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基于机器学习的河南省平原区原生劣质地下水分布预测
1
作者 于福荣 李蕊 +2 位作者 李志萍 吴林 刘中培 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期63-79,共17页
地下水作为全球超20亿人饮用水的重要来源,其水质安全与人类健康和生态系统密切相关。原生劣质地下水(geogenic contaminated groundwater,GCG)是由于地球演化形成的地下水组分超标现象,主要表现为砷、氟、碘含量超标。受地质构造、水... 地下水作为全球超20亿人饮用水的重要来源,其水质安全与人类健康和生态系统密切相关。原生劣质地下水(geogenic contaminated groundwater,GCG)是由于地球演化形成的地下水组分超标现象,主要表现为砷、氟、碘含量超标。受地质构造、水文地球化学和人类活动影响,原生劣质地下水分布呈现区域差异和局部突变,其成因机制和防控策略研究对保障水资源安全至关重要。本文以河南省为典型研究区,综合运用Gibbs图等方法解析研究区地下水水化学特征及主控因素,明确原生劣质地下水的分布原因;结合地方病分布数据,探究原生劣质地下水与病区的关联性,并引入机器学习模型实现原生劣质地下水空间分布的精准预测,最终基于上述研究划定地下水健康风险管控区。结果表明:研究区原生劣质地下水集中分布于豫东平原及黄河沿岸区域,且潜水原生劣质组分超标程度显著高于承压水;弱碱性还原环境是原生劣质地下水形成的关键水文地球化学条件,岩石风化溶解与强烈蒸发作用共同主导了特征离子的富集过程;原生劣质地下水分布与地方病区存在一定空间关联性;地下水中砷、氟、碘均表现出明显的空间聚集性,其中高高(HH)聚类区(即高砷、高氟、高碘地下水叠加区)与机器学习模型识别的高风险区域高度吻合。因此,在濮阳市、新乡市、周口市、开封市及商丘市等重点区域科学划定健康风险保护区,对保障当地居民用水安全具有重要现实意义。 展开更多
关键词 砷氟碘 地下水化学 健康风险 地方病 河南省
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地震水文地质学:基于灾害视角的“水岩相互作用”
2
作者 史浙明 王广才 +1 位作者 晏锐 齐之钰 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期80-94,共15页
地震水文地质学是研究地震与地下水相互作用的一门学科,与传统水文地质研究不同,其主要关注因地震等地壳运动产生的含水介质变形而导致的地下水文过程演化。本文从地壳变形与地下水动态、地震地下水前兆异常、地震引起的同震及震后响应... 地震水文地质学是研究地震与地下水相互作用的一门学科,与传统水文地质研究不同,其主要关注因地震等地壳运动产生的含水介质变形而导致的地下水文过程演化。本文从地壳变形与地下水动态、地震地下水前兆异常、地震引起的同震及震后响应以及地震导致的水文地质参数变化等方面进行综述,重点介绍了近二十年以来的进展。线孔弹性理论的发展为定量刻画地震等地壳运动与地下水动态的关系提供了理论基础。地下流体前兆异常在近年来的地震预测实践中起到了较好的参考作用,其中地下水地球化学指标监测及大规模地球化学观测网络的建设是一大亮点。与此同时,建立地下水物理与化学动态的前兆异常耦合机理模型以及发展机器学习等新兴的前兆信号提取方法是未来需要重点突破的方向。地震引起的含水层介质渗透性的改变及其导致的水量交换和水化学的动态变化是解释同震及震后地下水响应的主要机理,基于地下水对潮汐、气压等周期性信号响应的含水层参数识别为连续获取水文地质参数提供了新途径,然而现有潮汐和气压响应的解析模型在参数计算方面往往存在多解性问题,发展新的模型和方法以降低计算结果的不确定性是未来需要考虑的方向。为了更好地理解地震与地下水系统间的相互作用,在前期研究基础上建立涵盖温泉、地下水监测井的断裂带试验场,开展水位、水温、流量、化学组分、形变及地震波的综合观测,是深化地震水文地质学科理论发展的基础。 展开更多
关键词 地震 地下水 含水层参数 地球潮汐 气压 前兆异常
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高地应力高温条件裂隙介质地下水非线性渗流研究进展
3
作者 许林 马海春 +4 位作者 王京平 张庆 黄逸航 钱家忠 王万林 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期313-327,共15页
随着深部资源勘探、地热能源开发和核废料地质处置等工程活动的深入推进,地下水在高地应力高温环境下的渗流行为成为研究热点,进而关于如何构建适用于高地应力高温条件的多物理场耦合理论模型,以准确反映在真实地应力和温度条件下水岩... 随着深部资源勘探、地热能源开发和核废料地质处置等工程活动的深入推进,地下水在高地应力高温环境下的渗流行为成为研究热点,进而关于如何构建适用于高地应力高温条件的多物理场耦合理论模型,以准确反映在真实地应力和温度条件下水岩相互作用、裂隙形态演化与流体特性变化的动态过程成为重点关注的问题。本文系统综述了高地应力高温条件下地下水渗流的基本理论、实验研究与数值模拟进展,重点阐述了传统立方定律在裂隙渗流模拟中的适用性与局限,并介绍了非达西流与广义达西流的理论拓展,分析了地应力与温度对渗透率的耦合调控机制;总结了多项地应力与热力耦合实验成果及其渗流参数演化规律,探讨了数值模拟中地应力主导下裂隙几何形态演变与渗透通道演化过程;评价了高温环境下矿物热膨胀、热破裂与裂隙粗糙度变化对渗流路径的影响,评估了热水力耦合模型及数据驱动方法的预测潜力;评述了当前理论模型在高地应力高温多场耦合机制、裂隙尺度效应及长期演化方面仍存在不足,展望了未来的研究方向。 展开更多
关键词 高地应力 高温地下水渗流 热水力耦合 裂隙介质 渗透率演化 实验研究 数值模拟
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基于深度学习的数据同化裂隙网络分布模拟
4
作者 徐朝晖 康学远 +4 位作者 于军 龚绪龙 韩正 吴吉春 施小清 《水文地质工程地质》 北大核心 2026年第1期66-79,共14页
准确表征裂隙网络的空间分布是描述裂隙介质中地下水流动和污染物运移的关键前提。由于裂隙介质中裂隙和基质参数的强非高斯性,当观测数据有限时,常用的随机反演方法(如地质统计学方法)因高斯假设先验,导致推估得到的裂隙网络高渗区域... 准确表征裂隙网络的空间分布是描述裂隙介质中地下水流动和污染物运移的关键前提。由于裂隙介质中裂隙和基质参数的强非高斯性,当观测数据有限时,常用的随机反演方法(如地质统计学方法)因高斯假设先验,导致推估得到的裂隙网络高渗区域容易过于平滑。本研究提出一种基于深度学习的反演框架来表征裂隙网络,利用卷积变分自编码器(convolutional variational autoencoder,CVAE)识别图像的优势,通过学习裂隙先验信息提取其空间模式。为了增强该反演框架在野外实际的适用性,在训练样本构建中将裂隙数量设置为特定数量区间的随机分布。将训练后的CVAE与基于集合的数据同化方法(ensemble smoother multiple data assimilation,ESMDA)集成,通过水力层析成像技术(hydraulic tomography,HT)获取的水头数据估计裂隙场。基于二维裂隙网络数值算例验证该框架的反演性能。训练后的CVAE成功再现了裂隙网络的非高斯特性。相比于标准的ESMDA方法,所构建框架CVAE-ESMDA刻画的裂隙网络精度从65.5%提升至83.3%,溶质运移预测平均误差降低31.7%。进一步探讨观测数据量对于CVAE-ESMDA性能的影响,研究发现相比1512个水头观测数据,反演框架在504个水头观测数据情况下仍能刻画出裂隙网络的大体分布与连通情况,但具体裂隙的刻画精度有所下降,从而影响了溶质运移趋势预测的准确性,整体溶质运移预测的平均误差增加17.1%。提出的CVAE-ESMDA反演框架能有效克服裂隙含水层参数非高斯特性并高效学习裂隙网络的结构特征,在不同观测数据量下均能一定程度地刻画出裂隙网络分布特征。 展开更多
关键词 裂隙网络 卷积变分自编码器 反演 数据同化方法 水力层析成像 深度学习
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基于注意力机制LSTM神经网络的北方岩溶大泉水位预测研究
5
作者 黄林显 徐征和 +7 位作者 支传顺 李双 刘治政 邢立亭 朱恒华 王晓玮 毕雯雯 胡晓农 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期419-431,共13页
岩溶地下水是北方岩溶区重要供水水源,准确预测其水位动态对地下水资源科学管理和保护具有重要意义。但岩溶含水系统具有强烈的非均质性和各向异性,导致其水位动态往往体现出非平稳及非线性波动状态,造成进行地下水位预测时易产生较大... 岩溶地下水是北方岩溶区重要供水水源,准确预测其水位动态对地下水资源科学管理和保护具有重要意义。但岩溶含水系统具有强烈的非均质性和各向异性,导致其水位动态往往体现出非平稳及非线性波动状态,造成进行地下水位预测时易产生较大误差。论文提出一种耦合注意力机制(Attention)和长短时记忆(LSTM,Long Short-Term Memory)神经网络的多变量趵突泉地下水位预测模型,利用泉域2013—2024年日降水(代表补给项)及水汽压、日气温和开采量(代表排泄项)进行模型训练和预测,结果表明:①采用BEAST(Bayesian Estimator of Abrupt Change,Seasonality,and Trend)算法对1958—2024年趵突泉水位时间序列进行分解,共识别出四个突变点并以此为依据将水位动态划分为四个阶段;②互相关分析揭示降雨和趵突泉水位动态变化之间存在2~3个月的时间滞后,表明两者之间动态变化较为一致;③所提出的预测模型以多种变量(降水量、水汽压、气温及开采量)作为模型输入,不同变量间的交互作用可相互验证,能有效提升预测精度;④采用正弦函数拟合日气温数据,可消除测量误差影响,能在一定程度上提高预测精度;⑤相较于单一LSTM神经网络和门控循环单元(GRU)神经网络,LSTM_Attention神经网络由于引入注意力机制,能聚焦更重要特征的影响,从而显著提高预测精度,其水位预测RMSE和R 2值分别为0.13 m和0.94。总体来说,本文所提出的LSTM_Attention神经网络岩溶地下水位预测模型具有较强的准确性和稳定性,可为岩溶地下水位精确预测提供借鉴。 展开更多
关键词 北方岩溶 水位预测 多变量模拟 LSTM_Attention神经网络
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基于硬约束物理信息神经网络的含水层渗透系数场反演
6
作者 舒伟 蒋建国 吴吉春 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期500-510,共11页
近年来,物理信息神经网络(physics-informed neural networks,PINNs)在数值求解偏微分方程和计算流体力学等领域得到了广泛应用,并在地下水模拟中展现出初步的应用潜力。现有研究中,PINNs对地下水模型边界条件的处理通常采用软约束算法... 近年来,物理信息神经网络(physics-informed neural networks,PINNs)在数值求解偏微分方程和计算流体力学等领域得到了广泛应用,并在地下水模拟中展现出初步的应用潜力。现有研究中,PINNs对地下水模型边界条件的处理通常采用软约束算法,通过边界条件误差最小化来近似满足物理约束。然而,能够进一步提升求解精度和稳定性的硬约束算法在该领域的应用仍较为有限。为此,本文引入PINNs硬约束方法,提出了一种同时考虑定水头边界和隔水边界条件的PINNs硬约束算法,并以二维承压含水层的渗透系数场反演为例,对比分析了硬约束PINNs相较于软约束PINNs在提高渗透系数场反演精度方面的优势。结果表明,所提出的硬约束PINNs方法的反演平均相对误差相比软约束PINNs降低了75%,且相较于仅考虑定水头边界的硬约束PINNs反演平均相对误差减少了60%。此外,该方法能够有效减少训练所需样本数量和超参数数量,降低人为因素对模型训练的影响,提升了训练效率。因此,该硬约束PINNs方法在含水层渗透系数场反演中展现出良好的精度与效率,具有良好的推广应用前景。 展开更多
关键词 物理信息神经网络 硬约束PINNs 渗透系数场反演 地下水建模 承压含水层
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库岸边坡渗流-应力耦合机制及动态稳定性模拟研究
7
作者 车凌波 《水利技术监督》 2026年第1期174-177,192,232,共6页
水库库岸边坡稳定性是水库安全运行的核心问题,其受水位动态变化的显著影响。以麻武水库为研究对象,基于FLAC 3D有限元软件构建三维渗流-应力耦合模型,揭示了水位上升、蓄水及水位下降对边坡力学响应与稳定性的影响规律。研究表明:水位... 水库库岸边坡稳定性是水库安全运行的核心问题,其受水位动态变化的显著影响。以麻武水库为研究对象,基于FLAC 3D有限元软件构建三维渗流-应力耦合模型,揭示了水位上升、蓄水及水位下降对边坡力学响应与稳定性的影响规律。研究表明:水位上升阶段,渗流速率随浸润线抬升呈梯度递增,安全系数提升;蓄水阶段,安全系数下降12%后维持稳定;水位下降阶段,受渗流滞后效应影响,安全系数先降后升,当降速超过1.5m/d时,坡体产生0.35~0.5MPa超孔隙水压力差。研究结果可为水库安全调度及风险防控提供科学参考。 展开更多
关键词 水位变化 库岸边坡 孔隙水压力 安全系数
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山谷型小流域地表水与地下水时空交互模拟研究 被引量：3
8
作者 杨蕴 郭勇 +2 位作者 王发飞 宋健 吴剑锋 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第1期32-41,共10页
以往地表水-地下水交互过程研究集中于平原河网地区,而水动力交互作用强烈的山谷型流域研究甚少。选取句容北山水库流域为研究区,聚焦山谷型流域地表产汇流与浅层地下水渗流交互过程,基于SWAT-MODFLOW构建了地表水-地下水耦合模型评价... 以往地表水-地下水交互过程研究集中于平原河网地区,而水动力交互作用强烈的山谷型流域研究甚少。选取句容北山水库流域为研究区,聚焦山谷型流域地表产汇流与浅层地下水渗流交互过程,基于SWAT-MODFLOW构建了地表水-地下水耦合模型评价流域水量交互过程及时空变化规律。结果表明:流域范围内地下水与地表水的交互存在一定的时空差异性;2016—2019年期间整体呈现地下水补给地表水,但在丰水期局部时段,地表水补给地下水;研究区西北部、东北部山区以及南部北山水库周边地区表现为地下水补给地表水;耦合模型可较好地刻画研究区地表水与地下水的交互流量,流域地下水对河道净补给量的贡献率为8.72%,其中地下水补给量在空间分布上西部支流和中部支流区域分别占28.8%、79.8%,东部支流地表水补给地下水,地下水的补给率逆差为8.6%。研究成果可为流域水资源联合调度和开发利用提供技术支撑。 展开更多
关键词 山谷型流域 地表水-地下水 SWAT-MODFLOW模型 耦合模型 水量交互
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西北干旱内陆河下游间歇性生态输水的河岸带生态水文响应研究进展与展望 被引量：1
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作者 张俊 余堃 +2 位作者 董佳秋 龙睿 尹立河 《西北地质》 北大核心 2025年第2期31-40,共10页
间歇性生态输水是恢复干旱内陆河下游生态系统的重要工程措施。输水与断流交替下河岸带一定范围发育水盐动态平衡的淡化带,成为维系河岸带生态系统健康稳定的基础,其背后的生态水文过程与耦合机制尚待明晰。笔者通过梳理西北干旱内陆河... 间歇性生态输水是恢复干旱内陆河下游生态系统的重要工程措施。输水与断流交替下河岸带一定范围发育水盐动态平衡的淡化带,成为维系河岸带生态系统健康稳定的基础,其背后的生态水文过程与耦合机制尚待明晰。笔者通过梳理西北干旱内陆河下游生态输水的水文生态响应研究进展,以期为干旱内陆河流域水资源高效利用和生态保护修复提供科学依据。重点对河岸带地下水动态响应规律、水分运移过程及模拟研究以及河岸带植被用水策略与生态响应等方面的研究进行系统总结,并从生态输水条件下河岸带地下水动态与植被响应规律、河流与地下水关系演化及河岸带水分储存调蓄机制、输水断流交替条件下河岸林用水策略与耗水量变化以及生态输水方案优化等4个方面提出了进一步研究的展望和建议。未来研究亟需从“河流-地下水-植被系统”地下水动力学机制出发,解析干旱内陆河下游间歇生态输水条件下河流与地下水关系动态演化过程,识别淡化带影响范围及形成演变规律,阐明河岸带水分储存与调蓄功能,揭示河岸带水盐动态平衡机制;从植被用水策略和景观格局变化入手,揭示河岸带植被生态响应规律;通过多源信息精细刻画“河流-地下水-植被系统”结构及其过程,模拟预测不同生态输水情景下地下水盐运移和生态响应过程,提出生态效益最大化的生态输水调度方案优化建议。 展开更多
关键词 干旱内陆河下游 间歇性生态输水 河岸带 河流与地下水关系 植被用水策略
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地下水背景值评估研究进展
10
作者 闫纲丽 冯屾 +1 位作者 刘睿男 黄冠星 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第5期1655-1670,共16页
选取适宜的地下水背景值评估方法是客观认知地下水背景值的关键。本文在回顾地下水背景值研究发展历程的基础上,概述了现有评估方法及其优缺点,并指出其未来发展趋势。地下水背景值评估方法大致可分为基于未被污染地下水样本的方法、预... 选取适宜的地下水背景值评估方法是客观认知地下水背景值的关键。本文在回顾地下水背景值研究发展历程的基础上,概述了现有评估方法及其优缺点,并指出其未来发展趋势。地下水背景值评估方法大致可分为基于未被污染地下水样本的方法、预筛选法、数理统计法、基于图谱的探索性数据分析方法及多方法组合等五类。其中:基于未被污染地下水样本的方法因其自身局限性较强已很少采用;预筛选法和数理统计法是当前常用单一类方法,前者主观性较强而后者客观性更优;基于图谱的探索性数据分析方法少见单独使用,多与其他方法组合联用;多方法组合通过互补单一方法的局限性已经成为地下水背景值评估研究的重要发展方向。多方法组合中:预筛选-数理统计组合方法最常见,应用较广;新兴的基于图谱的探索性数据分析方法与预筛选法、数理统计法或预筛选-数理统计法三种方法中的其中一种分别组合的方法更为优越,但该类组合方法的使用往往需要以研究区水文地球化学的深入认知为基础,便捷性和普适性不如预筛选-数理统计组合方法。多方法组合已成为地下水背景值评估研究的主要发展趋势。 展开更多
关键词 地下水 背景值 预筛选法 数理统计法 基于图谱的探索性数据分析 组合方法
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旱区土地利用变化对地下水动力场和化学场的影响:以新疆孔雀河流域为例
11
作者 董佳秋 张俊 +4 位作者 尹立河 王璐晨 杨炳超 余堃 李瑛 《西北地质》 北大核心 2025年第6期1-11,共11页
旱区土地利用变化对地下水动力场和化学场的影响是国内外的研究热点问题。笔者以新疆孔雀河流域为研究区,分析了土地利用变化条件下地下水动力场和水化学场的时空演化规律。研究表明:近50年间,孔雀河流域耕地面积急剧增加,地下水开采量... 旱区土地利用变化对地下水动力场和化学场的影响是国内外的研究热点问题。笔者以新疆孔雀河流域为研究区,分析了土地利用变化条件下地下水动力场和水化学场的时空演化规律。研究表明:近50年间,孔雀河流域耕地面积急剧增加,地下水开采量不断增大,同时地表水大量被引走用于灌溉,使得河道入渗补给地下水量减少,共同导致孔雀河流域地下水位明显下降,下降幅度普遍在10~40 m,局部地区下降达50 m以上,并形成地下水降落漏斗,孔雀河中下游河流与地下水补排关系也由原先的地下水补给河流转变为河流渗漏补给地下水。土地利用变化通过影响地下水循环条件和水文地球化学作用,造成水化学场发生变异。地下水位下降,潜水蒸发浓缩作用减弱,同时低矿化度河水灌溉使得淋滤作用增强,造成研究区地下水TDS总体降低。地表水灌溉还使得漏斗区水化学混合作用增强,造成地下水化学类型由Cl·SO_(4)型转变为HCO_(3)·Cl和HCO_(3)·Cl·SO_(4)型。本研究可为孔雀河流域和类似地区地下水合理开发利用与保护提供科学依据。 展开更多
关键词 孔雀河流域 土地利用变化 农业灌溉 地下水动力场 水文地球化学
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基于自适应差分混合蝴蝶粒子优化算法的渗透系数反演
12
作者 杨曌 董东林 +1 位作者 陈宇祺 王蓉 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第4期134-144,共11页
准确获取渗透系数等含水层水文参数是矿井水害防治的前提,但传统配线法、图解法等反演方法在计算速度、结果精度等方面表现略差。为提升含水层参数反演计算的可靠性,此次研究针对水文地质参数本身特性,设计了一种新的渗透系数反演模型,... 准确获取渗透系数等含水层水文参数是矿井水害防治的前提,但传统配线法、图解法等反演方法在计算速度、结果精度等方面表现略差。为提升含水层参数反演计算的可靠性,此次研究针对水文地质参数本身特性,设计了一种新的渗透系数反演模型,即自适应差分混合蝴蝶粒子算法(adaptive differential hybrid butterfly particle algorithm,ADHBPA)。模型采用拉丁超立方采样策略、双曲余弦自适应函数、差分变异策略以及逐维变异策略进行算法优化,克服了水文地质参数反演过程中的空间异质性和时间动态性等问题,提高全局搜索与局部搜索间的平衡能力。以板集矿区24?口钻孔抽水试验数据为例开展验证,结果显示,ADHBPA模型计算降深与观测降深拟合最大误差为0.93?m,平均误差率仅0.15%,其余算法平均误差率均在30%~50%,表明多策略协同优化显著增强了算法跳出局部最优的能力,实现了有限数据前提下对含水层渗透系数的快速高精度反演。该算法为矿井水害风险评价与防治水方案制定提供了高效可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 渗透系数 裘布依公式 拉丁超立方采样 差分变异策略 双曲余弦函数 混合优化策略
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地下水源热泵抽灌井群含水层渗流场响应试验 被引量：1
13
作者 贾惠艳 王建勇 《水利规划与设计》 2025年第6期87-91,共5页
地下水源热泵系统在抽灌水过程中,含水层的物理场在各因素影响下不断发生响应和变化。为分析抽水井群含水层渗流场的响应特征,文章设计创建了地下水源热泵系统模拟试验台,采用平行电场电位差法,对地下水源热泵系统运行过程中抽灌水井群... 地下水源热泵系统在抽灌水过程中,含水层的物理场在各因素影响下不断发生响应和变化。为分析抽水井群含水层渗流场的响应特征,文章设计创建了地下水源热泵系统模拟试验台,采用平行电场电位差法,对地下水源热泵系统运行过程中抽灌水井群含水层渗流场的流速和流向进行试验研究,获得了含水层在抽灌水量、渗透系数、回灌水温度及回灌水浓度差等因素变化下的响应特征和变化规律。渗流场响应特征为地下水源热泵系统含水层水环境演化分析提供了参考,也为地下水源热泵系统的工程实践提供了理论依据。 展开更多
关键词 地下水源热泵 抽灌水井 渗流场 响应
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细/粗二元结构边坡角度与岩性特征对其阻隔降雨入渗的影响规律
14
作者 吴庆华 王珂 《地球科学》 北大核心 2025年第1期311-321,共11页
土质边坡在降雨条件下易形成滑坡灾害,采用表面硬化等传统方法防止降雨入渗边坡时,存在运行过程中表面开裂导致其防护功能失效的问题.从生态优先与长期有效性角度,采用上细/下粗的非饱和二元结构地层阻隔降雨入渗防护边坡.利用系列物理... 土质边坡在降雨条件下易形成滑坡灾害,采用表面硬化等传统方法防止降雨入渗边坡时,存在运行过程中表面开裂导致其防护功能失效的问题.从生态优先与长期有效性角度,采用上细/下粗的非饱和二元结构地层阻隔降雨入渗防护边坡.利用系列物理模型试验,研究降雨条件下不同边坡角度(10°、20°、30°和40°)与不同地层岩性特征(亚砂土/粗砂、亚砂土/砂砾、亚砂土/圆砾和亚砂土/角砾)对其阻隔降雨入渗的影响,并提出了细/粗二元结构地层抑制降雨入渗的综合阻隔能力的评估方法.结果表明:(1)采用亮蓝示踪剂可直接观测非饱和二元结构地层对降雨入渗边坡的阻隔过程.(2)二元结构的综合阻隔能力随粗粒层粒径和不均匀系数的增加而增强.(3)无降雨条件下,增加边坡角度能促进二元结构地层排水;在降雨条件下,亚砂土/砾砂二元结构粗粒层稳定排水强度和降雨入渗综合阻隔能力均随边坡角度呈先增加后减少的规律,建议最优边坡角度范围为25°~27°.研究成果对边坡稳定治理具有重要参考价值. 展开更多
关键词 边坡 二元结构 非饱和渗流 降雨 入渗控制 灾害地质学
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潮汐影响下江底富水砂层地下水运动单孔示踪测试研究
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作者 董海洲 王晋健 +3 位作者 林建忠 黄婷婷 刘星平 喻成 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第4期24-30,共7页
针对潮汐影响下河床富水砂层地下水渗流的复杂状况,采用单孔稀释法分别对钻孔内地下水垂向和水平流速进行测定,确定了江水位波动条件下地下水的运动规律。现场测试结果表明:江水位波动对两岸地下水渗流影响较小,对江心洲钻孔内地下水渗... 针对潮汐影响下河床富水砂层地下水渗流的复杂状况,采用单孔稀释法分别对钻孔内地下水垂向和水平流速进行测定,确定了江水位波动条件下地下水的运动规律。现场测试结果表明:江水位波动对两岸地下水渗流影响较小,对江心洲钻孔内地下水渗流影响较大;江水位下降时江心洲水位高于江水位,孔中将产生向下的垂向流,江水位上升时江心洲水位低于江水位,孔中有向上的垂向流;地层上部淤泥夹砂层具有一定的隔水性,减弱了江水对深部地层的影响,使下部砂卵石层无明显的垂向流,水平流速最大值仅为0.48 m/d,有利于地铁联络通道的冻结法施工。 展开更多
关键词 潮汐影响 富水砂层 地下水运动 单孔示踪
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基于数值模拟的地下水累计亏空量估算:以安阳市为例
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作者 杨朝晖 杜捷 +1 位作者 刘瑾 谢新民 《地球科学前沿(汉斯)》 2025年第8期1238-1244,共7页
为了高精度估算区域的地下水累计亏空量,以安阳市为研究案例,结合区域内94个地下水观测井的水位数据、水文地质参数、地层高程数据等基础资料,建立地下水数值模拟模型,采用矩形剖分与线性插值法模拟水位变化,按均衡公式逐年计算区域亏... 为了高精度估算区域的地下水累计亏空量,以安阳市为研究案例,结合区域内94个地下水观测井的水位数据、水文地质参数、地层高程数据等基础资料,建立地下水数值模拟模型,采用矩形剖分与线性插值法模拟水位变化,按均衡公式逐年计算区域亏空量。结果显示:(1) 1977~2016年累计亏空量81.64亿m3;(2) 1991~2000年亏空量最大(32.82亿m3),2011~2016年降至7.64亿m3;(3) 滑县、内黄县累计亏空量占全市的75.86%,情景模拟显示,即便削减50%开采量,至2035年滑县、内黄县仍需回灌补源。数值模拟结果85%的月误差 < 1 m,满足区域模型的误差限值要求,该研究方法可为区域估算地下水亏空量提供技术参考。 展开更多
关键词 地下水模型 水量均衡 地下水累计亏空量 回补 安阳市
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基于GMS的管道敷设对地下水渗流场影响分析
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作者 赵海阔 林牧 冯伟 《黑龙江水利科技》 2025年第12期97-102,共6页
针对输水管道敷设可能对周边环境造成浸没影响,本文通过模拟区现场水文地质勘察、地下水长期观测、地下水均衡计算,建立基于GMS的三维渗流场模型,并经空间时间离散、模型的识别和校验后,设计了4种情景,进行平水期和枯水期渗流场预测研... 针对输水管道敷设可能对周边环境造成浸没影响,本文通过模拟区现场水文地质勘察、地下水长期观测、地下水均衡计算,建立基于GMS的三维渗流场模型,并经空间时间离散、模型的识别和校验后,设计了4种情景,进行平水期和枯水期渗流场预测研究。通过分析研究,管道敷设对地下水流场影响较小,不会产生浸没问题,可以不采取工程处理措施。 展开更多
关键词 三维渗流场模型 GMS 管道敷设 地下水壅高
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地下水超采区农田灌溉节水改造技术路径研究
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作者 马亮 《水利技术监督》 2026年第1期188-192,共5页
针对山东省寿光市地下水超采区灌溉用水效率低、生态压力大等问题,文章构建了“水源替代-工程节水-智慧管控”三位一体改造体系。通过分析寿光市蔬菜大棚灌区特点,提出地表水替代地下水、滴灌水肥一体化、智能计量监控等关键技术,以山... 针对山东省寿光市地下水超采区灌溉用水效率低、生态压力大等问题,文章构建了“水源替代-工程节水-智慧管控”三位一体改造体系。通过分析寿光市蔬菜大棚灌区特点,提出地表水替代地下水、滴灌水肥一体化、智能计量监控等关键技术,以山东省农业节水工程建设技术指南为细化建设标准,依托孙家集街道建立了小型示范区进行实践。结果表明改造后,灌溉水利用系数提升至0.8,水源替代率不小于20%、节水率不小于30%。研究成果可为北方地下水超采区农田灌溉转型提供技术借鉴。 展开更多
关键词 地下水超采区 农田灌溉 节水改造 寿光市 智慧管控
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基于洪水退水过程的喀斯特小流域径流组分与含水层储水结构 被引量：1
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作者 杨海明 王家乐 +3 位作者 顾再柯 刘伟 王志刚 刘纪根 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第1期82-94,共13页
岩溶含水层普遍发育复杂的管道和裂隙系统,对含水层储水结构的定量描述是岩溶水文地质研究中的一大难点,尤其是在小流域尺度上的挑战更为突出。以贵州省龙里县羊鸡冲喀斯特小流域为例,选取2019~2022年的4场典型洪水事件,通过水文时间序... 岩溶含水层普遍发育复杂的管道和裂隙系统,对含水层储水结构的定量描述是岩溶水文地质研究中的一大难点,尤其是在小流域尺度上的挑战更为突出。以贵州省龙里县羊鸡冲喀斯特小流域为例,选取2019~2022年的4场典型洪水事件,通过水文时间序列分析和流量衰减分析对小流域洪水退水过程开展定量分析研究,识别水文过程中径流的组分及来源,进而揭示岩溶含水层的储水结构特征。结果表明:羊鸡冲小流域的洪峰流量衰减过程可以划分为坡面径流来水、岩溶管道来水、中宽裂隙来水和微裂隙-孔隙来水4个过程,各过程对应的径流成分占洪峰流量的比重分别为9.32%~10.32%、32.40%~36.35%、38.46%~40.87%、13.14%~19.41%,其中岩溶管道和中宽裂隙组分构成了流域洪峰流量的主要组成部分;该小流域岩溶含水层的储水介质对应划分为岩溶管道、中宽裂隙和微裂隙-孔隙3种不同类型,其中岩溶管道和中宽裂隙构成了含水层最主要的储水介质,占比为78%~85%。 展开更多
关键词 含水层 储水结构 洪水事件 水文时间序列分析 流量衰减分析 径流组分 喀斯特地区 贵州
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大跨度高埋深地下洞室群开挖后涌水量预测 被引量：2
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作者 李睿 周洪福 +3 位作者 李树武 巨广宏 刘万林 唐文清 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第1期179-189,共11页
大型地下洞室群开挖后的涌水量预测对于地下工程的安全施工与运行具有重要意义。为预测地下洞室群开挖后的涌水量,以提供排水防渗设计参考,以新疆某抽水蓄能电站大型地下厂房洞室群为研究对象,分别从地下水活动特征、钻孔压水试验成果... 大型地下洞室群开挖后的涌水量预测对于地下工程的安全施工与运行具有重要意义。为预测地下洞室群开挖后的涌水量,以提供排水防渗设计参考,以新疆某抽水蓄能电站大型地下厂房洞室群为研究对象,分别从地下水活动特征、钻孔压水试验成果、岩体结构面发育情况等方面分析坝址区岩体的渗透特性。为体现预测结果的可靠性,分别采用地下水动力学法和数值分析法对地下洞室群开挖后的地下水渗流场变化和正常涌水量进行分析和预测。研究结果表明:地下洞室群开挖后具有明显的渗漏和排水作用,主厂房承担了洞室群渗流的大部分涌水量,最易发生渗透破坏变形的部位位于洞室开挖线边角处。地下水动力学法和数值分析法预测的洞室群开挖后的正常涌水量分别为7442.88 m^(3)/d和7218.32 m^(3)/d,结果误差为3.1%,两者预测结果吻合较好。基于工程安全角度考虑,选取地下水动力学法佐藤邦明经验式计算结果7442.88 m^(3)/d作为该抽水蓄能电站地下厂房洞室群开挖后正常涌水量预测值。分析成果可为大型地下洞室群开挖施工及排水防渗设计提供参考依据。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 地下洞室群 数值分析 渗流场 地下水动力学法 涌水量预测
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