江苏省地下水水位红线控制水平评估方法探讨

江苏省人民政府于2013年划定了地下水水位控制红线,是我国率先实施地下水水位红线控制的省份之一。从江苏水文地质条件和地下水开发利用实际出发,提出了地下水水位红线控制水平评估的体系、标准及方法,适用于对省、市、县及乡镇的地下水水位红线控制管理工作评估,为掌握地下水资源管理成效、客观反映地下水水位红线控制水平提供了一套管理辅助评估方法体系。

基于GIS的地下水水位红线管理方法研究

地下水水位红线管理指的是依据最严格水资源管理制度,运用地下水水位红线指标,实现对地下水水位的严格管控。目前针对地下水水位红线管理的方法较传统,绝大部分是基于数理统计和数据分析对比技术来完成,是一种完全对属性数据的分析方法,很难精确展现地下水水位时空的动态变化特征。仅运用属性数据进行对比与分析,存在分析过程繁杂、可视化程度低等问题。鉴于此,本文将GIS空间分析与可视化技术引入到地下水水位红线管理中,分别从"点、线、面"三个层面展现水位红线管理数据的时空变化特征,并与地下水水位红线指标进行自动对比分析,完成超地下水水位红线区域的可视化预警。研究结果证明:基于GIS技术实现对地下水水位红线的管理,能更直观、多层次地展现管理区水位的时间、空间动态分布特点和地下水的超采情况等,从而提升对地下水水位红线管理的空间辅助决策能力,进一步降低地下水数据管控和水位红线分析的复杂度。

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。

江苏徐州地区岩溶塌陷致塌力学模型及水位控制红线

岩溶塌陷实际是覆盖层土体变形破坏的一种特殊类型。通过调查研究,将徐州地区岩溶塌陷概化为"单一透水型盖层"、"透—阻型盖层"以及"单一阻水型盖层"三种地质模式,破坏模式为渗透变形破坏和剪切变形破坏,致塌模式分别为"潜蚀渗透-超临界水力梯度致塌"、"潜蚀软化—吸蚀—渗透力致塌"以及"真空吸蚀致塌"。建立了内部塌陷阶段以及地表塌陷阶段的综合力学模型,经新生街塌陷和溶剂厂塌陷验证,计算结果与实际情况基本吻合。以徐州典型塌陷区为例,分别对不同覆盖层厚度(40 m、30 m、20 m、10 m)、不同溶洞直径(4 m、2 m、1 m、0. 2 m)、不同下伏黏性土厚度(5 m、10 m、15 m、20 m、25 m、30 m、35 m、40 m)的稳定性进行试算,得到稳定性系数随水位降深的变化关系曲线,结果表明:覆盖层厚度越大、下伏黏性土厚度越大、溶洞直径越小、水位降深越小,稳定系数越高,越不容易塌陷;当洞穴直径小于1 m时,自然条件下土体均处于稳定状态;以稳定系数等于1为变形破坏的极限平衡条件,确定了最大水位降深及其空间分布,并据此作为岩溶塌陷的水位控制红线,为研究区岩溶水安全合理开采提供指导意义。

扬州城市规划区地下水应急供水方案可行性研究

突发事件会引起大范围的地表水污染,对城市供水水源的安全形成挑战,严重威胁人民生命安全,危害生态环境和经济社会稳定。地下水与地表环境联系较弱,利用地下水作为应急水源是最安全的水资源保障措施。本研究以扬州城市规划区为例,确定了规划区应急需水量为17.2万m^(3)/d,应急时长为15d,主要开采的第Ⅱ、Ⅲ承压含水层限采红线水位埋深分别为20m、30m,根据研究区应急供水需求制定了4种应急供水方案。方案1和2为水源地集中供水,方案3为分散式供水,方案4为分散与集中式联合供水。依据工作区水文地质条件和地下水位监测数据,基于HydroGeoSphere构建并校正了研究区三维地下水-地表水耦合数值模型,利用数值模型分析了不同供水方案应急抽水引起的地下水位降落趋势及其与地下水开采红线的关系。研究表明,分散与集中式联合供水方案可以明显减小工作区内的水位波动,减缓水源地的供水压力,降低地面沉降风险,对现有管网的利用也较为充分,可作为应急供水的首选方案。

地下水控制性关键水位探讨——以双发乡为例

【目的】有效管理肇州县地下水开采。【方法】以双发乡为例,将地下水位划分为上蓝线水位、下蓝线水位、上红线水位和下红线水位,采用地下水位动态模拟分析法、含水层厚度比例等方法确定了双发乡各关键水位。【结果】双发乡下红线水位值为11.09 m,上红线水位值2 m;上蓝线水位为2.8 m,下蓝线水位值为10.66 m。【结论】针对不同的水埋深,基于水位和开采量的地下水"双控"管理模式。

试点地区地下水控制性关键水位分析研究

为了在地下水资源管理中有效地实施取水总量控制和地下水水位控制的"双控"管理模式,本文以河北省邯郸市东部平原区作为试点研究地区,提出了地下水红线水位、管理水位等指标,并对其划定方法进行研究,进而为开展地下水控制水位划定工作提供参考。

华北平原中部典型区地下水控制水位划定方法对比研究

对于最严格水资源管理制度的实施,地下水控制水位的划定显得尤为重要。首先论述了从法律法规和宏观政策上划定红线水位的必要性,提出了划定红线水位的意义,其次介绍了研究区的概况、水文地质条件,在此基础上,说明了地下水控制水位的指标分类,分别论述了地下水红线上限水位和地下水红线下限水位的划定方法,最后针对研究区对各种划定方法做了简单应用,说明了各种划定方法的应用条件,通过各种划定方法在华北平原中部典型区的应用对比,结果表明,历史资料法和含水层厚度法更适用于典型区,且含水层厚度法确定的地下水红线下限埋深普遍较大,反映出历史资料法更加偏于保守。可为区域地下水资源的人工调蓄和最严格水资源管理提供依据。

徐州城市地质调查成果及其在城市建设中的应用

徐州是江苏第4个开展城市地质调查的城市,也是我省地质环境最脆弱的城市。依据徐州城市地质调查,查明了基岩地质、第四纪地质、水文地质、工程地质、岩溶地质、采空区等地质条件;摸清了地下水、地下空间、富硒耕地、山体等地质资源禀赋特征;探求了区域稳定性、岩溶塌陷、采空塌陷、土壤环境等地质问题诱发因素;基于城市建设需求,划定了岩溶水水位控制红线,提出构建采空区地下水库和调整城市"三线"等对策建议,将城市地质信息系统融合徐州"智慧城市"建设之中,为城市规划建设提供地质依据。

地下水渗流场可视化方法与应用研究

渗流场是反映地下水位与运移时空动态特征的有效形式,水位红线是对地下水开采严格管控的重要指标。从地下水渗流的流线绘制、流速计算、流场种子点与终止点选择、流线追踪4个方面论述了孔隙地下水渗流场可视化算法,设计了一种新的种子点布局方法表征地下水渗流场,采用改进的EULER方法实现流线的可视化表达。并将地下水渗流场空间分异性和水位红线进行融合与叠加分析,基于地下水渗流场从2D的视角揭示地下水的开采强度与超采程度的空间分布特征,自动圈定地下水超限采的区域范围。可为地下水的合理开采方案与地质管理保护措施的制定提供空间辅助决策支持。

地下水资源管理与评价方法初探

一个地区地下水位变化是该地区的地下水储存条件、自然补给、迳流、排泄和人工开采利用等复杂的自然社会因素综合作用的结果，能真实反映地下水资源状态。由于地下水位容易实时网络施测，可实现与地下水资源相关的量化管理与评价。