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华北平原地下水位驱动下的地面沉降现状与研究展望 被引量：46
1
作者 郭海朋 李文鹏 +5 位作者 王丽亚 陈晔 臧西胜 王云龙 朱菊艳 卞跃跃 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期162-171,共10页
华北平原年地面沉降量大于50 mm的严重区面积超过全国总量的80%,防治形势严峻,需要开展有针对性的研究,为有效防控地面沉降提供科学依据。华北平原建立了较完善的地面沉降监测网络,基本掌握了地面沉降现状及演化规律,但受华北平原含水... 华北平原年地面沉降量大于50 mm的严重区面积超过全国总量的80%,防治形势严峻,需要开展有针对性的研究,为有效防控地面沉降提供科学依据。华北平原建立了较完善的地面沉降监测网络,基本掌握了地面沉降现状及演化规律,但受华北平原含水层系统影响因素复杂与时空变化大等因素制约,对地下水位变化驱动下的土层变形特征及其机制研究迄今仍比较薄弱,限制了对地面沉降发展趋势的科学研判和预测预警。在总结国内外地面沉降研究进展、基于高时空分辨率监测数据分析华北平原地面沉降现状和发展趋势的基础上,提出了地下水位变化影响下的地面沉降研究方向。目前,华北平原地面沉降出现减缓态势,天津、沧州、衡水等重点城市主城区地面沉降得到有效控制,但华北平原尤其是河北平原地面沉降总体上仍然处于较快发展阶段,主要原因是农业灌区地下水开采得不到有效控制。未来华北平原地面沉降研究应聚焦地面沉降机理和预测预警、地下水位回升驱动下的土层变形规律及其对环境的影响、地面沉降区地下水资源属性及地热开发与地面沉降关系等方面。 展开更多
关键词 华北平原 地面沉降 土层变形 土-水耦合模型 含水层系统
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近40年来华北平原地下水位演变研究及其超采治理建议 被引量：71
2
作者 杨会峰 曹文庚 +7 位作者 支传顺 李泽岩 包锡麟 任宇 柳富田 范存良 王树芳 王亚斌 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1142-1155,共14页
华北平原是中国三大平原之一,同时也是粮食主产区之一,京津冀协同发展区,雄安新区皆位于区内,地理位置极其重要。地下水是华北平原主要的供水水源,占总供水量70%左右,自20世纪70年代末以来地下水开采强度不断增大,长期处于严重超采状态... 华北平原是中国三大平原之一,同时也是粮食主产区之一,京津冀协同发展区,雄安新区皆位于区内,地理位置极其重要。地下水是华北平原主要的供水水源,占总供水量70%左右,自20世纪70年代末以来地下水开采强度不断增大,长期处于严重超采状态,形成规模巨大地下水位降落漏斗,进而引发地面沉降、地裂缝、湿地退化、海水入侵等一系列环境地质问题,制约社会经济可持续发展。研究地下水位演变可以为地下水超采治理及降落漏斗修复提供支撑,本文基于华北平原2019—2020年高密度地下水位统测数据及历史水位资料,研究了2020年现状地下水位流场及漏斗分布状况,系统分析了近40年来地下水位变化特征。研究发现:华北平原东西部浅层地下水位呈现差异化发展,20世纪80年代至2014年平原西部浅层地下水位持续快速下降,累计降幅达20~60 m,太行山前冲洪积扇缘一带水位降幅最大,2014年南水北调工程供水后,西部山前主要城市水位止跌回升;中东部地区水位呈现自然波动状态。深层地下水位20世纪80年代至2014年,总体呈下降趋势,中东部地区水位降幅度最大,累计达到40~90 m;2014年后城市区与农业区深层地下水位呈差异化发展,城区水位回升明显,周边农业区仍呈快速下降趋势。此外,在地下水演变分析基础上,以地下水采补平衡及水位恢复为目标,提出了开展超采区防控目标水位阈值研究、制定地下水减采和回补精准治理方案、优化地下水位监测网以及南水北调农业水源置换可行性研究等建议。研究成果对支撑华北平原地下水超采精准治理,地下水位降落漏斗修复和地下水资源合理开发与管理都具有重要意义。 展开更多
关键词 华北平原 地下水位演变 地下水位降落漏斗 超采治理建议 水文地质调查工程
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海河流域地下水资源特征和开发利用潜力 被引量：21
3
作者 杨会峰 孟瑞芳 +7 位作者 李文鹏 李泽岩 支传顺 包锡麟 李长青 柳富田 吴海平 任宇 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1032-1051,共20页
海河流域水资源严重短缺,地下水长期超采是制约社会经济可持续发展的主要瓶颈。开展流域地下水资源及开发利用潜力研究,对支撑服务地下水超采治理、地下水资源可持续利用和生态环境保护都具有重要意义。经系统评价,海河流域天然资源量25... 海河流域水资源严重短缺,地下水长期超采是制约社会经济可持续发展的主要瓶颈。开展流域地下水资源及开发利用潜力研究,对支撑服务地下水超采治理、地下水资源可持续利用和生态环境保护都具有重要意义。经系统评价,海河流域天然资源量252.99×10^(8)m^(3),生态水位约束条件下的浅层地下水开采资源量172.98×10^(8)m^(3),可更新的深层水可利用量4.68×10^(8)m^(3)。海河流域山区地下水质量总体较好,Ⅰ~Ⅲ类水占比40.83%,平原区浅层地下水质量较差,Ⅰ~Ⅲ类水占比14.10%,深层地下水质量优于浅层地下水,Ⅰ~Ⅳ类水占比74.25%。海河流域山区地下水开采潜力总体较小,燕山和太行山北部山区,地下水资源禀赋较差,基本无开采潜力,太行中部山区地下水开采程度较高,无开采潜力或开采潜力较小,太行南部山区地下水资源禀赋良好,开采潜力较大;平原区浅层地下水在不同水文地质单元开采潜力差异较大,山前平原浅层地下水长期超采形成大范围降落漏斗,无开采潜力或潜力较小,中东部平原浅层地下水资源禀赋较差,以微咸水为主,开采潜力较小,山东省鲁北平原区浅层地下水开采程度较低,聊城—德州一带开采潜力较大;雄安新区地下水总体无开采潜力。平原区深层地下水基本无开采潜力。 展开更多
关键词 海河流域 水文地质调查工程 地下水资源 空间分布 开采潜力 北京 天津 河北 山西 河南 山东
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北京东部平原区地面沉降时空演化特征及预测 被引量：10
4
作者 于文 宫辉力 +1 位作者 陈蓓蓓 周超凡 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2022年第4期183-193,共11页
地面沉降是地表高程下降的一种自然地质现象,若发生在人口密集、社会发展程度较高的城市,将对城市基础设施具有严重的破坏性,威胁着城市安全。地面沉降演化特征分析可以反映其对地面基础设施的影响程度,建立一个高效的地面沉降预测模型... 地面沉降是地表高程下降的一种自然地质现象,若发生在人口密集、社会发展程度较高的城市,将对城市基础设施具有严重的破坏性,威胁着城市安全。地面沉降演化特征分析可以反映其对地面基础设施的影响程度,建立一个高效的地面沉降预测模型对于地面沉降的防治和保障城市安全有着重要意义。首先,利用永久散射体合成孔径雷达干涉测量方法(persistent scatterer interferometric synthetic aperture Radar,PS-InSAR)获取到地面沉降时空信息,且与水准验证得到较高的精度。其次,利用经验正交函数对地面沉降场整体时空特性进行分析,发现研究区域空间模态1方差贡献率很大,几乎代表研究区域空间的整体演化情况,对应时间系数线性趋势显著;模态2有一定的方差贡献率,但占比很小,对应的时间系数季节性显著。最后,分别利用长短期记忆(long short term memory,LSTM)与嵌入注意机制的长短期记忆(Attention-LSTM)模型对区域地面沉降进行时序预测,发现Attention-LSTM模型优于LSTM模型,其均方误差损失函数(mean square error loss,MSE-loss)可低至0.01。该预测方法扩大了深度学习在地面沉降研究方面的应用。 展开更多
关键词 地面沉降 经验正交函数 演化特征 Attention-LSTM 时序预测
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基于k-means聚类与泰森去丛聚的代表性地下水位计算方法 被引量：5
5
作者 康玮 曹文庚 +3 位作者 徐丽霞 南天 高媛媛 聂子一 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS 北大核心 2022年第5期876-885,共10页
在总结前人常用的区域水位变化值计算方法的基础上,结合k-means聚类分析、泰森多边形去丛聚和水均衡法等方法,提出一种基于群井多年连续观测水位数据和储变量数据求解代表性地下水位的新方法,并在数值模拟算例与实例研究区分别进行了计... 在总结前人常用的区域水位变化值计算方法的基础上,结合k-means聚类分析、泰森多边形去丛聚和水均衡法等方法,提出一种基于群井多年连续观测水位数据和储变量数据求解代表性地下水位的新方法,并在数值模拟算例与实例研究区分别进行了计算和验证。结果表明:在算例中使用本方法得到的代表性地下水位结果与传统水均衡法计算结果相比准确度可达90.5%;在实例计算中使用定兴县8口井连续5年水位数据和储变量数据计算得到定兴县2019年代表性地下水位变化值为0.16 m,相较水均衡法计算结果新方法的准确度达到93.3%,算例与实例结果均较为准确,计算结果可用于代表性地下水位变化值快速、科学表征,在实际工作中能够有效简化代表性地下水位变化的计算工作并为结果提供科学依据。 展开更多
关键词 地下水动态 K-MEANS聚类 泰森多边形 代表性水位 超采治理评估
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利用趋势化随机参数场的地下水流数值模拟优化方法 被引量：4
6
作者 南天 曹文庚 +2 位作者 王卓然 张娟娟 张栋 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期591-601,共11页
水文地质参数场的刻画是建立地下水流数值模拟模型的关键问题和难点问题。通常来讲,参数场合理性程度越高,模型拟合精度越高。本次研究将随机方法和参数空间分布表达进行结合,提出了趋势化随机参数场的构建方法。以渗透系数为研究对象,... 水文地质参数场的刻画是建立地下水流数值模拟模型的关键问题和难点问题。通常来讲,参数场合理性程度越高,模型拟合精度越高。本次研究将随机方法和参数空间分布表达进行结合,提出了趋势化随机参数场的构建方法。以渗透系数为研究对象,首先利用MCMC采样和样本数据特征确定水文地质参数的基本数据结构,进而根据样本空间分布特征对其进行趋势化处理,最终形成趋势化的渗透系数场。通过算例分析,利用趋势化处理后的渗透系数场能够大幅提高模拟精度,相比传统赋均值方法其误差可降至原来的1/3。在北京大兴跌隆起地区进行的实例应用说明,趋势化渗透系数场对提升岩性粒径较大(中砂以上)地区模拟精度效果显著,案例中粗砂区域渗透系数经趋势化处理后平均拟合误差由2.76 m下降至0.64 m;而对岩性以细砂及以下粒径为主的区域模拟精度提升并不明显。总体来说,该方法可为地下水流数值模型的优化提供借鉴,提升模型拟合精度,从而更加合理地刻画地下水流系统。 展开更多
关键词 渗透系数 地下水数值模拟 模型优化 随机方法 趋势化
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基于生态优先的水资源承载力分源评价及应用--以河北保定平原为例 被引量：8
7
作者 宋博 张发旺 +3 位作者 杨会峰 刘春雷 孟瑞芳 南天 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1156-1165,共10页
水资源是保障区域发展的重要因素,是维持生态环境的关键要素。保定平原区作为京津冀地区的重要区域,其水资源承载能力对于区域生态和社会经济发展具有重要意义。本文以生态优先为基本理念,基于不同供水来源与不同用水类型的供给与利用关... 水资源是保障区域发展的重要因素,是维持生态环境的关键要素。保定平原区作为京津冀地区的重要区域,其水资源承载能力对于区域生态和社会经济发展具有重要意义。本文以生态优先为基本理念,基于不同供水来源与不同用水类型的供给与利用关系,采用定额计算和线性加权目标规划相结合的方法,对保定平原区水资源承载力进行分源评价,并与地方规划相对比,进行了水资源承载力分级。结果表明:在保证生态需水和农业灌溉用水的基础上,保定平原区在持续枯水年条件下城镇生活和工业生产2025年可提供水量为4.63×10^(8)m^(3)、水量缺口0.52×10^(8)m^(3),2030年可提供水量为6.96×10^(8)m^(3)、水量缺口0.56×10^(8)m^(3);持续平水年条件下,城镇生活和工业生产2025年可提供水量为5.81×10^(8)m^(3)、水量盈余0.66×10^(8)m^(3);2030年可提供水量为8.14×10^(8)m^(3)、水量盈余0.62×10^(8)m^(3)。该项研究旨在为保定平原地区发展规划制定提供科学依据。 展开更多
关键词 水资源承载力 分源评价 生态优先 水文地质调查 保定平原 河北省
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西宁盆地地下热水的TDS分布特征及富集机理 被引量：6
8
作者 孙红丽 王贵玲 蔺文静 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期278-287,299,共11页
西宁盆地大部分地下热水中TDS含量较高,极大限制了地热水的可利用性,研究盆地地下水TDS的成因机理,可为后期指导地热资源开发利用提供参考价值。通过对西宁盆地药水滩至盆地中心沿线地下水的常、微量组分的分析,探讨了区内TDS的分布特... 西宁盆地大部分地下热水中TDS含量较高,极大限制了地热水的可利用性,研究盆地地下水TDS的成因机理,可为后期指导地热资源开发利用提供参考价值。通过对西宁盆地药水滩至盆地中心沿线地下水的常、微量组分的分析,探讨了区内TDS的分布特征及富集机理。结果表明:从盆地边缘到盆地中心,地下水由HCO_(3)-Ca·Mg型淡水逐渐向SO_(4)·Cl-Na、SO_(4)-Na型盐、卤水变化,地下水具有陆相沉积水特征,且变质程度逐渐增强;盆地内不同区域TDS的富集机理也有显著差异,盆地边缘以降水入渗、溶解混合作用为主,湟水中心区域以蒸发浓缩作用和混合、水-岩相互作用为主,而盆地中心区域则以深部沉积物质随热液上涌的混合作用和封闭环境下的水-岩相互作用为主。 展开更多
关键词 西宁盆地 高TDS 分布特征 富集机理
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学理与法理和管理相结合的自然资源分类刍议 被引量：36
9
作者 郝爱兵 殷志强 +3 位作者 彭令 杨贵才 李展辉 赵伟 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1-7,共7页
科学合理的自然资源分类是自然资源统一管理的重要基础,是自然资源部落实统一行使全民所有自然资源资产所有者职责和统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责的迫切要求。文章在系统梳理国内外自然资源分类体系基础上,以地球系... 科学合理的自然资源分类是自然资源统一管理的重要基础,是自然资源部落实统一行使全民所有自然资源资产所有者职责和统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责的迫切要求。文章在系统梳理国内外自然资源分类体系基础上,以地球系统科学理论为指导,基于自然资源的科学内涵,充分考虑我国有关自然资源的法律规定和政府管理职责,提出了地球圈层与自然资源分层分类关系基本框架方案,初步划分了10个自然资源一级类和相应的34个自然资源二级类,并对自然资源综合调查的内涵和服务目标、地表基质分类及调查方法等方面提出了工作建议。 展开更多
关键词 自然资源 综合调查 地表基质 学理法理 分类研究
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