基于InSAR的北京平原区地面沉降与地下水位演化关联特征迭代奇异谱分析

北京平原区是地面沉降发展严重的区域之一,分析其地面沉降的时空演化规律可为城市地面沉降有效防控提供数据支撑。该文利用PS-InSAR方法获取地面沉降信息,并用水准监测数据验证其精度,然后基于奇异谱分析和频谱检验提出迭代奇异谱分析(Iterative Singular Spectral Analysis,ISSA)方法,并基于该方法将地面沉降的长时序数据分解为主趋势、周期特征,得到研究区地面沉降和地下水位的时序演化特征:①研究区地面沉降的主趋势特征表现为2011—2016年沉降持续、沉降减缓和再度发展3个阶段,2017—2020年沉降持续发展,但总体趋势较稳定。②研究区地面沉降季节性差异明显,且2011—2020年夏季地面沉降比冬季严重。③地下水超采是北京平原区地面沉降的主因,在严重沉降区和较严重沉降区,第二、三承压含水层的水位变化与地面沉降呈强正相关性。

地下水位预测模型对比分析研究

为更好地研究地下水位预测模型,选用灰色GM(1,1)、叠加的马尔科夫链和BP神经网络3种模型,选取2007-2010年长春市的地下水位资料进行地下水位预测研究,对比分析了3种模型的预测结果以及其适用情况。结果表明,3种预测方法的平均绝对误差均小于10%,在一定程度上表明3种模型均具备一定可信度,其中叠加的马尔科夫链模型的误差相对较大,另外两种则相差不大。灰色GM(1,1)模型适用于把握数据的大体变化趋势;叠加马尔科夫链模型适用于对相对稳定的数据的预测;BP神经网络模型需要基于相对较多的数据进行有弹回地校正模拟,且预测的结果相对拟合程度更好,预测结果更理想。

降雨对汤坑群井水位动态影响的剖析

本文详细调查汤坑盆地水文地质条件的基础上，系统分析了盆地内６口地震地下水动态观测井的水位年、月、日动态及其与相应时段的降雨特征的关系，提出了该区深井承压水的水动力系统与水动态类型的多样性、井区降雨对不同频带的井水位动态影响的差异性与对不同井的水位动态影响的复杂性及降雨对深井水位动态影响是以水压力传导为主的认识与观点。

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。

运东平原区1976年以来地下水位变化特征分析

利用运东平原区东光和吴桥县1976—2008年长系列的浅层地下水位观测数据,基于多种统计方法分析了该区域地下水位近33年来的趋势性、突变点、持续性、周期性和主要的气候影响因子。结果表明,地下水位年内波动受抽水灌溉和降雨的影响而表现出高度一致性;近33年来,研究区地下水位主要呈现下降趋势,而东光城区则由于浅层抽水量较少而处于上升趋势;各站地下水位赫斯特指数均大于0.5,表现了很强的持续性特征;该区域地下水位在20世纪70年代末、1989年和1996年左右出现了3个拐点;地下水位以大于33年的周期变化为主,人类活动的影响使得天然周期显著减弱。

邢家渡灌区地下水动态特征及驱动因素研究

为促进引黄灌区地下水资源可持续利用,保障灌区地下水良性循环,以济南市邢家渡引黄灌区为研究对象,基于1986—2013年灌区相关数据,采用趋势分析方法、ArcGIS软件和灰色关联分析法研究灌区地下水位动态变化特征及驱动因素对地下水的影响。结果表明:灌区降水量和蒸发量分别呈现非显著性增大和减小趋势,而灌区总用水量、地表水灌溉量和地下水开采量分别具有显著增大、减小和增大趋势。灌区地下水位动态变化分为水位抬升期(1986—1995年)、水位下降期(1996—2000年)和水位平稳期(2001—2013年)3个阶段。1990—2010年,灌区上游和中游地下水位较高,水位有小幅下降;灌区下游地下水位较低,水位下降幅度较大。灌区地下水位动态变化驱动因素的灰色关联度有很大差异,自然因素(关联度均大于0.65)对灌区地下水位动态变化具有较大影响,人为因素对地下水影响程度因地区而异,灌区上游、中游主要受地表水灌溉影响,而下游受地下水开采影响程度较大。

库尔勒地震台钻孔应变阶变异常的识别分析

通过对新疆库尔勒台钻孔应变出现的阶变异常进行统计,将它和周边300 km范围内M S≥5.0地震对应,分析映震效果,又将阶变异常和辅助观测水位对比分析。分析结果表明,阶变异常一定程度上和水位关系密切,地震的前兆意义不明显。

渠井结合灌区地下水位动态对变化环境的响应及敏感性分析

以陕西省泾惠渠灌区为研究区,运用线性趋势分析法及Spearman秩次相关检验法分析了灌区地下水系统外部环境因子的变化特征,建立了基于BP神经网络的灌区地下水位动态对变化环境的响应模型,并应用通径分析方法,进行了灌区地下水位动态的敏感性分析。结果表明:近30多年来,灌区降水量呈显著减少趋势,其线性倾斜率为2.09 mm·a-1,蒸发量减少趋势不明显,其线性倾斜率为0.04 mm·a-1;地表水灌溉引水量呈减小趋势,渠首农灌引水量20世纪90年代之前减少了41.6%;地下水开采量减少了39.7%,渠井用水比例减小了33.9%;地下水位埋深不断增大,近31 a来地下水位累计下降了11.88 m;地下水位埋深模拟的平均相对误差为4.52%,检验的平均相对误差为2.23%,误差均在可接受范围之内;敏感性变化环境因子最大为渠井用水比例,最小为降水量。

秩相关分析在地下水位变化趋势评价中的应用——以安徽省淮北平原孔隙水为例

应用Spearman和Kendall两种秩相关分析方法,以SPSS为平台,对安徽省淮北平原区域及两个典型城市的不同流动系统孔隙水水位变化趋势进行评价,并与水位动态曲线直观判读结果对比。结果表明:两种秩相关分析方法评价结果基本一致,与水位动态曲线法相比较,评价尺度统一,理论严密,操作简便,效果良好。

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。

四川深井水位记录昆仑山8.1级地震

昆仑山 8 1级地震在四川省地震地下水观测网中引起了大多数深井水位记录的大幅度波动 ,数字化水位仪LN - 3和大多数浮子式机械水位仪SW4 0 - 1均记录到水震波。同一口井两种不同仪器水震波的记录结果有差异 ,相邻井的记录不同。同震阶变结果表明除北部受张应力外主要受压应力。地震还引起了红旗水库水体冒泡、起大旋涡、库水东西对流的现象。

疏勒河流域地下水位变化分析

本文在疏勒河流域近几年地下水实测数据基础上,通过对地下水的影响因素分析,探索地下水水位变化、运动规律,为地下水资源科学利用和有效保护提供参考。

雄安新区地下水水位与降水及北太平洋指数的小波分析

基于1991—2016年雄安新区4个地下水监测孔的长时间序列水位数据、降水数据及北太平洋指数(North Pacific Index,NPI),采用连续小波、交叉小波变换等方法,分析了三者的周期性变化及其之间的相互关系。结果表明:(1)雄安新区地下水水位、降水与NPI的主波动周期及各序列间共振周期均为1 a。(2)丰水年的地下水水位时滞小于全时段的地下水水位时滞,高降水量对潜水-承压水水位时滞的影响大于对承压水的影响。(3)地下水水位对NPI的时滞大于对降水的时滞;在丰水年,地下水水位对NPI的响应更快;地下水对降水和NPI的响应速度,明确反映了研究区地下水水位动态变化的主要气候影响因素是降水。

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。

富水砂层地下水位变化对盾构隧道衬砌结构的影响分析

利用Plaxis软件建立有限元模型,分析富水砂层地下水位升降速率对区间盾构隧道衬砌内力的影响。结合南昌地下水位升降规律拟定若干工况,通过将模拟结果与监测数据进行对比分析,验证了模型的正确性,并对各工况下隧道衬砌结构内力进行对比分析。研究结果表明:地下水位上升则衬砌弯矩减小,地下水位下降则衬砌弯矩增大;地下水位升降速率不同对衬砌结构的弯矩影响不同,当水位升降速率大于0.33 m/d时,速率越大对衬砌弯矩影响越大,且下降过程对衬砌弯矩影响大于上升过程。

地下水位变动对永善县城东部滑坡稳定性的影响研究

以云南省永善县城东部古滑坡为研究对象,基于野外勘察资料、地表水及地下水观测资料、水质分析试验结果并结合该滑坡的发育特征,采用GeoStudio数值模拟地下水位变动,对该滑坡稳定性进行分析。结果表明,除降雨外,生活污水下渗为地下水位上升的主要因素,地下水位抬高,致使滑坡稳定性降低;滑块稳定性系数与地下水位变幅呈负相关;地下水潜蚀作用,引发碎石、块石压密变形,加大地面建筑物的变形,促使滑块复活。

保定市平原区地下水位变化规律及影响因素分析

基于保定市平原区地下水位、降水量、开采量等资料,采用Mann-Kendall趋势法和数值分析法分析地下水位年际及年内的变化规律,并运用灰色关联分析法研究降水量、开采量与地下水位变化的关联程度。结果显示1975~2010年研究区地下水位总体为下降态势,且降落速率持续加快;年内地下水位呈波动变化。通过灰色关联分析法计算得出,年际地下水位变化与开采量的关联度大于与降水量的关联度,同样年内地下水位变化与开采量的关联度也大于与降水量的关联度,说明研究区年际、年内地下水位变化的主导影响因素是开采量。

河西走廊地下水超采区变化及成因分析

河西走廊地下水超采引发了严重的生态环境问题。近年,随着水资源条件、地下水取用情况等的变化以及超采区治理的实施,河西走廊地下水超采状况发生了较大变化。2010年河西走廊超采区面积13156.96km^2,2016年减少为8210.66km^2,减少37.6%。研究显示,2006-2016年,超采区地下水水位下降速率明显减缓,部分区域地下水水位回升。地下水水位的变化与降水量、地表水来水量及地下水开采量有密切的关系,2001-2016年河西走廊降水量变化不大,出山径流量明显增加,地下水开采量大幅度减少。开采量减少和地表水来水量增加是超采区变化的主要因素。

地层形变与地下水位分层监测数据的交叉小波分析

地面沉降通常由于地下水的超采而引发,其发生发展相对于地下水位的变化具有一定滞后性。如何获取准确的地面沉降滞后时间一直是地面沉降研究的重要课题。基于北京平各庄地面沉降监测站2008—2018年地面沉降和地下水位长时间序列的分层监测数据,采用Mann-Kendall趋势检验、连续小波变换、交叉小波变换等方法,分析了不同层位地层形变对地下水位动态的滞后特征。结果表明:中–深层承压水具有1 a左右的主震荡周期,潜水和浅部承压水在大部分时域无显著周期;深部严重沉降层的形变量具有1 a左右的主震荡周期,地下水位与形变量共振周期显著,地层由浅到深形变时滞分别为(16.58±8.91)、(7.16±7.09)和(9.66±6.62)d;浅部弱沉降层中,埋深在32~63 m地层形变量具有1 a左右的主震荡周期,与中层承压水存在显著共振周期,形变时滞为(32.02±9.67)d,其他地层形变量与地下水位无显著周期及相关性。研究成果为构建地面沉降精细化模型、提高地面沉降预测精度以及研究更有效的地面沉降防控措施提供了新的技术思路。

大连地铁某富水区标段塌方体渗流研究

论述了基于MODFLOW软件的模拟分析方法,对大连地铁110标段塌方体现场地质进行概化、分区和边界条件模拟,建立有限元计算模型,根据试验和现场实测资料的对比,确定模拟结果的准确性,进而对地下水的渗透和流向做出预测,基于软件模拟的水面位移和现场的抽水观测井的记录,计算水面高程和测量水面高程大体趋势一致,量值吻合。