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[期刊] 地理科学进展
[作者]
王中根 朱新军 李尉 罗燏辀 张明华
近10年来海河流域地下水超采严重,急需加强流域地表水与地下水统一管理。地表水与地下水的耦合模拟研究是实现流域地表与地下水资源综合管理的重要支撑。本文探讨了当前3种不同的地表水与地下水耦合方式,基于现有数据条件和应用管理的需求,提出了将成熟的流域地表水SWAT与地下水MODFLOW模型进行松散耦合的技术框架,并构建了海河流域地表水与地下水耦合模型。在流域地表空间上,根据流域特性和管理需求,划分了283个子流域和2100个水文响应单元(HRU);在平原区地下空间上,基于15个大的岩性分区剖分出若干个4 km×4 km网格。通过GIS平台,建立流域地表水与地下水计算单元的转换关系。并利用1995-2004年水文气象数据进行验证分析,取得较好模拟精度。该耦合模型不仅能够支撑流域现状管理,而且可用于气候变化与南水北调工程对流域水资源影响评估分析。
关键词：
地表水 地下水 耦合模拟 海河流域
[期刊] 地理科学进展
[作者]
王蕊 王中根 夏军
地表水和地下水的转换及其过程耦合模拟,是水资源开发利用和科学评价的基础。本文归纳了国内外16种地表水和地下水耦合模型,并根据耦合模型的特点和耦合方式,划分了三类耦合类型,即:紧密耦合型、半松散耦合型和松散耦合型。对其中比较典型的"四水"转化模型、SWATMOD、MIKE-SHE、MODBRANCH模型进行了对比分析,剖析了不同耦合模型的优缺点,为地表水和地下水耦合模拟研究提供了很好参考。
关键词：
地表水 地下水 耦合模拟 研究进展
[期刊] 自然资源学报
[作者]
孙栋元 赵成义 魏恒 彭冬梅 张争强
地下水数值模拟是地下水在多孔介质中分布过程机理的模拟,以流域水量均衡为基础,应用ArcView GIS与FEFLOW专业地下水模拟软件,根据研究区水文地质勘探资料、抽水试验及地下水水位长期观测资料,建立了内陆河流域二维地下水运动模拟模型。采用Kringing、Aki-ma插值方法和Galerkin有限元三角形网格剖分技术,求解模型,模拟了台兰河流域地下水运动特征。从模拟结果可以看出,所建立的水文地质概念模型和数学模型是正确的,选取的水文地质参数和计算的源汇项基本合理,模拟结果与实测数值比较吻合,符合台兰河流域地下水的实际情况,能够进行该区域地下水的动态预报,可为研究区水资源的合理开发提供科学依...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
孙栋元 伊力哈木 冯省利 赵成义
地表水-地下水联合调度是解决干旱内陆河流域水资源短缺的一个有效途径,对干旱区水资源优化配置具有重要意义。以地表水地下水联合调度内涵为基础,分析了干旱内陆河地表水-地下水联合调度模式的国内外研究现状,对地表水地下水联合调度的研究方法进行了评价并指出存在的不足之处,展望了地表水与地下水联合调度的研究趋势。指出在未来地表水-地下水联合调度中应加强与气象学、生态学等多学科交叉研究。探讨内陆河水资源高效利用模式和基于生态健康和环境发展的内陆河环境需水定值方法与阈值。开发内陆河地表水地下水联合调度信息系统和管理模式。指出综合水循环组成部分的集成模型是地表水-地下水联合调度模型发展的必然趋势。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
孙青言 陆垂裕 郭辉 严聆嘉 张博
大型山丘平原交错区复杂的自然地理和人类活动特征增加了水文循环研究和水资源评价、管理的难度,地表水地下水耦合模型作为流域/区域水文循环模拟的重要工具,为解决这类大型区域诸多水文水资源问题提供了便利。针对目前地表水地下水耦合模型难以兼顾精度和效率的问题,论文提出了一种新型半松散耦合机制,将三维有限差分地下水流数值模型嵌入半分布式水文模型MODCYCLE,摒弃了目前流行的水文响应单元(HRU)与地下水网格单元空间和信息转换方式,通过建立子流域—网格单元的空间关联和地表水文—地下水流之间的实时信息交互,实现大型山丘平原交错区的地表水地下水耦合模拟。在三江平原构建了模型并开展应用研究。校验评估显示,模型达到了良好的模拟效果,具备了水文循环现状模拟和预测未来的能力。最后,利用该模型输出分析了三江平原2002—2014年的地表水地下水转化关系。结果表明,降水量和农业灌溉量的增加导致全区域土壤水蓄量年均增加6.51亿m3,但却使地表水和地下水储量分别减少0.99亿m3/a和3.03亿m3/a,降水量的增加并没有通过产流和入渗补给改善因用水急剧增加引起的地表水、地下水衰减的趋势;不同分区的降水入渗补给系数和基流指数差异显著,是多种自然和人为因素综合作用的结果。相关成果可为类似地区水文循环研究和水资源评价工作提供参考。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
李彦彬 徐建新 黄强
灌区水资源的优化调配对于提高农业水资源的利用效率和灌区的经济效益具有重要的意义。为了对灌区水资源进行优化调配,实现灌区水资源的可持续利用。利用大系统分解协调、线性规划、动态规划等方法建立灌区地表水和地下水联合调度模型,该模型具有减化系统复杂性,减少计算工作量的特点。模型在彭楼灌区水资源优化配置中进行应用,对灌区地表水和地下水进行联合调度,制定了区域配水方案,所得结果合理。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
党丽娟 徐勇 徐学选
以"退耕还林"为主体的黄土丘陵区生态环境建设在过去10年来取得了显著成效。为揭示"退耕还林"政策实施以来黄土丘陵区的降水与地表水和地下水的关系,本文以延安康沟流域为例,根据1997-2006年延安站的逐日气象数据和康沟流域地表径流、泉水、井水水位实测水文数据,以及康沟流域地形地貌和土地利用等资料,利用相关分析法分析了康沟流域的降水、地表径流及地下水的时空变化特征,探讨了降水与地表水、地下水之间的关系,揭示了地表水和地下水对降水补给响应时间的差异性。分析结果表明:地表径流量与降水量有极好的季节响应关系,地表径流呈现为峰、谷交替曲线形态,降水少的年份出现单峰值,降水多的年份具有双峰值。降水量的多少和季节分配直接影响着井水、泉水的变化,同样降水条件下,井水的变化较泉水更敏感,泉水响应降水的时间大约滞后22~30天,井水为7~10天。
[期刊] 地域研究与开发
[作者]
盖美 耿雅冬 张鑫
海河流域是我国水资源严重短缺的地区之一,由于长期不合理地开采地下水,引发了一系列生态环境问题,如地面沉降、地下水漏斗扩大、水质恶化、海水入侵等。恢复海河流域的生态环境对于区域的可持续发展意义重大,文章根据海河流域地貌单元将海河流域划分为3种类型:山前倾斜平原、中部平原和滨海平原,并确定了不同类型区地下水的生态水位。最后提出了恢复海河流域地下水生态水位的措施。
关键词：
地下水 生态水位 海河流域
[期刊] 林业科学
[作者]
刘效东 褚国伟 焦正利 张卫强 张倩媚 刘菊秀
【目的】探究森林流域地表水、地下水的水质特征及其动态变化，为区域环境变化应对及生态环境建设与管理提供参考依据。【方法】以鼎湖山国家级保护区东沟完整流域为对象，依照中国生态系统研究网络森林水环境监测规范，对鼎湖山森林流域流动地表水、浅层地下水水质开展长期定位观测。【结果】研究期间（2005—2018年），鼎湖山流域大气降水整体呈现为弱酸性（pH值为5.85±1.10）；相较于同期大气降水，森林流域流动地表水显著酸化（pH值为4.76±0.58,P<0.01），而流域下游浅层地下水则有一定程度的酸度改善。整体上，大气降水的矿化度较低，且无论干、湿季，浅层地下水矿化度均极显著高于大气降水和流动地表水（P<0.01）；对溶解氧和化学需氧量指标的长期测定结果均表明鼎湖山森林流域地表水、地下水受人为污染的程度低，水质优。通过对水体中主要离子含量的比较分析发现，流域下游浅层地下水水体阳离子Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和阴离子SO_4~(2-)、Cl-含量均极显著高于流动地表水（尤其是Ca~(2+)和K~+增幅剧烈），而NO_3~-在地下水中含量却显著低于流动地表水（P<0.05）；除浅层地下水中SO_4~(2-)含量存在干、湿季间的显著性差异（P=0.03）外，其余离子的季节间差异均未达到显著水平。【结论】严格保护下的鼎湖山森林流域地表水、地下水水质均较优，可以作为该区域水环境治理的本底参考。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
何凡能,王国
本文在分析海河流域河流季节化趋势的基础上 ,着重探讨河流断流给下游平原地区地下水及生态环境所带来的深刻影响。研究认为 :河流季节化与下游平原地区地下水之间存在着相互影响、互为因果的密切关系 ,河流季节化因地下水超采的日趋严重而愈演愈烈 ;反过来 ,愈演愈烈的河流季节化又极其深刻地影响着地下水的时空分布、补给条件及运动流场等方面 ,同时也给下游平原地区带来一系列的生态环境问题 ,如地下水降落漏斗、地面沉降、海咸水入侵、河流功能衰退、湿地生态退化和水质恶化等。
关键词：
河流季节化 地下水 生态环境 海河流域
[期刊] 资源科学
[作者]
邵景力 崔亚莉 李慈君
运用管理模型对地下水和地表水资源优化调度 ,解决包头市水资源短缺问题。首先建立双层含水层地下水流数值模拟模型 ,并求得地下水系统单位脉冲响应函数。考虑水资源与社会、经济和环境的关系 ,构建地下水 -地表水联合调度多目标管理模型。决策变量为潜水和承压水开采量、各地表水厂向各管理子区的供水量 ,主要目标为最大限度完成工业总产值、供水费用最小、最优控制地下水位和尽量满足农业灌溉用水。模型归结为求解线性目标规划问题。结果表明 ,优化总供水量为 6663 8 9× 1 0 4 m3·a- 1 ,其中地下水供水量为 1 3 5 0 6 2× 1 0 4 m3·a- 1 ;优化方案最大限度地满足规划需水量 ...
[期刊] 城市问题
[作者]
张水龙
依据地下水资源与城市的组合特征,将海河流域平原区的城市划分为山前平原、中部平原和滨海平原三种类型。选择其中的典型城市石家庄市、唐山市、衡水市、沧州市、天津市为研究对象,运用压力-状态-响应概念模型,对各个城市地下水资源的持续利用问题进行深入分析。结果表明,所选城市普遍存在地下水资源压力过大,地下水资源系统状态紊乱,自然环境对地下水系统的响应日趋成灾,人为控制措施少而不力的特点。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
娄华君,毛任钊,夏军,冯艳芳
地表水与地下水是水资源系统中的两个重要组成部分,由于水体在地表与地下介质中的运移和储存方式不同,在水资源评价中所采用的模型和计算方法各异。中国第一轮水资源评价中,仅全国地下水资源总量一项,不同部门评价计算的结果年资源总量差达1000×108m3/a[1](占全国地下水资源总量的1/8左右),这个数据相当于中国正在组织实施的南水北调工程的总调水量的一倍以上。作者认为在中国第一轮水资源评价中,地表水采用流域分区进行评价,地下水则采用水文地质单元的分区方法进行评价,是引起中国水资源总量误差问题的根本原因。由于自然界的四水转化关系十分复杂,分别采用地表水流域评价法或水文地质单元评价法,都无法避免水资源总量评价的误差问题。论文通过研究提出中国水资源三级评价分区方案,在地下水资源量评价中采用一二级按流域分区与地表水系统取得一致,三级按地下水单元分区的方法,解决中国新一轮水资源评价的误差问题。
[期刊] 资源科学
[作者]
马金珠 李相虎 黄天明 W.M.Edmunds
以地球化学和包气带氯质量平衡技术相结合,通过腾格里沙漠包气带沙芯记录和石羊河流域地下水、地表水地球化学的研究,探讨中国西北干旱区地下水补给历史及其气候特征和地下水地球化学演化规律。石羊河流域水化学在天然状态下具有水平分带性,上游地表水矿化度小于360mg l,下游达1000mg l;武威盆地洪积扇地下水主要为HCO3-SO4型水,至民勤终端湖演变为Cl-SO4型水,矿化度相应由500mg l增加为17g l左右。在腾格里沙漠的一个钻孔剖面记录了过去930年以来的补给量变化过程及其所反映的气候波动特征,氯质量平衡法计算的地区补给量平均仅为1 26mm,从剖面完整的记录可以将930aBP气候划分为...
[期刊] 资源科学
[作者]
何建华 张金 丁贞玉 马金珠
化学示踪剂是研究干旱区地下水化学演化和补给来源追踪的有效手段之一。本文以Cl-为示踪剂,通过其他离子与Cl-的相互关系对石羊河流域地下水演化特征及影响因子进行分析:Br-/Cl-、Na+/Cl-、S042-/Cl-、HCO3-/Cl-、Ca2+/Cl-、Mg2+/Cl-相互关系指示了流域中游地区地下水与地表水补给关系密切,水质较好,水化学作用以溶滤为主,蒸发也起到一定作用,下游盆地地下水矿化度较高,不完全是现代降水的补给,石膏、方解石溶解和阳离子交换作用使得地下水富镁。总体而言,石羊河流域地下水演化在多种地球化学作用下进行,在以蒸发为主导动力的条件下,水岩相互作用和阳离子交换过程促使地下水演化...
关键词：
Cl- 地下水 水化学演化 石羊河流域
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