甘肃省地下水水位监测及采补平衡

对甘肃省敦煌市、高台县、永登县、武山县、灵台县项目区共37眼监测井进行地下水水位监测,选择168眼典型灌溉机电井进行地下水开采量监测,分析地下水水位变化,并对项目区地下水开采与补给平衡进行评价.结果表明,敦煌和高台项目区地下水变化属于灌溉-开采型,与河西地区内陆河的井-河混灌区的地下水动态变化一致,武山和灵台项目区在灌溉用水期地下水埋深增加但变化幅度不大,各项目区灌溉开采量均未超出控制量.对各项目区地下水开采量及补给量进行分析,认为地下水开采量均小于补给量,属于正均衡.     

对无资料地区地下水开采量的计算探讨

本文以《中国新疆吐鲁番盆地地下水资源可持续利用研究》项目实施过程中,由于该地区无地下水开采量统计数据,作者采用供电部门的电量数据为依据,利用地下水埋深观测资料,推求出了相对准确的该区十年期逐月各乡镇地下水开采量,为其它无资料地区地下水开采量的推求工作提供一种思路。     

塔里木河下游数字地下水埋深模型的构建

根据数字地面模型的概念,利用航空拍摄的地面高程数据和地下水观测孔观测得到的地下水水位数据,建立了塔里木河下游地区的数字高程模型和数字地下水水位模型,并在这两个数字模型的基础上得到了塔里木河下游的数字地下水埋深模型．从数字地下水埋深模型获得的地下水埋深分布状况可知,地下水埋深大于10m的面积占统计面积的65％．     

大水矿山开采水环境系统失效致灾机理

基于大水矿山开采水环境由人工排水系统及天然的地下水系统共同构成,通过系统分析方法,构建大水矿山排水-地下水开采水环境系统。在此基础上,进行大水矿山开采水环境系统失效致灾机理研究,建立大水矿山排水-地下水开采环境系统随机模型及系统失效致灾判据。将所建立的模型及判据应用于凡口铅锌矿大水地下开采矿山。研究结果表明:在一定时域范围内,模型可有效识别系统的灾害状态;系统失效致灾是系统输入流量大于输出流量,系统水位离散程度随时间不断增大,以及系统自身结构承受安全水位的能力过低共同作用的结果,从影响程度来讲,系统流量差的变化对灾害影响最大,其次为安全水位,最后为系统的随机作用;所建立的系统模型及系统失效致灾判据具有实用性和有效性,研究成果可为大水矿山开采水害防治提供有效的技术支持。     

傍河水源地地下水可持续开采量确定与开采方案分析

以陕北典型的傍河水源地为研究对象,在明晰该地区水文地质条件的前提下确定区域地下水类型,并根据现场勘察试验获取的水文地质参数,对区内含水层进行概化,建立了地下水流运移模型,运用解析法对区域地下水可持续开采量求解.并在拟定开采方案的基础上,运用仿泰斯公式及井函数计算出合理的开采井布局,使开采方案达到最优,获得水源地地下水可持续开采量,并提出了一种可以满足区内水资源需求且不会产生有害降落漏斗的地下水开采方案.     

地下水埋深动态预测的DAMSM模型

运用动态数据反演建模方法和自记忆性方程，建立了地下水埋深动态预测的DAMSM模型。该模型将动力学计算与用历史数据估计参数相结合，预测时无需分析影响地下水埋深动态的各种因素，只需要有一定长度的地下水埋深动态观测序列资料，避免了众多数据的收集整理。实例预测表明，该模型具有较高的拟合精度和预测准确性。     

洮儿河流域平原区气候变化情景下浅层地下水水位动态响应分析

利用研究区降水、气温、地表水径流和地下水埋深数据,使用Mann-Kendall非参数检验法,分析水文气象要素变化趋势,结合研究区水文地质概况,建立地下水数值模型,对未来气候变化下的地下水水位动态进行预测．结果表明:研究区地下水埋深呈显著增加趋势,降水量增加不显著,气温呈升高趋势,地表径流显著减少;通过建立的Visual MODFLOW模型,对基准情景（基准期平均降水量条件）和3种气候情景（SSP126、SSP245、SSP585）下研究区未来地下水位进行预测:基准情景和3种气候情景下研究区北部浅层地下水埋深持续增加,南部地下水埋深有所减少;3种气候情景下地下水埋深均大于基准情景下地下水位埋深．      

沙漠边缘绿洲灌区对地下水开采的约束作用

沙漠地区生态系统非常脆弱,地下水的开采应以不破坏现有的生态平衡为前提。文章以塔克拉玛干沙漠南缘桑株河流域为例,在数值模型的基础上,根据作物、植被正常生长与地下水水位埋深的关系,通过定义极限水位附加降深,探讨了绿洲灌区对地下水开采的约束作用。结果表明,若水源地运行仅以地下水可开采量为约束条件,运行20a后将引起乔达灌区与木吉灌区的水位附加降深值分别达7.5、5.6m,远大于极限水位附加降深值3.0m,从而致使作物减产、植被枯死。因此,应以现有绿洲灌区的正常生长为约束条件,制定相应的地下水开发利用方案。     

地下水水位变动对土壤盐分运移的影响规律研究

通过对室内均质土柱试验,研究了地下水埋深在80cm．60cm、40cm的情况下,土壤盐分运移的变化及规律。结果表明：地下水埋深对土壤剖面的盐分分布影响显著。不同地下水埋深土柱积盐规律相似。随着地下水埋深逐渐增大,积盐的时间依次延长。当地下水埋深达到80cm时,在试验条件下以毛管水形式上升的地下水已经无法快速到达土柱表面,在该地下水埋深条件下土壤积盐强度不大。灌水后,土壤表层盐分随水分向下运动。     

塔里木盆地土壤盐分变化特征分析

在潜水蒸发剧烈地区,土壤含盐量与地下水矿化度和埋深直接相关,确定三者间关系是合理排水系统设计和地下水管理的基础.根据塔里木盆地实测土壤含盐量及主要组分含量、地下水埋深和矿化度资料,分析了土壤含盐量主要组分变化特征,建立了0—30,0—60和0—100cm不同土层土壤含盐量与地下水埋深和矿化度三者间函数关系.研究结果显示在旱区土壤积盐与地下水矿化度和埋深存在显著相关关系,并建立三者间经验关系,为根据作物耐盐度确定地下水临界深度和地下水管理提供指导.     

基于混沌理论的地下水埋深序列分析

松嫩平原是中国重要的商品粮生产基地,水资源贫乏是制约其发展的重要原因。由于其供水源主要是地下水资源,加强地下水的利用规划显得十分迫切。对于复杂的非线性地下水系统,应用混沌理论,从地下水埋深的时间序列出发,通过计算延迟时间和嵌入维数进行相空间重构,然后应用饱和关联维数法和Poincare截面法进行分析,发现松嫩平原地下水埋深序列存在明显的混沌特征。     

气候层次理论及其应用(Ⅱ)——气候突变

本文首先用超熵产生作为判据,讨论了北半球气温的突变情况。其结果,与记录相符.而后,在气候层次理论和非线性动力理论的基础上,我们提出了气候突变的三种机制;跃迁突变、“贯穿”突变和转换突变。     

季节性冻土区黏土冻结深度预测

合理确定冻结深度是季节性冻土区防冻设计的关键,为研究季节性冻土区黏土的冻结深度,统计了中国部分季节性冻土地区气温,获得了这些地区的气温特征,以此确定了室内试验的温度边界条件,开展了10％、20％、30％3种不同质量含水量的单向冻融循环试验.研究结果表明,10％、20％、30％3个试样的最大冻结深度分别为28、15、12cm;鲁基扬诺夫公式预测值较Stephan公式、《建筑地基基础设计规范》公式、《冻土地区建筑地基基础设计规范》与《冻土工程地质勘察规范》公式的预测值更准确;利用未冻水体积含水率修正了《冻土地区建筑地基基础设计规范》的冻结深度计算值,其误差在6％之内,因而建议在季节性冻土区的黏土地区用该修正公式计算设计冻结深度.     

华北地区全新世气候时空变化特征研究述评

基于全新世气候变化研究在全球变化将古论今和以今推古中的纽带作用和华北地区的区域敏感性,华北地区全新世气候变化吸引了众多学者的关注.就华北地区全新世气候变化研究而言,还存在一系列需要解决的问题,如气候时空变化规律性问题等.作者对七个有代表性的研究成果进行了综合评述.结果认为:总体上整个地区气候变化趋势相吻合,但大区域范围内气候变化穿时性在华北地区也有体现,这可能与我国季风气候有关.华北地区全新世气候变化大体可以分为三个时期八个阶段,这种气候变化不稳定性机制尚待进一步研究.     

机器学习模型在地下水埋深模拟中的适应性分析

基于京津冀气象、社会资料及地下水埋深数据,构建支持向量机(SVM)、循环神经网络(RNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)模型对京津冀地区13个城市地下水埋深进行了模拟,并以确定系数、均方根误差、平均绝对百分比误差、纳什系数对3个模型的适应性进行了评价。结果表明:LSTM模型模拟效果最好,其次是RNN,SVM最差;不同城市基于LSTM模型进行地下水埋深模拟时参数调整最少,适应性最好,SVM模型参数调整最多。将3个模型应用于随机选择的6个测站进行验证,在华北地区浅层地下水埋深模拟方面,LSTM模型模拟精度和可信度最好,适应性最强,是该地区地下水埋深模拟的首选机器学习模型。     

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。     

地下水渗流对单U形地埋管埋深的影响

为解决因埋深过大而引起的竖直地埋管换热器换热效果不佳的问题,根据黄土高原地区的地质条件,建立轴向岩土分层的单U形地埋管换热器数值模型.通过数值模拟,分别研究了改变含水层厚度、地下水渗流速度和地下水位线高度对地埋管换热性能的影响,并提出了以典型含水层厚度来确定地埋管最佳埋深的方法.结果 表明:当实际含水层的厚度不超过典型含水层厚度时,地埋管最佳埋深的位置为实际含水层底部;反之,地埋管最佳埋深的位置为典型含水层底部;随着渗流速度的减小,典型含水层厚度先增大后趋于不变,在渗流速度为1×10-6 m/s时达到最大值30 m;地下水位线的提高对典型含水层厚度没有影响,但提高了典型含水层的位置,使得最佳埋深变小.     

华北地区分布式蓄超空间动态组合TOKASIDE-D模型研究

为探究我国华北地区由于下垫面和降水时空分布不均匀产生的地下水超采严重和产流机制混合多变(蓄满与超渗产流随着时间和空间发生交替主导)等问题的解决办法,在基于物理基础的分布式模型TOKASIDE的基础上,通过降雨和土壤含水量之间的判定关系,动态识别蓄满产流和超渗产流网格,构建分布式蓄超空间动态组合模型(TOKASIDE-D),并选择华北地区的北辛店流域进行验证和分析。结果表明,与原模型相比,TOKASIDE-D模型在北辛店流域的洪水模拟精度有较为明显的提升,径流深误差合格率由44%提升至56%,洪峰误差合格率由44%提升至78%;TOKASIDE-D模型能够准确捕捉降雨、土壤含水量等动态因子对产流模式的控制效应。     

强风化岩石地基上梁式基础的应用与计算

强风化岩石地基相对一般地基土承载力高,压缩变形小,当强风化岩层较地下水位很高,可采用柱下梁式基础。根据梁的架越作用,要使梁底压力较均匀分必须加大梁高,提高梁的相对刚度。因强风化岩石地基有一定的压缩性,考虑沿及沿梁长方向风化程度的不均匀性采用有限压缩层地基模型,并根据梁高不同分按一般弹性地基浅梁、深梁理论,采用有限元法求得基底压力、梁的变形及内力。