基于GA-PSO-BP的哈尔滨市浅层地下水水位预测模型

浅层地下水具有空间分布广、水质好、可利用性强等优点,但更新速度较慢。为了对浅层地下水进行有效的预测和合理的开发,运用粒子群算法(PSO)、遗传算法(GA)和人工神经网络BP模型耦合,对哈尔滨市浅层地下水位进行预测。通过粒子群算法和遗传算法对人工神经网络BP模型进行优化,以达到预测模型全局最优解和收敛性优化,验证了通过GA-PSO-BP模型计算得出的哈尔滨浅层地下水埋深预测值和真实值误差较小,可以应用于哈尔滨浅层地下水位预测。

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。

北京市区浅层地下水位预测预报

本文采用时间序列的自回归～滑动平均模型对北京市区浅层地下水位进行预测预报。该模型具有较高的模拟、预报精度和应用价值。

黄河三角洲浅层地下水位年内变化特征及影响因素

基于黄河三角洲地区3个站位的1小时一次的浅层地下水位连续观测记录,将浅层地下水位与同时期ERA5高分辨率再分析实际蒸发量数据结合,并联合潮位、降水量和径流量等数据,通过快速傅里叶变换、时序分析等方法,分析并阐明了黄河三角洲地区浅层地下水位变化的特征及机制。结果表明:(1)不同的沉积环境导致了浅层地下水位整体变化的差异。表层沉积物渗透性相对较强区域,浅层地下水位波动剧烈;而表层沉积物透水性较差地区,浅层地下水位在6月中上旬存在低谷,但总体相对稳定;(2)潮汐对黄河三角洲浅层地下水位在水平方向的影响范围至少可达7 km,但不超过15 km。在其影响区域内,浅层地下水位波动滞后于潮汐的时间存在年内变化,分为2个时间上持续各6个月的区间,二者数值相差约12 h;(3)降水量与实际蒸发量是黄河三角洲浅层地下水位升降最主要的影响因素。此外,农业活动也对浅层地下水位的变化有一定影响。对黄河三角洲浅层地下水位变化规律研究,能够为本地区土地盐碱化、海水入侵灾害防治与生态保护提供科学依据。

淮北平原浅层地下水位埋深影响旱作物生长的试验

为摸索旱作物在生育期内利用浅层地下水的规律,减少旱作物的灌溉频次和灌溉量,提高农业节水效率,在淮北平原五道沟水文水资源实验站进行了浅层地下水位埋深影响旱作物生长的试验,对比分析了淮北平原两种典型土壤(砂礓黑土和黄潮土)种植小麦和大豆两种旱作物时利用浅层地下水的程度,从而确定这两种土壤在小麦和大豆生长期的地下水适宜埋深。结果表明,旱作物的生长过程与利用浅层潜水位关系复杂,且不同土壤类型、不同作物存在最佳的地下水位埋深。

区域气候条件与浅层地下水位动态的统计学分析及其预报模式探讨

黄淮海地区受气候条件的影响,土壤中盐分的累积程度与浅层地下水位(埋深为2—5米)关系极为密切。浅层地下水位的动态变化直接受大气降水补给与蒸发消耗的影响。与气象要素:气温、降水、湿度、风速等因子的变化关系显著。本文用河北省曲周县的气象资料和浅层地下水位动态变化资料进行统计学分析,在分析的基础上提出预报模式,为监测和控制该地区的水盐运动提供气象依据。按春(3—5月)、夏(6—8月)、秋(9—11月)三个时段,分降水常年型和旱年型,用经验正交分析和谐波分析方法进行年型分析,不同年型浅层地下水位变幅相差1米左右。不同年型水位极值与气象要素极值有一定的对应关系。用逐步回归方法对不同年型不同季节气象要素变化对浅层地下水位的影响,进行主要影响因子筛选。春季气温影响显著,夏季降水影响为主,秋季浅层地下水位的变化主要受前期水位变幅的影响同期气象要素影响较小。3米以上埋深的水位受气象因子影响很小。在年型和季节分析的基础上用判别分析方法建立不同埋深等级的预报模式。其历史拟合率在80％以上。以上结论适合于地下迳流较稳定和无灌概条件影响的地区。

珠江流域浅层地下水位动态变化特征研究

以珠江流域浅层地下水变化为研究对象,基于研究区504口民井2019年枯水期、2020年丰水期、枯水期三期浅层地下水位高程数据,对研究区地下水位动态变化特征进行分析,结果显示:珠江流域区域浅层地下水枯期地下水位高程值为-1.24~472.215 m,丰水期浅层地下水位高程值范围为0.24~472.315 m。区域浅层地下水位高程等值线与地形分布相关,水位高程最大值位于连山县吉田镇,最小值位于佛山南海区。2019年与2020年枯水期水位年际变化相对稳定,2020年丰、枯水期年内变化受降降雨量影响较大,出现三分之一的统测点丰水期水位低于枯水期水位。核心经济区水位高程年内变化趋势与区域水位变化趋势一致,但受干旱气候影响的点主要分布于水位埋深浅、受地表水影响较大的区域。

黄淮海平原浅层地下水灌溉效益分析

黄淮海平原治理和农业发展与地下水开发有密切的关系。浅层地下水具有较好的补给条件和可更新能力,从综合治理角度出发,调节控制浅层地下水位,既有利于减少潜水蒸发损失,又有利于防涝、治理盐碱和防渍。开采利用浅层地下水也是对降水、地表水和地下水进行调节的先决条件。本文根据黄淮海平原许多地区试验与调查资料,对井灌效益进行了分析,同时提出了提高井灌效益的若干措施。

黄淮海平原地下水开采的水文效应

黄淮海平原是我国地下水开发最早,利用程度最高的地区。随着地下水开采量急剧增长,已产生了一系列水文效应变化,其中包括区域地下水位下降和地下水降落漏斗的形成;开采浅层地下水对地表径流和降雨入渗补给的地下水量的影响,井灌井排在盐碱土的改良作用等。

水位波动和氮浓度变化对氮转化功能基因丰度的影响

为探索浅层地下水氮浓度及水位波动对土壤剖面中氮转化功能基因丰度的影响,以洱海近岸农田原状土壤剖面为对象,研究了模拟常规氮浓度的浅层地下水进行水位波动(SND)和持续淹水(SNF),以及无氮浓度的浅层地下水位波动(0ND)后土壤剖面氮浓度和氮转化功能基因丰度的变化,探讨了土壤因子与功能基因丰度的关系.结果表明:SNF、SND和0ND处理较试验前土壤剖面中溶解性总氮(TDN)浓度分别降低了44%、21%和30%,NO_(3)^(−)-N浓度分别降低了55%、28%和38%.同时,0ND和SNF处理较SND处理土壤剖面中反硝化功能基因丰度分别降低20%和1%,厌氧氨氧化功能基因丰度则分别增加68%和7%,硝化功能基因丰度分别降低34%和增加23%,土壤含水率(MC)、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(−)-N和TDN均为功能基因丰度变化的重要驱动因子.土壤剖面持续淹水会显著降低溶解性氮浓度,浅层地下水波动及水中氮浓度引起的土壤剖面干湿交替和氮浓度变化是氮转化功能基因丰度变化的主要驱动力.

某区城市轨道交通工程抗浮设防水位研究

为研究某地区城市轨道交通工程抗浮设防水位,通过收集资料,分析浅层地下水位分布规律,确定地下水流数学模型,预测设防水位,研究结论如下:(1)浅层地下水受城市集中开采控制,汛期水位埋设大于非汛期,且在2007年前,受城市建设影响,水位呈下降趋势,直到节水措施的实施,水位得到控制;(2)基于MODFOLW软件,根据地下水流数学模型,确定模拟工况,预测轨道交通工程沿线各车站未来最高水位为45.01~50.95m,建议作为轨道交通工程抗浮设防水位。通过模拟分析,为轨道交通工程建设提供理论依据。

浅层地下水升降对菜地土壤剖面硝化/反硝化微生物丰度的影响

为揭示湖泊近岸浅层地下水升降对菜地土壤剖面硝化与反硝化功能微生物基因丰度的影响,以洱海湖滨带菜地土壤剖面为研究对象,通过模拟地下水升降过程,分析了水位升高(S1)、水位降低(S2)及落干(S3)过程中土壤剖面AOA-amoA、AOB-amoA、nirK、nirS、nosZ基因丰度的变化特征,探讨了功能基因与土壤环境因子的耦合关系.结果表明:S3阶段的土壤剖面AOA-amoA和AOB-amoA基因丰度显著高于S1和S2;S1阶段的土壤剖面nirK、nirS、nosZ基因丰度均显著高于S2和S3.AOA-amoA基因丰度显著高于AOB-amoA基因丰度,nirS基因丰度显著高于nirK、nosZ基因丰度;不同取样时期的土壤剖面AOA-amoA、AOB-amoA、nirK、nirS、nosZ基因丰度均表现为A层>B层>C层>D层.水位升降对土壤剖面AOA-amoA、AOB-amoA、nirK、nirS、nosZ基因丰度有显著影响,且AOA-amoA和nirS基因对水位升降更敏感,分别在硝化与反硝化作用中占主导地位;pH、有机碳(SOC)、全氮(TN)为功能基因AOA-amoA、AOB-amoA的环境驱动因子,而功能基因nirK、nirS、nosZ的环境驱动因子为土壤含水量(W)、铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N)、TN、SOC、pH.该研究结果可为揭示浅层地下水升降过程中菜地土壤剖面氮素循环的微生物学机制提供科学依据.

引黄灌区设施菜田硝态氮淋失的季节性特征

以宁夏引黄灌区设施菜田番茄-黄瓜轮作体系为研究对象,采用田间定位试验与实地观测相结合的研究方法,对设施菜田硝态氮淋洗的季节特征及其环境因子和施肥管理对硝态氮淋洗的影响进行研究。研究结果表明:硝态氮淋失呈现明显的季节变化,峰值出现在7月夏季休闲期,黄瓜季(秋冬茬)淋洗显著高于番茄季(冬春季),常规施肥周年硝态氮淋洗量平均为185.7 kg·hm-2,优化施肥和调节碳氮比两处理硝态氮淋洗量比常规处理分别降低了10.6%和8.3%。设施菜田硝态氮淋失与浅层地下水位、土壤温度、土壤水分等环境因子季节性变化关系密切,浅层地下水位与硝态氮的淋失量呈极显著负相关,浅层地下水位埋深越浅,硝态氮淋失量越大;土壤水分和温度与硝态氮的淋失量呈显著正相关,随着土壤表层温度和含水量升高,硝态氮淋失增多。

大浪淀水库截渗排水的效果分析

介绍了大浪淀水库截渗排水控制水位的技术措施,分析了控制库外周边地下浅层水位长期处于临界水位以下的良好效 果。其技术措施在乎原水利工程中具有广泛的适用性。

太湖流域平原地区田间尺度产流机理试验研究

为定量化评估区域产流的影响因子,构建野外试验基地,对太湖流域2个不同试验区的降雨、蒸散发量、土壤含水量、地下水位和地表水动态进行野外监测,通过对不同降雨径流过程的水量平衡分析可得:Dunne产流是太湖流域平原区产生径流的主要机制,红旗圩试验基地的总降雨量和径流量呈良好的线性关系,其确定性系数R 2=0.95;土壤蓄水量与初始地下水埋深之间存在良好线性关系,反映了浅层地下水和土壤水之间的强相互作用,因此可以将地下水初始埋深作为前期土壤水分估算的指标;根据各次降雨过程的水量平衡分析,得到洼地蓄水量范围为4.72~8.03 mm,说明在计算平原区产流过程时不应忽略洼地蓄水量。