基于SVM-EnKF双向数据同化的地下水水位变化预测

为了提高地下水水位变化的预测能力,掌握地下水水位动态变化,优化水资源管理,本文基于支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman Filtering, EnKF)技术,采用气象站点观测数据(气温、降水、太阳辐射、地表温度)和地下水水位观测数据,建立SVM及SVM-EnKF双向数据同化模式(Support Vector Machine-Ensemble Kalman Filtering Dual Data Assimilation, SVMEnKF DDA),对未来1至3个月的地下水水位变化进行预测。结果表明:(1)SVM的预测能力受气象驱动要素的影响较大,仅适应于地下水水位变化与气象要素相关性高的站点。(2)在有限气象要素驱动下,SVM-EnKF DDA较SVM更适应于未来1至3个月地下水水位变化的预测。本研究为有限资料区域地下水水位动态变化预测提供了一种有效的双向数据同化技术。

堆填岗地地下水水位动态特征及抗浮水位确定

在南方丘陵区工程建设的场地整平时,常形成一些人工堆填岗地,受到下覆黏性土的阻隔,岗地上的填土会形成独立的上层滞水地下水系统,但目前对于这个地下水系统的特征及其工程危害却鲜有研究。本文利用某人工堆填岗地导致地下室破坏的上层滞水水位监测资料,研究了该地下水系统的水位动态和流场及其变化特征,分析了水位和流场及其变化的影响因素。研究结果表明:堆填岗地上的集、排水工程易遭受填土不均匀沉降的破坏而出现渗漏;堆填岗地上的上层滞水虽属于“路过”型地下水,但系统的抗干扰能力弱,在汇集的雨水集中灌入时,因排泄相对缓慢,水位上升迅速,滞留时间较长,由此对地下工程造成破坏,因此工程建设时需引起重视。考虑到集、排水工程渗漏对上层滞水水位的影响,地下工程的抗浮水位应在考虑岗地的地下水水位的动态变化特征的基础上,以集、排水工程的埋深及可排泄标高为依据。本地下工程事故可用调整场地规划、封堵或重建渗漏集排水结构、盲沟疏排与拉锚结构的防治结合方式处理。

武汉市白沙洲岩溶区地下水水位动态变化研究

为研究武汉市白沙洲岩溶区地下水水位动态变化特征,给区内岩溶地面塌陷防灾减灾、水资源及水文地质环境保护提供依据,对区内31眼地下水监测孔2019~2021年3个水文年的地下水监测数据进行统计分析,研究地下水水位变化特征;根据不同水文地质特征,将研究区划分为6个水文地质单元;确定了地下水水位受长江水影响的范围。结果表明:岩溶地质模式、长江水位和人为因素是区内地下水水位动态变化的主要影响因素。

河北省地下水水位降落漏斗划分关键问题分析

科学划分地下水水位降落漏斗是河北省地下水水位降落漏斗治理修复和地下水资源管理的关键。2023年河北省发布《地下水位降落漏斗划分规范》(DB13/T 5704—2023),为地下水水位降落漏斗识别、划分方法提供了依据和参考。地下水水位降落漏斗的规范、准确划分以及深入研究,要点在于充分认识漏斗演化动态,研究地下水水位降落漏斗发育特征,分析重要前置条件,识别基础图件编制关键问题,把握漏斗识别和划分方法要点等。

地下水水位监测探讨

地下水水位的监测对环境保护和水资源治理具有重要意义。本文探讨地下水水位的监测方法和实施,包括地下水水位的监测原理、技术方法、实施步骤,以及地下水水位监测技术的发展趋势。地下水水位的监测原理是通过测量地下水位高度来获得地下水水位的变化情况,地下水水位监测的主要方法有井测法、自流量法、压力传感器法和浮子法等。[1]实施地下水水位监测的步骤包括水井位点和井孔尺寸选择、安装监测设备、连接数据采集器、定期维护和校准等。未来,地下水水位监测技术将继续发展,将更多地利用新技术、新材料和新方法,改进水位监测设备,实现地下水水位监测更加准确、快速、实用。研究表明地下水水位监测应加强网络覆盖面、多样化监测手段、数据共享、信息化和多领域应用等方面的发展,以提高地下水资源的综合利用效益。

2023年全省枯水期地下水水位统测及水质样品采集工作全面完成

2023年全省枯水期地下水水位统测及水质样品采集工作于4月11日正式启动,省地质环境监测总站组织6个野外工作组,出动专业技术人员40余人次,经过18天的连续野外工作,行程约1.8万千米,于4月28日完成地下水水位统测300点次,采集地下水样品148套,水质分析样品已全部送往省地质矿产实验测试研究中心进行检测,野外工作流程符合相关技术规范。

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.

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。

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。

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%。