基于R/S分析法的地下水位动态变化趋势分析

为预知兴平市黄土台原区未来的地下水位动态变化趋势,采用R/S分析法及其修正式计算065和066号井1994～2009年月平均水位埋深时间序列的Hurst指数以及统计量Vτ。通过分析区域地下水的补给来源,用Kendall秩次相关检验法和5点滑动平均法分别对兴平市同期的年降水序列和地表水灌溉序列进行了趋势成分识别。研究结果表明:065和066号井月平均水位埋深序列的H分别是0.989和0.974 9,相应的Vτ与lnτ的关系曲线向上倾斜,即065和066号井的水位埋深在未来年份仍然有着显著下降的趋势。兴平市年降水量略减少的趋势并不显著,灌溉水量却有着明显的减少趋势,这与同期的地下水位动态变化趋势是相一致的。

廊坊区域地下水位动态变化趋势分析

基于廊坊市区域水文地质条件，结合2001～2010年地下水位监测资料，分析浅层地下水水和深层地下水水位变化趋势，为水资源管理部门提供理论依据。研究表明，西北部浅层地下水水质好，是工农业用水主要来源，浅层地下水位埋深大；东南部浅层地下水水质差，主要开采深层地下水，造成深层地下水水位埋深大，但随着限采、禁采等政策的实施，地下水位变化趋向稳定。

灵璧县浅层地下水位动态变化特征及影响因素分析

目的:探明灵璧县浅层地下水位动态变化特征及影响因素,为地下水资源开发利用及科学管理提供理论支撑。方法:利用灵璧县1999-2020年地下水监测数据,基于地下水水位动态变化分析,提出了影响灵璧县地下水水位变化的主要因素;利用线性倾向估计、滑动平均法和累积距平等方法,分析了浅层地下水埋深动态变化特征及其受气象与人类活动的影响因素。结果表明:灵璧县地下水位动态变化时空分布不均,空间尺度变化差异较大,刘八集、尤集、娄庄、灵璧、冯庙、高楼、浍沟和汤桥闸年平均地下水埋深分别为2.29、2.54、2.39、2.26、2.41、2.62、2.53和1.47 m,其中,冯庙、高楼、浍沟和汤桥闸地下水埋深呈上升的变化趋势,而刘八集、尤集、娄庄和灵璧则呈下降趋势。结论:灵璧县季节性干旱频发,地下水位动态变化受降水量与蒸发的影响较大,同时受农业灌溉及地下水开采等因素的影响。建议在灵璧县不同种植区采用微喷灌技术,加强小麦生育期内调水用水方案,有序取水用水,改善农田小气候,以期缓解水资源短缺,保证正常的农业生产和区域生态安全,为我国干旱半干旱地区的地下水资源管理提供重要依据。

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。

基于CNN算法的地下水位动态变化特征识别方法研究

为解决地下水位特征识别中存在的识别效果较差的问题,提出基于CNN算法的地下水位动态变化特征识别方法。首先分析地质结构与水化学特性,获取地下水储存层与水的种类;其次计算地下水位关联维度,从初始时间序列内挑选时间延迟;再次根据圆形颜色确定识别的地下水位图像,将图像转换成YCrCb色彩空间格式,并通过二值化转换挑选自适应色调阈值,最后借助CNN卷积架构将地下水位图像进行分层,通过CNN判据的两次确定,实现地下水位动态变化特征的识别。实验证明:所提方法在正常时刻和地震纵波影响下采集到的水位特征较为一致,且能够量化识别结果,一天内其监测水位最大误差仅为0.07m,具有较好的监测性能,有效提高地下水治理效果,值得推广应用。

泾阳县地下水位动态变化特征研究

以陕西咸阳市泾阳县为研究区域,基于研究区水文地质勘查成果及2001-2020年典型地下水位监测井观测资料,点汇地下水位年内、年际变化趋势线,对泾阳县地下水水位动态变化特征进行研究,结果表明:(1)泾阳县地下水位年内变化规律是每年9月以后地下水位均持续上升,县域范围内秋冬季节由于地下水开采量减少,加之前期降水的滞后补给及冬灌地表水的补给,地下水得到有效的补给和涵养,地下水位呈上升趋势。(2)泾阳县不同分区地下水位年际变化变化和降水关系密切。洪积扇和黄土塬地区地下水位总体上均处于持续下降趋势,而洼地区地下水位多年呈波浪状起伏变化,显示出洼地良好的补给和储水条件。同时,地下水位受人类活动和自然因素影响明显,开采量较大的年份地下水位下降,而补给较为充分的年份,地下水位上升,地下水位的交替变化较为明显。(3)泾阳县2001-2020年地下水位总体呈逐年下降趋势,研究区各地貌单元山前冲洪积扇区、北部黄土台塬区、阶地平原区近20年地下水位总降幅均呈现不同程度下降,下降速率呈北多南少的分布规律。研究结论为泾阳县地下水资源保护及科学开发利用提供依据。

济南引黄灌区近20年地下水位动态变化及趋势分析

利用多年观测资料,对济南引黄灌区地下水位动态变化特征及趋势进行了分析,结果表明:1近二十年济南引黄灌区地下水位年际变化趋势主要受引黄灌溉水量的影响,2002-2013年来地下水位波动下降明显;多年月均地下水位变化出现两个峰值,主峰值主要受汛期降水的影响,次峰值主要受春季引黄灌溉的影响。2对地下水位多年序列和季节序列进行M-K趋势和参数特征分析表明,灌区2000年以后地下水位呈下降趋势,且在2012年以后下降趋势较显著;春季和夏季地下水位总体上无明显趋势,而秋季和冬季分别在2003年和2006年以后呈现较明显的下降趋势。3由于秋季灌区引黄供水远远不能满足实际需水量,为缓解地下水位下降,应适当增加秋季引黄量。

干旱灌区地下水位动态变化及驱动因素分析

地下水作为干旱区的主要水源,研究其变化规律及其驱动因素对水资源的可持续利用具有重要意义。本文根据玛纳斯河流域典型灌区147团1996-2010年的地下水位监测资料,采用水均衡法对灌区地下水动态变化特征进行分析,并采用主成分分析法分析了影响地下水位变化的驱动因子。结果表明:该地区地下水动态处于正均衡状态,均衡差为246.322万m3/a,地下水年内、年际变化的趋势都逐渐减小。人为因素的影响占64%,比自然因素对该地区地下水位变化的影响大,其中灌水量和开采量是影响该地区地下水埋深的主要因子,它们的荷载分别为0.945和0.930。

克拉玛依地区减排林地下水动态变化及合理生态水位分析

基于对克拉玛依地区减排林地下水水位及水质的监测结果,分析了减排林地下水动态变化特征,探讨了减排林地下水的合理生态水位。结果表明,减排林区地下水埋深出现了规律性分布,减排林区地下水埋深已由2005年的7.8m减小为2009年的4.6m,呈减小趋势。减排林地下水的矿化度由2005年的22.67g/L变化为2009年的5.35g/L。并统计了减排林地下水理化性质特征,表明地下水的水溶性盐的空间变化明显。根据减排林区主要植被生长状况与地下水埋深关系,得出减排林区地下水合理生态水位为2.5～5.0m。

GM(1,1)模型在预测地下水位动态变化中的应用

近年来,三江平原井灌水稻面积逐年增大,加之人为浪费水资源现象严重,造成地下水资源的严重紧缺,许多地区出现“吊泵”和“漏斗”现象。针对这种情况,以创业农场作为研究基地,对其地下水位进行长期观测,运用灰色理论建立GM(1,1)模型,描述其地下水位动态变化趋势,并预测未来水位变化趋势,为今后该地区地下水资源的持续利用提供依据。

地下水位动态变化预测中的MGM(1,n)模型

当观测资料的数据量少而又存在多个相互影响或关联的变量时,常用的灰色预测模型GM(1,1)不能全面考虑多个变量。为此,采用自适应MGM(1,n)模型—多变量灰色预测模型,较好地解决了这一问题。针对一些农区井灌水稻规模扩大而引起地下水资源紧缺的情况,以某井灌水稻地区地下水动态观测资料为研究对象,运用灰色理论建立MGM(1,1)模型,描述其地下水动态变化趋势,获得了较好的预测效果。

华北平原典型区地下水动态变化趋势及其区域响应

根据1985～2007年的华北平原典型区一邢台地区的地下水埋深数据以及近37年的气象数据，运用线性回归法、相关性分析、5年滑动平均法等方法，分析该地地下水位变化趋势，比较不同地质单元地下水对气候变化的响应，结果表明：邢台平原区浅层地下水以0．89m/a的速率下降，深层地下水以南宫为例下降速率为0．78m／a，产生地面沉降、漏斗扩大、地裂缝产生负效应，其原因在于研究区的气候趋于暖干化和人类的生产生活活动导致地下水长期处于采补失衡状态．各地质水文单元地下水与气候因素相关性存在明显差异．研究区暖干化趋势明显，影响地下水位的变化，而人为因素是本区地下水下降的主导因素．

南京市深层地下水开发及水位动态变化特征

选用南京地区近5年来的地下水水资源量和月地下水埋深,通过开采系数法分析南京地区地下水可开采潜力,研究地下水埋深动态变化趋势并分析变化原因。研究结果表明:(1)南京地区地下水可开采潜力较大,在不大幅度影响开采潜力的前提下可以适当放宽区域总开采量;(2)南京市63.2%深层地下水监测井代表区域地下水位随时间呈逐渐下降趋势,部分区域水位2014年有所回升;(3)提出了监测方式改革、监测站网调整等建议,为南京地区深层地下水资源优化管理提供参考。

乌兰布和沙漠东北部人工绿洲地下水位动态变化研究

根据乌兰布和沙漠东北部人工绿洲2006—2012年10眼地下水位观测井资料,利用传统统计学对该地区地下水位时空变化动态进行了研究。结果表明,近7年来不同灌溉区地下水位动态变化呈现不同的规律:(1)黄灌区比井灌区及荒漠区地下水位均高。与荒漠区相比,第一、第二实验场黄灌区地下水位平均高出3.543m和3.316m,而井灌区则低出0.792m。从空间位置看,地下水位东南高,西北低。(2)黄灌区年内地下水位变化相似,均为1—3月,地下水位持续下降,4—10月,地下水位抬升,并在抬升中有回落;而井灌区与黄灌区不同,从1月开始,地下水位持续下降,至8月达到一年内地下水位埋深最深处,随后又缓慢上升。第二实验场荒漠区,年内地下水位基本不随月份的变化而变化。

南京市深层地下水开发及水位动态变化特征研究

选用南京地区近5年来的地下水水资源量和地下水埋深,通过开采系数法分析南京地区地下水可开采潜力,研究地下水埋深动态变化趋势和变化原因。结果表明:南京地区地下水可开采潜力较大,南京市有63.2%的深层地下水监测井代表区域地下水位随时间呈逐渐下降趋势,部分区域水位2014年有所回升。提出了监测方式改革、监测站网调整等建议。

兴平市2009~2019年地下水位变化趋势分析

针对兴平市地貌地质分区,在地下水监测井分布统计基础上,采用典型井法,在渭河阶地区、黄土台塬区、主城区及兴化超采区分别选取5眼、3眼、4眼典型代表井,全市共选取12眼典型井,对各典型井2009~2019年地下水位动态、2017~2019年地下水埋深变化和年际变幅进行统计,分析兴平市2009~2019年地下水位动态变化,结果表明:(1)从地下水位动态变化来看,兴平市2009~2019年地下水位总体呈下降趋势;(2)从2017~2019年地下水埋深及年际水位变幅来看,兴平市地下水水位呈下降趋势。总体而言,2009~2019年间兴平市地下水位呈下降趋势,建议采取加快地表水源替换工程建设、加大再生水利用等措施遏制水位下降趋势。

黑河中游典型灌区地下水位的动态变化

基于黑河沿岸地下水位观测井近20年实测观测资料,运用Mann-Kendall方法进行年地下水埋深序列的趋势分析,并选取代表观测井分析不同区域在不同时期内的年际与年内变化。结果表明:研究区地下水位埋深整体为增大趋势,区域地下水位下降趋势明显。年内的季节分配表明,从20世纪80年代至今,地下水位变化由水文-灌溉型逐步向开采型转变,其中平川区开采作用最为明显,集中表现在2000年之后,分水是导致这一时期地下水位下降的主要因素。

太原市冲积平原区潜水水位动态变化趋势分析

选取太原市冲积平原具有代表性的潜水水位监测资料,通过线性倾向估计和Mann-Kendall检验方法识别地下水位的趋势性、持续性和突变性。结果表明:城北和西谷水位年际波动较小,而南固碾、大井峪、良隆3站水位波动较大;大井峪、城北、良隆站地下水位表现为下降趋势,大井峪下降速率最大(为0.49 m/a),城北下降速率最小(为0.02 m/a),良隆站下降速率为0.36 m/a;南固碾和西谷站地下水位呈上升趋势,上升速率分别为1.09、0.06 m/a;通过M-K法检验,良隆站下降趋势显著,南固碾、大井峪、城北、西谷站趋势不显著;南固碾、大井峪和西谷站突变开始时间分别为2006年、2002年、2003年,城北、良隆站没有突变点。

桓台县地下水水位动态变化特征及影响因素分析

为探索变化环境下地下水水位变化特征,利用桓台县1982-2018年地下水水位监测数据,基于地下水水位的时空动态变化分析,提出了影响桓台县地下水水位变化的主要因素;利用趋势分析、M-K检验、pearson相关分析和现场试验等方法,分析了地下水位变化趋势及各主要因素的影响。结果表明:近30年地下水位具有显著下降趋势,年际间变化较明显,年均最大值和最小值相差6.4 m;年内呈双分峰型波动,波动幅度在0.43~2.78 m之间;地下水埋深从北向南逐渐变大,东南部形成地下水漏斗区。地下水位变化主要受降水量、开采量和河流补给的影响,西北部和东南部地区地下水水位的主要影响因素分别为降水量和开采量,河流对地下水的补给主要以侧向渗透补给为主。

高铁沿线地下水位动态变化引发的成层弱透水层固结研究

采用Laplace变换和传递矩阵法推导高铁沿线地下水位动态变化引发的成层弱透水层固结变形的解析解,通过与ABAQUS数值计算结果对比验证解析解的正确性。利用解析解对某高速铁路沿线成层弱透水层的固结性状进行研究,计算地下水位动态变化下土层的固结变形量、变形速率和超静孔隙水压力随时间的变化,并分析土层压缩模量和渗透系数对土层固结变形的影响。研究结果表明:随着地下水位降低,土层中孔隙水压力逐渐降低,土层固结变形量和变形速率逐渐增加;当地下水位保持稳定后,土层固结变形速率逐渐降低,但土层仍持续较长时间的固结过程;土层压缩模量越大,土层系统总沉降量和沉降速率越小;土层渗透系数越大,土层总沉降量越大,水位稳定后土层系统完成固结的时间越短。