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Emerging Challenges in Atolls for Sustainable Groundwater Management
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作者 Pallavi Banerjee V.S.Singh 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期22-23,共2页
Tropical islands,about 50000 in number,are distributed over the Pacific,Indian and Atlantic Oceans.Limited groundwater resources in the form of lens shaped aquifers,in atolls,are extremely vulnerable to natural proces... Tropical islands,about 50000 in number,are distributed over the Pacific,Indian and Atlantic Oceans.Limited groundwater resources in the form of lens shaped aquifers,in atolls,are extremely vulnerable to natural processes and human activities.The increasing population on these islands has worsened the groundwater demand supply ratio significantly. This deteriorating ground water condition has come 展开更多
关键词 CORAL ISLANDS groundwater numerical modeling groundwater LEVEL sea LEVEL
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物理信息神经网络在水文地质与工程地质中的应用研究综述
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作者 朱琳 钱陈之皓 +3 位作者 宫辉力 郭涛 李帅 叶淼 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第7期13-25,共13页
【目的】在水文地质与工程地质研究中,传统机理数值模型在模拟复杂物理过程时存在建模精度低、不确定性等问题,机器学习模型则存在数据需求量大和可解释性差的不足。物理信息神经网络(Physics-Informed Neural Networks,PINNs)作为一种... 【目的】在水文地质与工程地质研究中,传统机理数值模型在模拟复杂物理过程时存在建模精度低、不确定性等问题,机器学习模型则存在数据需求量大和可解释性差的不足。物理信息神经网络(Physics-Informed Neural Networks,PINNs)作为一种结合物理定律和机器学习的新方法,能够为解决上述问题提供可行的方案。【方法】首先,通过整理近四年文献,系统梳理机理数值模型、机器学习模型以及机理-学习耦合模型在水文地质与工程地质领域的研究现状;其次,深入分析PINNs在该领域的最新应用;最后,阐述了PINNs在水文地质与工程地质领域发展中存在的问题,并对其今后的发展给出相关建议。【结果】研究发现,在水文地质与工程地质领域,PINNs部分解决了数值模型和机器学习模型中存在的数据稀缺、可解释性差和泛化性不足的问题,拥有广阔的应用前景。今后需要进一步解决其在鲁棒性、自适应权重分配和初边界条件处理方面的问题,深入挖掘其潜力。【结论】在未来研究中,建议耦合生成式模型或强化学习等模型,减少因数据质量和噪声对模型的影响,提高PINNs的鲁棒性;使用自适应学习算法和动态权重平衡机制,平衡损失函数各项权重,使PINNs模型输出矩阵满足正交条件,提高PINNs模型的计算效率;综合实际情况,选择优化激活函数、约束方式等,使PINNs模型收敛速度更快,结果更为精准。 展开更多
关键词 物理信息神经网络 数值模型 机器学习 耦合模型 地下水 水文地质 数值模拟 工程地质
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水位、水量、产量联控的华北平原地下水超采区节水灌溉多目标优化 被引量:2
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作者 井淼 张江江 +4 位作者 刘瑾 杨思敏 谢一凡 孙梦雅 鲁春辉 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期184-192,共9页
为探索地下水位、灌溉水量、作物产量联控下华北平原农作物节水灌溉方案,通过耦合基于FloPy的地下水数值模型、作物需水模型和NSGA-Ⅱ多目标优化模型,研发了水位、水量、产量联控的节水灌溉多目标优化模拟框架irrigmoo。以华北平原中东... 为探索地下水位、灌溉水量、作物产量联控下华北平原农作物节水灌溉方案,通过耦合基于FloPy的地下水数值模型、作物需水模型和NSGA-Ⅱ多目标优化模型,研发了水位、水量、产量联控的节水灌溉多目标优化模拟框架irrigmoo。以华北平原中东部的沧州市作为研究区,通过收集实地资料,进行了地下水数值模型校正、作物需水模型构建以及NSGA-Ⅱ多目标优化模型配置,获得了限水灌溉条件下灌溉方案的帕累托非劣解集,并优选了代表性的地下水压采和水源置换方案。结果表明:若将灌溉用水中地下水的比例压减42.13%,并将15.28%的地下水置换为替代水源,可实现深层地下水位回升2.36 m,灌溉水量减少26.86%,冬小麦产量下降3.94%;若禁止开采地下水用于灌溉,且将现状开采量的37%置换为替代水源,有望实现深层地下水位回升8.95 m,灌溉水量减少62.87%,冬小麦减产12.70%,且产量仍在约束范围内。 展开更多
关键词 限水灌溉 地下水超采 地下水位 地下水数值模型 多目标优化 粮食产量 华北平原
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止水帷幕插入比对基坑地下水控制的影响规律 被引量:1
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作者 范新明 邓毅旁 +2 位作者 李辉 邱继生 刘慧 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期170-181,共12页
设置止水帷幕是解决基坑地下水控制的一种有效方式,为研究止水帷幕插入比(嵌入基坑底部深度/基坑开挖深度)对地下水控制的影响规律,通过设计室内模型箱进行试验,研究了初始水位和止水帷幕插入比变化对基坑地下水控制的影响规律,利用验... 设置止水帷幕是解决基坑地下水控制的一种有效方式,为研究止水帷幕插入比(嵌入基坑底部深度/基坑开挖深度)对地下水控制的影响规律,通过设计室内模型箱进行试验,研究了初始水位和止水帷幕插入比变化对基坑地下水控制的影响规律,利用验证过的有限元模型进一步分析了止水帷幕插入比对基坑地下水控制的影响规律,并给出了止水帷幕有效插入比的确定方法。结果表明:止水帷幕插入比对地下水控制影响显著,与不设置止水帷幕相比,4种初始水位下基坑边缘处止水帷幕水位均有明显下降,引入止水帷幕插入比与坑内外水位差,求解出4种初始水位下的有效插入比,并根据模型试验及有限元分析结果提出了止水帷幕的设计方法。研究结果对进一步探究止水帷幕对深基坑地下水控制的影响规律并确定止水帷幕的插入比具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 地下水控制 止水帷幕 有效插入比 模型箱 数值模拟
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基于参数随机分布的潜流带地下水数值模拟研究
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作者 王辉 刘军生 +7 位作者 王荆 赵寿刚 孙瑞东 王田野 张一博 兰雁 杨浩明 侯佼建 《人民黄河》 北大核心 2025年第2期107-112,155,共7页
含水层水文地质参数的合理性是决定地下水数值模型模拟精度的关键因素之一。以淮河流域清水河典型河段为研究区,通过含水层土体野外监测和室内试验,建立了渗透系数、给水度和贮水率的概率密度分布函数,并利用参数中值和置信度为95%的置... 含水层水文地质参数的合理性是决定地下水数值模型模拟精度的关键因素之一。以淮河流域清水河典型河段为研究区,通过含水层土体野外监测和室内试验,建立了渗透系数、给水度和贮水率的概率密度分布函数,并利用参数中值和置信度为95%的置信区间,建立了基于多参数概率密度分布的地下水数值模型。结果表明:相较于采用地质勘探建议值的传统地下水数值模型,基于多参数概率密度分布的地下水数值模型的地下水位模拟结果的精确度得到了显著提升;河流水位、河床渗透系数等直接影响河流与地下水之间的水量交换强度,以及地下水的渗流和储存特征。 展开更多
关键词 地下水 数值模拟 参数随机分布 清水河
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微生物介导的地下水生物地球化学过程数值模拟研究进展
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作者 戴恒 吴慧娴 +3 位作者 任婉立 张翼宇 文章 袁松虎 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第3期14-27,共14页
地下水污染是全球性的环境问题,严重威胁人类健康和生态环境。作为地下水生态系统的重要组成部分,微生物通过其代谢反应参与多种生物地球化学过程,控制着污染物的转化与迁移。数值模拟是定量描述和预测地下水污染物迁移转化行为的重要手... 地下水污染是全球性的环境问题,严重威胁人类健康和生态环境。作为地下水生态系统的重要组成部分,微生物通过其代谢反应参与多种生物地球化学过程,控制着污染物的转化与迁移。数值模拟是定量描述和预测地下水污染物迁移转化行为的重要手段,而理解和掌握微生物代谢过程的建模方法将有助于进一步提升对地下水中污染物运移行为的模拟和预测精度。鉴于此,文章按照发展时间与应用尺度,系统总结了微生物代谢活动模拟方法的发展进程,重点探讨了新一代基因测序技术的进步对数值模拟研究的推动作用;同时,详细介绍了如何构建微生物代谢模型,以定量描述其参与的生物地球化学过程,并汇总了常用的微生物信息数据库和模拟软件;最后指出,当前微生物代谢模型的应用仍面临诸多挑战,包括模型验证困难、参数适用性不足、数据获取难度大以及计算需求高等问题。未来研究需进一步深入探索微生物代谢机制,优化建模方法,完善适用于不同需求的参数和经验方程,以提升模型的准确性和适用性;同时,还需着力解决模型构建中微生物相关数据的处理、计算精度与效率的问题。 展开更多
关键词 地下水污染 数值模拟 微生物代谢模型 生物地球化学过程 数据-模型整合
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基于KELM的趵突泉泉域地下水流替代模型
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作者 王子健 骆乾坤 +3 位作者 李迎春 刘鑫 邓亚平 钱家忠 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期85-91,共7页
文章以济南市趵突泉泉域为研究区,采用核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)建立泉域地下水流数值模型的替代模型,使用拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)方法确定60组地下水开采方案用于训练KELM模型,通过... 文章以济南市趵突泉泉域为研究区,采用核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)建立泉域地下水流数值模型的替代模型,使用拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)方法确定60组地下水开采方案用于训练KELM模型,通过对比地下水流数值模型的模拟结果与替代模型输出的结果,评价所建立替代模型的性能。结果表明:替代模型输出的地下水位值与地下水流数值模型模拟得到的地下水位值基本接近,且模型的运行时间减少了约99.62%。说明该模型可作为趵突泉泉域地下水流数值模型的替代模型,可提高区域地下水优化管理模型的求解效率。 展开更多
关键词 地下水数值模拟 趵突泉泉域 替代模型 核极限学习机(KELM) 拉丁超立方抽样(LHS)
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联合InSAR观测和地下水数值模拟研究现今地表沉降——以陕西三原地区为例
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作者 曹曦予 葛伟鹏 +2 位作者 张波 朱俊文 平孜菲 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第2期274-284,共11页
沉积盆地地下水开采与回灌能够引起盆地地下水水位变化,产生盆地地表沉降与隆起,引起盆地大范围的地裂缝、沉陷等地质灾害。为研究关中盆地地下水水位变化与地表沉降灾害的关系,处理了2015~2022年Sentinel-1A卫星的升轨SAR数据,揭示关... 沉积盆地地下水开采与回灌能够引起盆地地下水水位变化,产生盆地地表沉降与隆起,引起盆地大范围的地裂缝、沉陷等地质灾害。为研究关中盆地地下水水位变化与地表沉降灾害的关系,处理了2015~2022年Sentinel-1A卫星的升轨SAR数据,揭示关中盆地区域地表形变时空分布特征,发现多条活动断裂围限的陕西省三原县县城区域地表沉降较显著;利用MODFLOW软件开展了地下水模拟工作,分析地下水水位变化对地表沉降的反馈作用机制。结果表明:研究区地表沉降变形受到地下水水位变化影响,区域活动断裂对地下水的分布和流动起阻隔作用;联合InSAR技术与MODFLOW软件可识别地下水开采抽取引起的地下水水位变化,以及由此导致的区域地表沉降现象,有助于探讨沉积盆地地表沉降灾害发生机理。 展开更多
关键词 地下水 地表沉降 Sentinel-1A卫星 INSAR技术 数值模拟 MODFLOW软件 关中盆地
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红旗农场地下水对土壤盐分分布影响预测研究
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作者 靳华 刘洪光 +2 位作者 王潭刚 李鹏飞 孙铭岳 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第6期612-619,627,共9页
为探究地下水埋深和矿化度变化对土壤盐分空间运移的影响,文中以新疆生产建设兵团第三师红旗农场为例,基于2021—2023年田间监测地下水和土壤盐分数据,构建GMS-HYDRUS-2D(groundwater modeling system,GMS)模型,模拟预测了2023年至2035... 为探究地下水埋深和矿化度变化对土壤盐分空间运移的影响,文中以新疆生产建设兵团第三师红旗农场为例,基于2021—2023年田间监测地下水和土壤盐分数据,构建GMS-HYDRUS-2D(groundwater modeling system,GMS)模型,模拟预测了2023年至2035年研究区3个特征点地下水与土壤盐分变化情况.研究结果表明:地下水变化具有周期性,地下水埋深呈现减小的趋势,地下水矿化度和土壤含盐量呈现增加的趋势;GMS-HYDRUS-2D耦合模型的均方根误差小于0.2500,纳什效率系数不小于0.7000,决定系数大于0.6600,模型具有较好的拟合效果,能够呈现土壤含盐量在地下水作用下的变化趋势;2035年模拟期末井1,4,5地下水埋深较2023年同时期分别减小0.44,0.63,0.52 m,采样点3,8,9处土壤表层盐分分别增加0.27,0.87,0.36 g/kg,地下水埋深的减小量与土壤表层盐分累积量呈正相关关系.研究结果可为改善南疆红旗农场土壤盐渍化方案的制定和应用提供理论支撑和科学指导. 展开更多
关键词 地下水 土壤含盐量 数值模型 水盐运移 趋势预测
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气候变暖对典型半干旱地区地下水潜在补给量的影响 被引量:1
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作者 强郁城 谢月清 +1 位作者 陆士昂 戴鑫 《高校地质学报》 北大核心 2025年第1期104-112,共9页
降雨入渗是干旱半干旱地区地下水补给的主要来源,研究其补给机制对于这些地区地下水资源合理开发利用具有重要意义。当前全球气候变暖日益加剧,气候变暖会改变降雨时空变异性从而对地下水补给量产生显著影响,然而气候变暖对于干旱半干... 降雨入渗是干旱半干旱地区地下水补给的主要来源,研究其补给机制对于这些地区地下水资源合理开发利用具有重要意义。当前全球气候变暖日益加剧,气候变暖会改变降雨时空变异性从而对地下水补给量产生显著影响,然而气候变暖对于干旱半干旱地区地下水补给量的影响尚不明确。该研究选取典型半干旱地区鄂尔多斯高原作为研究区,构建了野外气象和土壤水分层数据观测站,基于HYDRUS-1D建立了一维非饱和水流模型,并利用实际观测数据校正与验证模型,基于该模型系统研究了ssp1-2.6、ssp2-4.5、ssp3-7.0、ssp5-8.5四种气候变暖情景下该地区地下水补给的机理过程与潜在补给量的变化趋势。研究结果表明:(1)气候变暖对研究区降雨量的影响较小,对气温产生的影响更加明显。研究区未来降雨量将缓慢上升,而气温变化趋势则随气候变暖情形不同而不同;(2)气候变暖会导致研究区地下水潜在补给量减少,仅在气候变暖程度最低的ssp1-2.6情形下补给量会上升;(3)研究区的地下水潜在补给量受到降雨量变化影响较小,受到蒸散发强度变化影响较大。 展开更多
关键词 干旱与半干旱地区 地下水潜在补给量 气候变暖 数值模型
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基于GMS的平原区浅层地下水潜在硝酸盐点源污染预测研究——以秦皇岛为例
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作者 胡博文 范琳琳 +4 位作者 王磊 李振雄 王振华 解志旺 李毅 《北京师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期151-160,共10页
为研究秦皇岛平原区浅层地下水中硝酸盐污染潜在发展动态,本文利用GMS构建地下水水流与溶质迁移耦合模型,对地下水中硝酸盐潜在点源在未来20 a间的迁移和污染风险进行预测,探讨了切断污染源的不同时间情景对水源地的污染影响.结果表明:... 为研究秦皇岛平原区浅层地下水中硝酸盐污染潜在发展动态,本文利用GMS构建地下水水流与溶质迁移耦合模型,对地下水中硝酸盐潜在点源在未来20 a间的迁移和污染风险进行预测,探讨了切断污染源的不同时间情景对水源地的污染影响.结果表明:构建的地下水流动模型和36个野外统测数据拟合较好,能够反映区域地下水流动情况;浅层地下水中硝酸盐污染羽主延伸方向从西北向东南沿海扩散;水源地的地下水开采影响了局部地下水流动方向,昌黎县后孟营水源地存在较显著的污染风险.此外,研究发现切断污染源后,迁移和稀释的过程是缓解后孟营水源地硝酸盐污染风险的主要因素,及时切断污染源能够有效降低污染风险. 展开更多
关键词 浅层地下水 秦皇岛平原区 GMS数值模拟 硝酸盐 点源污染预测
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双线隧道地层顺次冻结流热耦合分析
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作者 胥明 陈星 +3 位作者 张慧鹏 夏明 张康健 张志强 《人民长江》 北大核心 2025年第1期164-172,共9页
人工冻结法具有隔水性能好、冻结地层强度高、施工地层适应性强等特点,被广泛运用到富水地层施工中,而地下水流动会对冻结温度场产生重要影响。依托一并行隧道顺序冻结工程,开展了冻结温度场现场监测。同时建立流热耦合数值模型,研究地... 人工冻结法具有隔水性能好、冻结地层强度高、施工地层适应性强等特点,被广泛运用到富水地层施工中,而地下水流动会对冻结温度场产生重要影响。依托一并行隧道顺序冻结工程,开展了冻结温度场现场监测。同时建立流热耦合数值模型,研究地下水渗流速度对近距离并行隧道顺序冻结温度场发展的影响。结果表明:(1)各测温孔监测数据与数值模型模拟结果一致,数值模型具有一定可靠性。(2)处于渗流区上游的冻结管会降低地下水温度,冷量随水流动被携带至下游地层。上游左线冻结壁的形成会降低下游右线地层的地下水流速。(3)单线冻结管圈首先于上侧、下侧和处于下游的右侧形成局部冻结体,局部冻结体逐渐扩展,最后于左侧管圈处实现完全交圈。(4)当地下水渗流速度大于1.0 m/d后,左右两线交圈时间差随渗流速度的增加而增加。(5)在有地下水渗流的地层中进行顺序冻结法施工,应优先进行上游处冻结施工,可有效提高施工效率。 展开更多
关键词 地层冻结 人工冻结法 流热耦合数值模型 冻结温度场 渗流速度 地下水
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人工智能驱动的地下水数值模拟研究进展
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作者 魏亚强 陈依然 +4 位作者 陈玉玲 占杍 张浇 梁建 谢佳伦 《西北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期647-657,共11页
地下水是维系生态安全与可持续发展的关键资源,正面临水量波动与水质污染的双重挑战。基于行为过程的数值模型虽可刻画地下水渗流与污染物运移过程,但对参数精度依赖高、计算复杂,难以适应复杂异质环境下的动态模拟需求。人工智能(AI)... 地下水是维系生态安全与可持续发展的关键资源,正面临水量波动与水质污染的双重挑战。基于行为过程的数值模型虽可刻画地下水渗流与污染物运移过程,但对参数精度依赖高、计算复杂,难以适应复杂异质环境下的动态模拟需求。人工智能(AI)技术在非线性建模、预测优化与高维特征提取方面展现出独特优势,为突破复杂系统建模瓶颈提供新手段。文章系统综述了AI在地下水模拟中的研究进展,涵盖水位预测、污染迁移模拟与修复优化等关键应用。结果表明,AI模型在动态预测、污染识别与修复方案优化等方面表现良好,混合模型方法在复杂变量交互建模中表现出较强鲁棒性,而深度学习框架在时空特征提取方面具有显著优势。然而,AI模型仍存在泛化能力弱、缺乏物理一致性等问题。未来,应重点聚焦以下几方面的研究:(1)构建多尺度数据融合与尺度迁移机制,增强模型稳定性与适应性;(2)提升同尺度模型的可迁移性与复用性,降低对目标场地数据的依赖;(3)推动从“大数据”向“有效数据”范式转变,强化小样本条件下的建模能力;(4)通过嵌入物理约束提升替代模型的可信性与物理一致性;(5)构建集成物联网与边缘计算的智能系统,实现地下水的高效感知、模拟与实时决策,助力地下水管理迈向智能化新时代。 展开更多
关键词 人工智能 地下水 数值模拟 污染物
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保定市湿地退化空间分布特征及预测分析
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作者 鲁春辉 荣树杰 +5 位作者 杨杰 谢一凡 叶逾 沈城吉 徐腾 南统超 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期9-18,共10页
华北平原地下水的大面积超采,导致该地区发生湿地退化的生态环境地质灾害。以保定市为研究区,基于2000、2005、2010、2015、2020年的土地利用数据,利用GIS技术对研究区的湿地分布与变化情况进行分析,探明研究区部分区域存在湿地退化现象... 华北平原地下水的大面积超采,导致该地区发生湿地退化的生态环境地质灾害。以保定市为研究区,基于2000、2005、2010、2015、2020年的土地利用数据,利用GIS技术对研究区的湿地分布与变化情况进行分析,探明研究区部分区域存在湿地退化现象,进一步采用Python语言构建马尔科夫模型,分别模拟自然演化情景、超采加剧情景、自然补给情景下2025年研究区湿地的演变趋势,并根据演变趋势进行相应预测分析。结果表明:2000—2010年研究区湿地总面积呈现减少趋势,湿地退化现象严重;2010—2020年湿地总面积开始增加,研究区的湿地退化现象得以缓解。与2020年相比,2025年研究区自然演化情景下湿地面积增加16.23 km^(2),但在安新县、阜平县、曲阳县和唐县的退化现象仍较为严重;超采加剧情景下湿地面积减少13.94 km^(2),开采点周围区域发生显著的湿地退化现象;自然补给情景下湿地面积将随着降雨等级的提高分别增加21.68、27.32、32.82 km^(2),湿地退化现象的缓解程度也随之不断增强。本研究结果对湿地保护与管理以及地下水超采的治理管控具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 湿地退化 地下水超采 马尔科夫模型 预测分析 数值模拟
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铬污染土壤动态浸出特征及对地下水影响的模拟 被引量:2
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作者 庄钧懿 成一知 +7 位作者 侯一哲 刘玉兰 王锴 程莉蓉 丁爱中 纪智慧 徐巍 王承刚 《南水北调与水利科技(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期272-281,共10页
以原长沙铬盐厂污染土壤为研究对象,利用动态淋溶试验,研究不同淋溶模式下土壤六价铬[Cr(Ⅵ)]淋出特征及其对地下水的影响。结果显示,淋溶流速会影响土柱中Cr(Ⅵ)达到解吸稳定所需要的时间,即在连续淋溶模式的高、中、低3种流速条件下,... 以原长沙铬盐厂污染土壤为研究对象,利用动态淋溶试验,研究不同淋溶模式下土壤六价铬[Cr(Ⅵ)]淋出特征及其对地下水的影响。结果显示,淋溶流速会影响土柱中Cr(Ⅵ)达到解吸稳定所需要的时间,即在连续淋溶模式的高、中、低3种流速条件下,达到平衡的时间分别为1、4、15 d,而间歇淋溶模式的Cr(Ⅵ)浸出效率略低于连续淋溶模式,这主要是受到土壤中孔隙水更新效率的控制。利用COMSOL Multiphysics?5.6构建试验中Cr(Ⅵ)迁移的模型,计算连续、间歇2种淋溶模式下6种不同情景中Cr(Ⅵ)的质量浓度变化及累积浸出质量,结合模型计算与柱实验结果分析发现,当土壤中Cr(Ⅵ)质量分数达到二类用地筛选值(5.7 mg/kg)后,淋出液中Cr(Ⅵ)质量浓度仍为地下水Ⅴ类水标准(0.1 mg/L),此时淋出液中Cr(Ⅵ)质量浓度仍对地下水环境造成威胁;同一时间段内,间歇淋溶柱高流速情景下有最小淋出率(33.67%),连续淋溶柱高流速情景有最大浸出率(83.99%)。研究表明,在场地地下水污染治理过程中,需要考虑土壤修复标准对地下水的影响,即水土共治。研究成果可为重金属污染场地修复工程提供参考。 展开更多
关键词 六价铬 水土共治 地下水 柱试验 数值模拟
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基于Visual MODFLOW大水矿山深部开采矿坑涌水量预测 被引量:2
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作者 李军强 王肖珊 +4 位作者 丛宇 邓洪 王艳军 梁小明 张静 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第10期257-264,共8页
矿产资源的不断开发导致矿坑涌、突水现象愈加频繁,此类问题多发生于大水矿山,为更好指导大水矿山深部开采工作,准确预测矿山深部开采矿坑涌水量至关重要。结合某矿区勘察资料、水文地质条件和观测井实测水位数据,利用Visual MODFLOW软... 矿产资源的不断开发导致矿坑涌、突水现象愈加频繁,此类问题多发生于大水矿山,为更好指导大水矿山深部开采工作,准确预测矿山深部开采矿坑涌水量至关重要。结合某矿区勘察资料、水文地质条件和观测井实测水位数据,利用Visual MODFLOW软件建立矿区水文地质数值模型,进行稳态与非稳态校正以及相关参数敏感性分析;根据该矿区-150 m水平矿坑真实涌水量拟合分析Drain模块水力传导系数值,运用识别后模型对矿山深部开采矿坑涌水量预测,结果表明-200、-250、-300、-350 m等不同水平矿坑正常涌水量为17209.82、18896.20、21299.31、23494.10 m^(3)/d,预测结果可为矿山防治水工作提供依据,以及为工程安全开挖提供保障。 展开更多
关键词 Visual MODFLOW 地下水数值模型 敏感性分析 水力传导系数 矿坑涌水量
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基于随机森林的地下水溶质运移替代模型研究 被引量:1
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作者 柏晓鹏 南瑞川 +2 位作者 杜甫 闫晓惠 张婷婷 《水电能源科学》 北大核心 2024年第11期60-63,共4页
地下水污染溯源和含水层参数反演等逆问题通常受到大量计算负荷量的限制。为解决这一问题,考虑采用替代模型,以降低地下水逆问题的计算成本。首先采用模拟退火—拉丁超立方采样(SA-LHS)抽取200组工况;运用Visual Modflow的MODFLOW模块、... 地下水污染溯源和含水层参数反演等逆问题通常受到大量计算负荷量的限制。为解决这一问题,考虑采用替代模型,以降低地下水逆问题的计算成本。首先采用模拟退火—拉丁超立方采样(SA-LHS)抽取200组工况;运用Visual Modflow的MODFLOW模块、MT3DMS模型进行地下水溶质运移模拟;最后利用随机森林(RF)模型建立地下水溶质运移模型的替代模型。结果表明,替代模型精度较高,值得强调的是,Visual Modflow模拟200组工况需要120 min,随机森林模型仅需0.92 s,运行速度提升7800倍,在保持较高精度的同时大幅减少反复运行地下水污染溶质运移模型的计算负荷。 展开更多
关键词 地下水污染 SA-LHS 随机森林 替代模型 数值模拟
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地下水循环井修复系统评估方法研究
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作者 刘玉兰 李梦丹 +10 位作者 王锴 贾文娟 彭杨皓 程莉蓉 牛耕 丁爱中 王森杰 王海立 林威 谷成功 徐华清 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2362-2371,共10页
地下水循环井修复技术逐渐成为地下水污染治理的新方向。通过识别影响循环井修复效果的关键指标,基于高度概化的单一含水层条件结合数值模拟技术建立了两种地下水循环井修复系统评估方法,一种是无量纲分析方法,研究单因素对循环影响半... 地下水循环井修复技术逐渐成为地下水污染治理的新方向。通过识别影响循环井修复效果的关键指标,基于高度概化的单一含水层条件结合数值模拟技术建立了两种地下水循环井修复系统评估方法,一种是无量纲分析方法,研究单因素对循环影响半径的影响,给出单因素影响下的循环影响半径公式;另一种是粒子跟踪方法,描述粒子的运动轨迹,研究筛管长度、筛管间距、抽注水量、各向异性、水力梯度对回收率的影响。结果表明:①在无水梯度条件下,循环影响半径与抽取筛管段长度、抽注水量、垂向渗透系数均呈对数关系,与注入筛管段长度、筛管间距均呈二次函数关系;叠加水力梯度后,无量纲化循环影响半径与无量纲化水力梯度呈对数关系,且当Q/B2v(Q为抽注水量,B为含水层厚度,v为地下水流速)为0~5.3时,上游循环影响半径大于下游循环影响半径;当Q/B2v大于5.3时,下游循环影响半径大于上游循环影响半径。②在无水梯度条件下,相同时间内抽注段筛管长度相同时,筛管长度、筛管间距、各向异性均与回收率呈负相关,抽注水量与回收率呈正相关;抽注段筛管长度不同时,筛管长度的变化对回收率的影响不显著。叠加水力梯度后,水力梯度越大,上游的回收率越大,下游的回收率越小。③回收率对参数敏感性分析显示,回收率对抽取、注入筛管长度变化、筛管间距变化、抽注水量变化均较不敏感,对各向异性值的变化最为敏感,即各向异性值越高的含水层对回收率的负面影响越大。研究显示,通过采用无量纲分析方法和粒子跟踪方法识别关键指标参数的变化规律,可有效评估地下水循环井修复系统。 展开更多
关键词 地下水循环井 数值模拟 影响半径 粒子追踪
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单井抽出-处理-回渗循环技术修复效果关键影响因素研究
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作者 肖瀚 杨昱 +4 位作者 徐祥健 邓圣 韩旭 夏甫 姜永海 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期531-538,共8页
采用单井抽出-处理-回渗循环污染地下水修复技术(单井循环技术)原位修复石化场地三氯乙烯(TCE)污染地下水。采用室内试验和数值模拟相结合的方法,通过关键影响因素的不同情景设置,模拟修复过程中污染羽的时空变化情况,明确关键因素对污... 采用单井抽出-处理-回渗循环污染地下水修复技术(单井循环技术)原位修复石化场地三氯乙烯(TCE)污染地下水。采用室内试验和数值模拟相结合的方法,通过关键影响因素的不同情景设置,模拟修复过程中污染羽的时空变化情况,明确关键因素对污染物去除的影响。结果表明:修复1,2,3,4,5,6,13,20 d后,TCE去除率分别为27.29%、34.94%、43.65%、54.12%、66.47%、75.88%、91.76%和92.35%;含水层渗透系数(K)和抽出回渗量(Q)是TCE去除的关键影响因素,其中Q的影响较为明显;污染物去除率(r)与修复时间(t)、Q和K之间存在定量关系(r=22.5lnt+6.3ln(KQ)+2.30),推导出的定量关系表达式有助于指导实际污染场地应用时抽出回渗量的设计。 展开更多
关键词 抽出-处理-回渗循环 地下水修复 关键影响因素 物理模型 数值模型
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雨水收集措施对周边地下水动态特征的影响分析
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作者 杜静雯 刘佩贵 +1 位作者 黄璟胜 杜新龙 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第12期1698-1703,共6页
为探究透水铺装和下凹式绿地2种雨水收集措施对周边地下水动态的影响,文章以在淮北平原地区的某所学校为研究对象,通过建立地下水流数值模型,定量分析不同降水频率下,地下水水位和可开采量对2种雨水收集措施的响应程度。结果表明:在雨... 为探究透水铺装和下凹式绿地2种雨水收集措施对周边地下水动态的影响,文章以在淮北平原地区的某所学校为研究对象,通过建立地下水流数值模型,定量分析不同降水频率下,地下水水位和可开采量对2种雨水收集措施的响应程度。结果表明:在雨水收集措施正常运行的情状况下,当降水频率为25%、50%、75%,可使地下水可开采量分别增加2.78%、2.79%、2.81%;基于2017—2018年年平均降雨量,安装雨水收集措施可使地下水水位抬升0~0.24 m,与含水层厚度相比,变化幅度为0~0.96%。该研究结果对增加研究区内地下水资源量具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 数值模型 允许降深 地下水可开采量 透水铺装 下凹式绿地
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