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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：2
1
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
2
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
3
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
4
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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基于机器学习的河南省平原区原生劣质地下水分布预测
5
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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基于自适应差分混合蝴蝶粒子优化算法的渗透系数反演
6
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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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
7
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
8
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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地下水源热泵抽灌井群含水层渗流场响应试验
10
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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大跨度高埋深地下洞室群开挖后涌水量预测 被引量：1
11
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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近10年北京平原区地下水水位变化及与地面沉降的关系研究 被引量：3
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作者 赵龙 蒋小伟 +10 位作者 李玉梅 罗勇 崔文君 田苗壮 王树芳 田芳 许亮 刘元章 沙特 王新惠 齐鸣欢 《地质学报》 北大核心 2025年第5期1792-1806,共15页
北京地区地下水过度开采引起的环境地质问题日益受到关注。2010年以来,北京实施了地下水压采、限采、生态补水等积极措施来缓解严重的地下水超采问题。为进一步分析2010年以来多项水资源管理措施的实施对区域地下水和地面沉降的影响,本... 北京地区地下水过度开采引起的环境地质问题日益受到关注。2010年以来,北京实施了地下水压采、限采、生态补水等积极措施来缓解严重的地下水超采问题。为进一步分析2010年以来多项水资源管理措施的实施对区域地下水和地面沉降的影响,本文基于长序列监测数据,分析2010~2020年间区域地下水动态演化特征,量化不同措施对地下水水位下降减速的贡献,研究地下水水位回升条件下土层变形特征。结果表明:①2010~2020年,平原区地下水水位下降速度减缓,在冲积平原大部分地区地下水水位仍持续下降,在冲积扇扇顶、扇中、扇缘及冲积平原的部分地区地下水水位出现大幅抬升现象。②潮白河冲积扇顶、扇中和扇缘处地下水水位大幅抬升主要受潮白河生态补水影响;地下水压、限采是其他区域地下水水位大幅抬升的主要原因;生活用水的增加是导致冲积平原地区地下水水位持续下降的主要原因。③监测时段内第三和第四含水层组为主要沉降层,年沉降速率为11.07~12.80 mm/a;第一、二含水层地层出现少量回弹,最大累计回弹量为5.6 mm。④水位抬升导致土体发生剪切膨胀,在此过程中地层存在两种变形模式,一种是与地下水水位变化同步的弹性变形,另一种是滞后于地下水水位变化的残余变形。本文研究成果为掌握不同水资源管理措施的效果,开展区域地下水资源管理及地面沉降精准防控提供有效技术支持。 展开更多
关键词 地面沉降 北京平原区 地下水水位 降水量 灰色关联度分析
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砂质海岸地下水营养盐迁移转化过程与入海排泄 被引量：2
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作者 王学静 郭祎钒 +3 位作者 于胜超 汪迁迁 李海龙 郑春苗 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第1期12-22,共11页
正确认识营养物质在地下咸淡水过渡带的行为,准确量化营养物质通过地下水的入海输入量,对近岸海域生态环境保护与治理具有重要意义。文章以广东北津湾砂质海滩为研究对象,通过对海滩地下水分层取样与测试分析,揭示海滩地下水营养盐分布... 正确认识营养物质在地下咸淡水过渡带的行为,准确量化营养物质通过地下水的入海输入量,对近岸海域生态环境保护与治理具有重要意义。文章以广东北津湾砂质海滩为研究对象,通过对海滩地下水分层取样与测试分析,揭示海滩地下水营养盐分布特征与迁移转化规律,评估海底地下水排泄(submarine groundwater discharge,SGD)及其携带营养盐入海通量,阐释潜在环境影响。研究结果表明:(1)与地表水相比,海滩地下水具有较高的营养盐含量,地下水中硝酸盐+亚硝酸盐(NO_(x)^(-))、磷酸盐(PO_(4)^(3-))和硅(Si)浓度由陆向海、从浅层到深层逐渐降低,经过咸淡水过渡带后NO_(x)^(-)和PO_(4)^(3-)发生了非保守移除;NO_(x)^(-)主要通过反硝化作用进行脱氮,从陆向海其浓度衰减了95.81%;而PO_(4)^(3-)主要是被铁的氧化物/氢氧化物终产物吸附去除;海滩中部地下水中产生了氨氮(NH_(4)~+)热区,NH_(4)~+发生了非保守增加,主要是有机物分解释放。(2)整个海湾SGD值为1.49×10^(6)m^(3)/d,与当地河流入海量相当;SGD携带输入的溶解无机氮、PO_(4)^(3-)和Si分别为983.0,37.00,4023 kg/d,是海洋营养盐的重要来源之一。(3)海滩地下水具有较高的氮磷比(平均值139.6)和硅磷比(平均值274.1),远高于Redfiled比及海水的氮磷比(21.03)和硅磷比(33.12),影响海湾营养盐组成与结构。砂质海滩广泛分布,研究结果可为该类型海域生态环境的管理提供科学依据。 展开更多
关键词 砂质海滩 咸淡水过渡带 营养盐 海底地下水排泄 北津湾
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基于蒙特卡罗及博弈赋权法的地热资源潜力与适宜性评估 被引量：1
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作者 何怡香 丁朋朋 +2 位作者 刘韶华 王明珠 朱磊 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期176-187,共12页
【背景】砂岩孔隙型地热能是一种稳定、高效的清洁能源,但热储层非均质性、勘探不确定性等因素使地热资源量概率评估及适宜性识别等方面仍面临重大挑战。【方法】选取鲁西北平原馆陶组地热为研究对象,采用体积法与蒙特卡罗法开展地热资... 【背景】砂岩孔隙型地热能是一种稳定、高效的清洁能源,但热储层非均质性、勘探不确定性等因素使地热资源量概率评估及适宜性识别等方面仍面临重大挑战。【方法】选取鲁西北平原馆陶组地热为研究对象,采用体积法与蒙特卡罗法开展地热资源潜力不确定性评估;从地热资源特性、地质结构属性、社会经济3个方面建立砂岩热储适宜性多维度指标体系,采用博弈组合赋权法计算指标权重,开展地热资源适宜性定量评价,并通过地热井空间分布对评价结果进行校验。【结果和结论】鲁西北平原馆陶组热储最大概率地热资源量为5.68×10^(17) kJ,折合标准煤1.94×10^(10) t,地热资源量为(4.75~6.32)×10^(17) kJ的概率为90%,平均地热资源丰度为3.35×10^(13) kJ/km^(2);研究区适宜性“较好”及以上面积为5557 km^(2),占比35.63%;适宜性“差”区域占比最低,仅为14.32%;综合资源潜力和适宜性结果,鲁西北平原德州潜断陷为地热勘探开发首选靶区。研究成果可为重点地区地热资源勘探优化和开发目标区域识别提供技术支撑。 展开更多
关键词 地热资源 蒙特卡罗模拟 热储特征 体积法 博弈赋权法 适宜性评价 鲁西北平原
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地震水文地质学:基于灾害视角的“水岩相互作用”
15
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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济南玉符河地下水流场数值模拟与回灌效果评估
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作者 钱家忠 陈明霜 +2 位作者 骆乾坤 王京平 李福林 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期1222-1227,共6页
济南西部玉符河的自然渗漏补给对维持趵突泉的泉水喷涌起到重要的作用,其中东渴马至催马段为玉符河的强渗漏带,文章利用COMSOL软件对玉符河强渗漏带地下水流场进行数值模拟,针对强渗漏带平均地下水位埋深最大(40 m)、最小(25 m)以及水... 济南西部玉符河的自然渗漏补给对维持趵突泉的泉水喷涌起到重要的作用,其中东渴马至催马段为玉符河的强渗漏带,文章利用COMSOL软件对玉符河强渗漏带地下水流场进行数值模拟,针对强渗漏带平均地下水位埋深最大(40 m)、最小(25 m)以及水位埋深处于两者之间(30 m)3种情形,得出避免无效补给的回灌方案如下:当地下水埋深为25 m时,以18.01×10^(4) m^(3)/d的回灌量连续回灌约13 d;当地下水埋深为30 m时,以21.15×10^(4) m^(3)/d的回灌量连续回灌约16 d;当地下水埋深为40 m时,以25.92×10^(4) m^(3)/d的回灌量连续回灌约20 d。研究结果可为制定科学高效的回灌计划提供依据。 展开更多
关键词 地下水回灌 COMSOL软件 无效补给 数值模拟
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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
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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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考虑毛细饱水带的非承压含水层中仿Theis井流模型及解析解
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作者 晋浩颖 程大伟 +3 位作者 詹红兵 杨胜科 张晓斐 张琳 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第2期563-574,共12页
受制于经典饱和渗流理论中自由面定位在潜水面处的局限性,非承压含水层中仿Theis井流模型存在理论基础不坚实、参数物理意义不明确等问题。为克服上述局限性,首先将自由面由潜水面移动到进气值面,以定位在进气值面处的Boussinesq方程为... 受制于经典饱和渗流理论中自由面定位在潜水面处的局限性,非承压含水层中仿Theis井流模型存在理论基础不坚实、参数物理意义不明确等问题。为克服上述局限性,首先将自由面由潜水面移动到进气值面,以定位在进气值面处的Boussinesq方程为控制方程,修正仿Theis井流模型,并推导模型的解析解;之后,构建参数反演模型,以校准模型参数,并通过分别将修正模型计算的降深和经典模型计算的理论降深与实测降深进行对比,检验修正模型的合理性;然后,利用参数敏感性分析探讨修正模型下进气值面高程的变化特征;最后,讨论进气值面处铅直方向渗流分速度的计算方法和变化特征。结果表明:修正模型计算的降深曲线与实测降深曲线基本吻合;进气值面高程随与井中心的距离、给水度增大而增大,随抽水流量增大而减小。在抽水早期,进气值面高程随渗透系数的增大而减小,在抽水后期则相反。基于进气值面处水量均衡关系(基于线性或非线性方程,采用完整解或近似解)及进气值面处渗流连续性方程(基于线性方程,采用完整解)等5种情况,推导的铅直方向渗流分速度的解析表达计算结果基本吻合,曲线趋势一致,表现为随抽水时间的延长呈非线性增长。 展开更多
关键词 进气值面 井流模型 完整井 BOUSSINESQ方程 解析解 参数反演模型
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基于改进的水位昼夜波动法的小时尺度潜水蒸散发研究
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作者 贾伍慧 尹立河 +4 位作者 刘凯 余堃 杨海博 董佳秋 张俊 《西北地质》 北大核心 2025年第6期22-32,I0002,共12页
基于水位昼夜波动计算潜水蒸散发(ETG)的方法应用广泛,但已有的水位昼夜波动法忽略了夜间地下水对毛细水的补给,低估了地下水侧向补给量,从而低估了ETG。本次研究提出考虑夜间毛细水恢复速率的改进方法,并结合一维饱和非饱和水流模型(HY... 基于水位昼夜波动计算潜水蒸散发(ETG)的方法应用广泛,但已有的水位昼夜波动法忽略了夜间地下水对毛细水的补给,低估了地下水侧向补给量,从而低估了ETG。本次研究提出考虑夜间毛细水恢复速率的改进方法,并结合一维饱和非饱和水流模型(HYDRUS-1D)和野外实测数据对改进方法进行了验证。结果显示:基于模型的不同土质条件下,Loheide方法的相对误差均大于45%,且误差随实际ETG与水位埋深的增大而增大;而改进方法的计算精度明显提高,相对误差均小于4%。结合实测数据验证显示,改进方法计算结果与潜在蒸散发具有更好的相关性。上述结果表明,改进方法显著提升了小时尺度ETG的计算精度,可有效应用于半干旱地区小时尺度潜水蒸散发计算,为定量研究地下水与植物生态的相互关系提供了技术支撑。 展开更多
关键词 潜水蒸散发 水位昼夜波动 毛细水恢复速率 改进方法 半干旱地区
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基于GMS的岩溶地下河水流与溶质运移过程模拟研究
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作者 解子轩 江峰 +3 位作者 王若帆 吉勤克补子 史浙明 赵良杰 《中国岩溶》 北大核心 2025年第1期57-69,共13页
文章针对合肥市龙洞地下河系统,采用地下水模拟软件GMS(Groundwater Modeling System)构建数值模型。通过构建大渗透系数K概化岩溶地下河的水流特性,旨在通过较少的参数达成较高的模拟效率;利用2022-2023年地下河出口流量数据进行模型... 文章针对合肥市龙洞地下河系统,采用地下水模拟软件GMS(Groundwater Modeling System)构建数值模型。通过构建大渗透系数K概化岩溶地下河的水流特性,旨在通过较少的参数达成较高的模拟效率;利用2022-2023年地下河出口流量数据进行模型识别和验证,确保模拟结果的可靠性;之后通过示踪试验比较模拟与观测数据,揭示当前溶质运移模拟中存在的时间和空间尺度误差,尤其用大渗透系数达西流表征岩溶地下河特性的局限性。结果表明GMS在模拟岩溶地下水流动方面表现出较好的一致性,但在溶质运移模拟方面的精度有待提高,特别是在渗透系数大(9000 m·d^(-1))的情况下,预测结果与实际观测存在一定偏差。通过调整模型渗透系数和设置缓冲带,改善模拟精度,并阐明其对溶质运移范围和速度的显著影响,表明参数优化是提高模型预测准确度的关键。提出针对岩溶地下水模拟的改进措施,包括优化模型的参数设置、引入更复杂的水动力学模型(如EPM、DC和CDC模型)以及提高模型在非达西流动条件下的应用能力。未来应继续探索模型参数的最优化,并通过更多实地验证来提高模型的预测能力和适用性,以期为岩溶区水资源管理和保护提供科学的决策支持。 展开更多
关键词 GMS 地下水 数值模拟 岩溶管道
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