基于经验正交函数法的趵突泉泉域地下水位动态分析

采用趵突泉泉域2006～2008年28个岩溶水位长测点的监测数据,通过相关性分析、经验正交函数分析法对地下水位动态的空间变化特征进行分析。结果表明:(1)趵突泉水位与其他长测点水位呈现显著和中度相关性,趵突泉泉域含水层整体连通性较好,岩溶发育规律较为一致;(2)研究区岩溶发育程度中部弱,两侧逐渐增强,且东部区域小于西部区域;(3)受地形对地下水位动态的影响,趵突泉泉域地下水位动态具有高度的一致性。刘长山-郎茂山-万灵山一线两侧地下水位动态呈相反的变化趋势,主要是由于岩溶弱发育带的影响。     

柳林泉域降水补给的时滞研究

柳林泉位于山西省柳林县东川河河谷,是中国北方最大的岩溶泉之一.1984年-2005年间的平均流量为3.29 m3·s-1.流域内的大气降水是泉水的主要补给来源.文章根据柳林泉域水文地质条件的灰色系统特征,通过对泉域降水补给的时滞问题研究,提出了带有时滞的灰色关联分析模型.在此基础上,运用该模型对泉域不同地区的降水量与泉水流量进行了时滞分析.结果表明,柳林泉域不同区域的降水对柳林泉域的补给时滞存在差异.离石、中阳和方山的降水时滞分别为3 a、4 a和6 a.     

全球气候变暖和人类活动对地下水温度的影响

以吉林中部平原区为例,通过对123眼地下水观测井水温多年观测数据的整理分析,论述了孔隙潜水、孔隙承压水和白垩系孔隙裂隙承压水温度的多年变化特征.采用灰色关联度分析法分析了影响地下水温度变化的主要因素,计算了各含水层地下水温度与地下水埋深、气温、降水量之间的关联度.研究结果表明,从20世纪80年代初到2001年的20 a间,3个含水层的地下水温均呈上升趋势.各含水层水温上升的主要因素不同,孔隙潜水和孔隙承压水温度上升变化的主要原因是全球气候变暖;白垩系孔隙裂隙承压水温度上升则主要是由该含水层被强烈开采、水位大幅下降、上部潜水补给作用加剧所致.     

全球气候变暖和人类活动对地下水温度的影响

以吉林中部平原区为例,通过对123眼地下水观测井水温多年观测数据的整理分析,论述了孔隙潜水、孔隙承压水和白垩系孔隙裂隙承压水温度的多年变化特征.采用灰色父联度分析法分析了影响地下水温度变化的主要因素,计算了各含水层地下水温度与地下水埋深、气温、降水量之间的关联度.研究结果表明,从20世纪80年代初到2001年的20 a间,3个含水层的地下水温均呈上升趋势.各含水层水温上升的主要因素不同,孔隙潜水和孔隙承压水温度上升变化的主要原因是全球气候变暖;白垩系孔隙裂隙承压水温度上升则主要是由该含水层被强烈开采、水位大幅下降、上部潜水补给作用加剧所致.     

综合物探在水文地质调查中的应用及适用性分析

综合物探采用激电测深、高密度电法和大地电磁测深、钻孔中布置电阻率测井,主要目的为确定隐伏断裂、覆盖层厚度、岩溶水水位埋深、探查岩溶发育程度、不同地段岩溶含水层的富水性差异,指导勘探钻孔的合理布置,提高岩溶水开发成功率.通过几种方法相互实地验证,分析总结了区内不同岩性覆盖区适用的物探找水方法.     

黑河上游天涝池流域生长季地下水动态

选择祁连山中部黑河上游天涝池流域为研究区,于2015年生长季(5-10月),利用HOBO U20-001-04自计式水位计对流域出口地下水位进行观测,结合气象数据,分析流域地下水动态.结果表明:距河道由近及远,地下水埋深逐渐增加;从平均状况看,5-6月中旬,地下水位缓慢抬升,6月中旬-7月水位抬升最为明显,7月初达到最大值;7月中下旬-8月,地下水位波动,9月以后处于稳定状态;5-10月整个雨季的总降水量为299.95 mm,水位变幅为1.374 m.地下水位埋深5-6月中旬受降水和气温共同影响,气温占主导作用,6月中旬-9月主要受降水量的制约.降水对地下水的补给具有滞后和累加效应.     

近60年天津海岸带地区降水与气温的演变规律

天津海岸带地区生态环境较为脆弱,水资源短缺日益严重,其中春旱问题突出.因此,探讨该区年和春季降水量与气温的长期演变规律具有重要意义.基于1961—2018年降水与气温数据,根据气象行标当候(5 d)划分春季(10～22℃),利用线性趋势、小波分析和小波相干性分析该区降水量与气温的长期演变规律.结果表明:①年降水量总体呈下降趋势,降水倾向率为-10.9 mm/(10 a),而春季降水量总体上无显著变化趋势;年和春季平均气温均呈上升趋势,表明该区气候总体上呈"暖干化"趋势.②年降水量时间波动主周期为23 a,比气温和春季降水量主周期(27 a)缩短4 a;降水与气温的不同步可能导致气温高的年份春季降水少,加剧了春旱问题.③年降水量与平均气温在1995年前为负相关,3～5 a周期区间内春季降水量比气温在1985—1995年和2005—2010年落后1 a左右,年和春季降水与气温在全年和春季尺度上均为非线性的耦合关系.④春季植物生长关键期(3—4月份)降水量无显著变化,但气温却升高,这可能影响植物生长对水分潜在的需求,进而降低作物产量.     

悬挂式止水帷幕基坑降水引起坑外地面沉降计算方法

悬挂式止水帷幕的挡水效应能够减轻基坑降水对周边环境的影响,但帷幕插入深度与坑外地面沉降之间的定量关系尚不明确.本文基于有效应力原理,并根据渗流场和应力场的部分耦合关系,考虑地下水位下降引起的土体孔隙比和压缩指数变化,通过止水帷幕插入深度与水位降深的关系提出了不同止水帷幕插入深度下潜水含水层中基坑降水引起坑外地面沉降的计算方法.结合室内渗流模型箱试验对所提方法进行验证,结果表明地面沉降的试验监测结果与计算结果基本一致,从而为准确预测地面沉降和设计合理的止水帷幕插入深度提供了重要参考.     

基坑降水效应的室内试验研究

为了研究墙井作用下基坑降水引起的水位变化,采用相似材料模拟弱透水层,并通过改变止水帷幕插入承压含水层深度与抽水井过滤段长度分析基坑降水引起的水位变化。研究结果表明:在基坑降水过程中,抽水井过滤段长度和止水帷幕插入承压含水层的深度都会影响到含水层的水位变化;坑内外观测井的水头差(Δh)随着止水帷幕插入含水层深度的增大而增大;抽水井过滤段长度与含水层厚度之比(l′)约为33%时,止水帷幕插入深度与含水层厚度之比(d′)大于73.0%,止水帷幕的挡水效果较好;Δh随着l′的增加而减小,当d′约为50%时,为发挥止水帷幕的挡水效果,Δl应小于63.0%。     

浅谈云南高原地区岩溶裂隙水的基本特征

云南高原岩溶裂隙水的富水性是好的,但由于高原面边缘深切斜坡和河谷的存在,使得岩溶含水层的富水性呈现出极不均匀,其主要体现了同一岩溶含水层在同一标高范围内,或者同一地段,甚至相距几米,富水性可相差数十倍至数百倍.在汇水-径流型岩溶断陷盆地内,岩溶的发育呈现出向深部逐渐减弱的规律;岩溶水在水力联系上也具有明显的各向异性,最特殊的是部分地区的水位不受疏干影响,成为没有水力联系的“孤岛状”或“带状”独立水文体系.岩溶水在水平和垂直方向上的富水性以及水力联系上变化相对都较大.整体上云南高原岩溶水主要以岩溶断陷盆地为主;降水是地下水量的最大影响因素,其影响程度远远大于岩性的不同;地下水的物理性质良好水质简单;云南高原岩溶水在河谷地区有较明显的垂直分带,开发利用时,应掌握其垂直方向的分带规律性.     

栖霞中桥地区岩溶塌陷时空分布规律及成因分析

岩溶塌陷是岩溶地区一种特有的地质灾害,在时间上具有突发性,空间上具有隐蔽性.栖霞中桥地区位于山东省胶东半岛中北部,区内分布岩溶地层,岩溶发育较为强烈,近年来随着周边人类工程活动强度增大,加之一些自然因素影响,先后发生多次岩溶塌陷,给区内人民群众生产和生活带来了较大影响.以栖霞中桥地区作为研究区,通过收集资料、实地勘查、地球物理勘探、钻探、抽水试验、水位监测等工作方法取得本区岩溶塌陷、地层、降水、水位等翔实资料,研究分析了本区岩溶塌陷的时空分布规律:时间上主要发生于枯水期与丰枯交替时期,空间上多发生于覆盖型岩溶区岩溶水径流通道的两翼且地下水水力坡度急剧变化地段,均为断裂构造上盘区,第四系厚度多小于25 m,为黏性土与砂土互层的多层结构,与基岩面接触的岩性为粉质黏土及碎石土.在此基础上,分析了该区地下水位、降水变化对岩溶塌陷的影响机理:塌陷发生期间,区内地下水水位呈持续下降、骤然上升或上下起伏变化,已形成的土洞负压与高压相互交替,对土洞顶板产生吸力与压力,剪应力快速降低,岩溶地层上覆土体无法承受自身重力条件下引发岩溶塌陷,是潜蚀、真空、气爆及重力作用相互作用的结果,以潜蚀、真空效应为主.为栖霞市各级政府及相关主管部门开展岩溶塌陷地质灾害防治、地区规划建设等提供地质科学依据,为胶东半岛岩溶塌陷后续相关分析研究工作提供翔实的理论基础.     

氘过量参数及其水文地质学意义--以四川九寨沟和冶勒水文地质研究为例

根据四川九寨沟和冶勒地区各种水体的同位素资料,讨论了反映大气降水蒸发、凝结过程的不平衡程度的氘过量参数(d=δD-8δ18O)在降水和地下水中的主要变化特点及影响因素,对比了岩溶水和非岩溶水中氘过量参数d值的变化情况以及与水体氚含量变化的相关规律性.指出氘过量参数d值,是研究水/岩作用、地下水动力学和地表径流动态组成的一个十分重要的参数指标,具有极为重要的水文地质学意义.     

后寨河流域岩溶含水层脆弱性及其对土地利用方式的响应

岩溶含水层由于其本质脆弱性,对土地利用变化极其敏感,土地利用/覆被变化在很大程度上影响着地下水的水质和水量.以典型岩溶单元—贵州普定后寨河流域为例,分析了流域水文地质背景下的岩溶含水层本质脆弱性,结合流域地下河水近20年的水化学资料,分析了含水层脆弱性对土地利用变化的响应.结果显示:土地利用/覆被变化、农业活动、城镇建设及居民活动都对地下水质变化有明显影响.因此,调整土地利用结构,恢复岩溶植被,改善生态环境是保护和改善岩溶水资源的重要途径.     

中国西南地区岩溶水资源的特点及可持续利用对策

岩溶水资源是西南岩溶地区社会经济发展的一个最为重要的支撑点．西南岩溶地区降水丰富，岩溶水资源总量大，但由于强烈的岩溶作用和岩溶植被的破坏，西南岩溶地区成为我国严重缺水的地区之一，水资源问题成为制约该地区经济发展的关键因素．充分认识西南岩溶地区水资源的赋存特点和时空演变规律，认清目前岩溶水资源开发利用中存在的问题及原因，有利于今后西南岩溶地区水资源的合理开发和保护，对实现西南岩溶地区脱贫和社会经济的可持续发展具有重要意义．从地质背景和人类活动胁迫两方面分析了岩溶含水层的特点以及目前西南岩溶地区水资源开发利用中存在的突出问题，提出了西南岩溶区水资源的可持续利用的对策．     

七元煤矿矿区水文地质条件

七元煤矿含水层为：孔隙含水层、裂隙含水层、裂隙岩溶含水层;隔水层为：15号煤至奥灰间压盖隔水层组、K8～K12间隔水层组。     

利用矿区灰岩疏(放)水资料计算降水入渗系数

本文主要介绍利用矿区内多矿井联合疏(放)岩溶地下水时系统的水动态观测资料,结合区域水文地质条件的分析研究,采用地下水补、排(疏)均衡原理,确定淮南矿区岩溶含水层(组)降水补给量的重要水文地质参数——降水入渗系数(α)。     

五道沟试验场降雨径流中的氢氧稳定同位素特征分析

在淮北平原区五道沟水文水资源试验场,对降雨径流中的氢氧稳定同位素组成变化的特点及控制平原区河道径流组分划分的一些流域水文因素进行了同位素示踪实验研究.结果表明,实验期间降雨中的δ(18O)(-0.918%～-0.518%)及δ(2H)(-5.064%～-2.310%)的变幅较大,并随雨强的降低而增大;1,3,6号测井地下水的δ(18O)(或δ(2H))主要与补给区水源及降雨的δ(18O)(或δ(2H))有关,其对降雨入渗补给的响应较慢,有明显的滞后效应;IR自记井及S4抽水井由于受抽水灌溉等人类活动的持续影响,δ(18O)(或δ(2H))明显偏负,表明有来自深部潜水的补给.此外,流域出口断面河水的δ(18O)(或δ(2H))受平原型流域较强均化作用的影响,其变幅远远小于降雨的δ(18O)(或δ(2H))变幅,在使用同位素方法划分河道径流组分时,需要考虑降雨到形成河道径流的传输时间.     

基于Modflow和ARIMA 模型的峰峰矿区岩溶地下水模拟及预测

为科学有效地了解峰峰矿区岩溶地下水的均衡状态和用水规划实施后未来(2018～2025年)地下水动态变化,通过构建地下水流数值模型(visual modflow模拟程序)和ARIMA降水量预测模型(R语言软件),对研究区岩溶地下水资源量和水位动态变化进行模拟和预测。结果表明,现状开采条件下,峰峰矿区岩溶地下水多年平均补给量为8 726. 62万m~3/a,排泄量为8 937. 96万m~3/a,均衡差为-211. 34万m~3/a,处于负均衡状态。随着矿区用水规划的实施和用水结构的调整,预测2018～2025年岩溶地下水位将呈小幅度波动上升趋势,降落漏斗范围明显缩小。研究成果可为峰峰矿区地下水资源的合理开发利用提供依据和参考。     

快速城市化条件下地下水开发的环境效应研究

赋存于寒武系和奥陶系灰岩中的岩溶水是徐州市的主要供水水源.1978年以来,随着经济的发展和快速城市化,市区岩溶地下水开采量逐年增加;而且城市西北郊煤矿的开采疏排水活动也导致大量的地下水流失.上述两种作用导致徐州市岩溶地下水位的持续下降,降落漏斗面积逐年增加,增强了地下水系统的脆弱性,诱发了诸如局部水资源枯竭、水质恶化、地下水污染和岩溶塌陷等一系列环境问题.这些环境问题具有系统性和连锁性的特征,已严重影响了城市的发展质量,增加了城市供水的风险.根据各个环境要素演化关系,本文建立了城市化条件下地下水开发的环境效应概念模型,并提出了岩溶地下水保护的措施建议.