黄河源区典型泥炭湿地地下水水位时空变化及流量过程

以黄河源区若尔盖盆地黑河上游的一个典型泥炭湿地小流域为研究对象,采用2018—2022年的地下水水位监测数据、气象数据和无人机航测地形数据,统计分析了泥炭湿地小流域内地下水水位时空变化,并推算了小流域沟道出口的断面水深与流量过程。结果表明：降水是泥炭湿地小流域地下水水位变化的主导因素,地下水水位与降水量变化趋势一致,且随降水与蒸散发之比的增大而上升;小流域中游地下水水位比上游波动更剧烈,且上游地下水水位均值高于中游,沟道中部泥炭湿地的蓄水能力在减退。根据水力学方法和地下水水位监测数据得到了泥炭湿地小流域的沟道断面水深-流量经验关系公式,可用于计算日流量过程线。     

基于信息熵原理的辽东超采区地下水水位时空变化演变特征

文章以辽东鞍山西郊为实例,采用信息熵原理对其超采区地下水水位时空变化演变特征进行分析与研究.研究表明:2012-2018年,鞍山西郊超采区枯水期地下水位整体上升率约为1.20m/a,丰水期地下水位整体上升率约为0.53m/a;2012-2018年间枯水期研究区范围内地下水位总体表现上升趋势,丰水期研究区有40％左右范围...     

若尔盖高原泥炭型弯曲河道崩岸过程模拟

崩岸在河床演变和河型转化中发挥重要作用,促使河岸横向移动和河道蜿蜒。2011—2016年黄河源若尔盖高原的弯曲河流野外调查表明,泥炭型弯曲河流的崩岸是河岸上部泥炭层在自重作用下发生的悬臂式崩岸。针对泥炭型河岸的悬臂式崩岸,采用BSTEM模型分析其岸坡稳定性,并模拟河岸侵蚀和崩塌过程。泥炭层的含水率是河岸稳定的关键因子,泥炭层含水率的增加,既增强河岸崩塌的驱动力,也减弱抵抗河岸崩塌的抗剪力,对河岸稳定不利。河岸二元物质组成的厚度对河岸稳定性有较大影响,其泥炭层厚度的增加,可提高河岸稳定性,但是河岸下部粉沙层厚度的增加,则会降低河岸的稳定性。     

若尔盖高原径流量变化与储水量计算

若尔盖高原的降水量微弱减少与蒸发量持续上升,使若尔盖高原径流量与储水量逐年降低,直接减少了若尔盖高原的湿地面积和对黄河上游径流量的补给。基于红原、若尔盖和玛曲站的气象数据和7个水文站的径流量数据(1981-2011年),并对数据序列进行插补与计算,获得若尔盖高原的径流量变化与气候因子的响应关系,进而计算储水量变化。计算结果表明:若尔盖高原向黄河年均补水(67. 08±14. 90)×108m3,并以0. 48×108m3/a速率持续减少。降水量每减少1 mm将导致黑河与白河的年径流量分别减少0. 02×108和0. 05×108m3。蒸发量每增加1 mm将导致黑河与白河的年径流量分别减少0. 12×108和0. 27×108m3。1981-2011年若尔盖高原的年均储水量为(59. 30±18. 69)×108m3,其年均递减速率为0. 49×108m3/a。本研究有助于认识若尔盖高原对于黄河上游水资源保障的重要性。     

郎川公路附近湿地地下水文特征研究

郎木寺至川主寺公路改建工程通过我国最大的高原湿地-若尔盖湿地.公路建设会对湿地地下水流动产生阻隔作用,为保护湿地生态环境需要掌握公路附近湿地的地下水文特征.为此,在公路两侧500 m范围内,通过打抽水井和布置观测孔的方式,收集资料和实地调查,并进行分析.通过在典型地区进行抽水试验获取公路附近湿地地下水文特征资料,这在国内尚属首次.     

华北井灌区地下水水位变化现状及应对措施建议

地下水是华北井灌区的重要水源。围绕华北井灌区地下水水位变化特征,国内学者开展了大量研究工作。在查阅相关研究成果的基础上,归纳分析了华北井灌区地下水水位时空变化规律及降水、农田灌溉对其产生的影响。针对华北井灌区地下水利用现状中存在的问题,提出了遏制地下水水位持续下降的对策和建议,包括充分利用汛期降雨回补地下水、合理确定作物种植强度和种植结构、因地制宜选择节水灌溉模式、建立地下水自动监测网络系统,为最严格水资源管理制度的实施提供技术支撑。     

张掖甘州区地下水水位变化分析

根据近30年的地下水监测资料,对甘州区平原区地下水水位变化情况进行了分析,并提出地下水环境保护措施和对策。     

若尔盖盆地地貌特征及其与泥炭地的关系

根据野外调查与遥感解译,结合前人研究成果,论述了若尔盖高原盆地3个Ⅱ级地貌区、4个Ⅲ级区、15个地貌形态组合类型和特征,并对泥炭地的3个成矿带、4个泥炭成矿类及所属12个成矿型进行了简要介绍。通过研究发现,泥炭地的产出均与负向地貌部位有关,地貌作用与泥炭地形成、演变、赋存与分布关系密切。这对研究区泥炭成矿规律的正确认识以及资源远景评价有着重要的意义。     

南通地区地下水循环与水化学时空变化规律研究

过去数十年来,江苏南通地区地下水水化学特征发生了较大的变化。为探明其水化学演化及时空变化规律,对南通地区地下水开展了野外调查取样及水化学测试分析,并利用Surfer8.0软件绘制出研究区域内浅层和深层地下水TDS、Cl-等值线图。研究结果表明,该区的浅层地下水含水层和深层地下水含水层属于不同的地下水循环系统。水化学显示2001~2007年间地下水咸化程度达到最高峰,全区咸化情况普遍严重;在空间上,总体浅层地下水由中西部内陆向东部沿海逐渐由淡水变为微咸水、咸水,西北部远海地区和中部南通地区地下水水质较好,咸化较严重的区域主要集中在东部沿海尤其是东南角沿海和海晏镇一带。     

不同降水情景下天津市地下水位的时空变化特征

为了定量模拟和评价不同降雨情景下天津市不同含水层地下水位时空变化情况,通过对天津市水文地质条件的分析和已获取的资料建立地下水系统的三维数值模拟模型,并利用已知的地下水位动态数据对模型进行拟合与检验,确定模型的可靠性。然后利用模型对常态条件下(地下水开采量维持不变,50%频率下的降水量)和极端气候条件下(地下水开采量维持不变,95%频率下的降水量)天津市地下水位的时空变化特征进行预测和评价,分析不同含水层地下水位对两种情景的动态响应机制。结果表明:两种方案下10 a后的地下水流场特征较为相近,地下水流向也基本一致,地下水位均有所下降,在开采量不变情况下,降水量的减少对承压含水层的影响较为有限。     

1960-2016年陕西省极端气温的时空变化研究

针对陕西省近年来极端气温事件发生频率增加这一现象,选用1960-2016年陕西省34个气象站年逐日气温资料,运用线性倾向法、M-K突变检验法、小波分析法研究陕西省极端气温事件的时空变化规律。结果表明:时间上对极端气温指数的全省均值和分区均值的突变分析可知,极端气温冷指数频率减少且数值呈现下降趋势,极端气温暖指数频率增加且数值呈现上升趋势;其中关中地区的指数突变的权重对于陕西省整体的贡献最大。陕西省各季度平均气温均以11 a、16 a、29 a为周期,29 a为主周期(冬季以9 a为主周期除外),极端气温暖指数中热夜日数、暖昼日数和暖夜日数均存在5 a或6 a的主周期,极端气温冷指数中冰冻日数、冷昼日数和冷夜日数均存在27 a的主周期,且在陕北、关中、陕南三个分区,极端气温冷暖频率的变化周期一致;空间上陕西省1960-2016年气温异常的空间型表现主要为总体一致性,极端气温暖指数普遍呈上升趋势且主要集中于关中与陕南地区;极端气温冷指数变化普遍呈下降趋势且主要集中于关中与陕北地区;陕西省各分区极端气温指数变化对全球气候变暖有较好的响应。     

石川河地下水库建库条件分析及地下水位动态预测

通过分析富平县石川河河谷阶地区的自然地理、气象、水文、地质等条件以及地下水资源开发利用情况,建立了水文地质结构三维模型,论证了建立石川河地下水库的可行性,初步计算了地下水库库容约为4.95亿m~3。利用Visual MODFLOW软件建立了地下水库库区的地下水数值模型,预测了不同降水和开采条件下,进行人工回灌0.52亿m~3/a、10年后地下水库库区的地下水位变化情况。结果表明,库区内的地下水位将大范围的抬升,大部分地区与1959年的水位相近,可基本满足当地的用水需求。     

江汉平原地下水位动态变化特征分析

通过辨识江汉平原含水系统的水文地质结构,深入分析了地下水位动态变化特征及其影响因素,进而揭示了研究区地下水时空演变规律。结合地下水流系统分区分析了研究区的降雨-径流关系和地下水动态类型。同时,运用数理统计方法分析了累计水位升幅和累计降雨量之间的关系。结果表明:研究区内地表水除丰水期补给地下水外,其余时段地下水补给地表水;研究区不同含水层地下水位关系总体为深层孔隙承压水位中层孔隙承压水位浅层孔隙潜水位;研究区地下水对降雨入渗产生的滞后效应表现为低水位期滞后5~7 d,高水位期滞后1~2 d。研究结果对该地区地下水资源的评价管理具有现实意义。     

基于球状模型参数的地下水水位空间变异特性及其演化规律分析

根据宁夏青铜峡灌区169眼观测井的20世纪90年代逐月地下水埋深观测资料,应用地质统计学方法,结合GIS技术,研究了灌区地下水水位的空间变异特性在年际和年内的演变规律.地下水埋深样本呈对数正态分布,利用球状模型拟合变异函数,通过研究球状模型参数中短轴变程与长轴变程的比值,发现样本存在不同程度的几何各向异性,但逐年趋于各向同性;各向异性程度的年内变化与灌溉过程有关,地下水埋深越浅,其各向异性程度越强.球状模型参数中的块金值与基台值的比值反映地下水埋深样本具有中等的空间相关性,其大小与灌溉活动关系密切,地下水埋深越浅,空间相关性越大,反之亦然.克里金插值结果表明,灌区地下水埋深总体上逐年增加,在年内变化上,顺着地下水自南向北的流向,地下水位随灌溉呈周期性涨落变化.     

1957-2017年泾河流域降雨量及降雨侵蚀力时空变化分析

泾河流域受土壤侵蚀的影响,水土流失较为严重,为对流域水土流失风险评估和防治等提供参考依据,根据1957-2017年泾河流域5个气象站点的日降水资料,运用ArcGIS空间插值、小波分析、R/S分析等方法,分析了该时段降雨量及降雨侵蚀力时空变化规律。结果表明:泾河流域及各气象站点的降雨量与降雨侵蚀力均呈显著正相关关系;泾河流域降雨量与降雨侵蚀力年内分布不均,主要集中在夏季,分别占全年的67.80%和52.86%;泾河流域年均降雨量和降雨侵蚀力分别为496.83 mm和1 481.24 (MJ·mm)/(hm~2·h),年际总体呈波动上升趋势且未来降雨侵蚀力将延续增加趋势,两者均在1996和2009年出现突变点且第一主周期分别为27和17 a;泾河流域降雨量和降雨侵蚀力在空间上均呈从西北到东南递增的趋势。     

1990—2011年若尔盖高原土地覆盖变化

以1990—2011年的Landsat TM遥感影像为数据源,利用ENVI的面向对象法和Google Earth提取地物信息及自然水系与人工沟渠的分布格局,结合1967—2012年降水量和气温数据,分析气候变化对土地覆盖的趋势性影响。结果表明:2011年建设用地和荒漠的面积分别是1990年的5.84倍和1.35倍,林地面积主要受人口增长和伐木等人类活动影响以0.66 km²/a的速率不断减少,水面面积受水文周期和降水量影响呈现波动性变化,草地面积增加,植被覆盖度先减后增,泥炭沼泽湿地面积由于气候变暖、人工开渠和自然水系溯源下切的叠加作用影响以78.62 km²/a的速率快速萎缩;若尔盖高原人工沟渠控制的泥炭沼泽有完全由人工沟渠排水和自然水系与人工沟渠共同排水两种输水模式;持续的人工沟渠排水活动显著影响着泥炭沼泽的蓄水量,制约着泥炭沼泽的维持并加速泥炭沼泽脱水萎缩。     

黄河流域降雨-径流关系时空演变研究

由于气候变化和人类活动的影响,黄河流域的降雨-径流关系发生了显著性变化,严重影响流域水资源的规划和管理。为了揭示黄河流域降雨-径流关系的变化特征、趋势及主要驱动因素,研究采用Mann-Kendall检验、双累积曲线法、Copula函数、累积量斜率变化率法分析1960-2010年黄河流域的径流系数时空变化规律、7个主要区间降雨-径流关系的突变年份、降雨径流组合概率变化,以及气候变化和人类活动对降雨-径流关系变化的贡献率。结果表明:黄河全流域降雨-径流关系有明显的趋势性变化,其中除黄河源区的径流系数没有明显变化及少数地区的径流系数有增大的趋势外,绝大部分地区的径流系数有明显减小的趋势;黄河流域7个主要区间,即唐乃亥以上、唐乃亥—兰州、兰州—头道拐、头道拐—龙门、龙门—三门峡、三门峡—花园口及花园口—利津的降雨-径流关系突变年份依次为1989、1984、1997、1979、1992、1987和1970年,年份差异主要受到人类活动时间的影响,流域内大规模水土保持措施开展的年份、水利工程的兴建时间都是造成降雨-径流关系发生转折的重要因素;黄河流域主要区间降雨-径流关系发生转折后,同等降雨条件下其产流能力降低;人类活动是降雨-径流关系变化的主要驱动因素,贡献率均在50%以上,且越往下游,影响越大。