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相似文献
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1.
我国北方岩溶水资源是其经济社会发展的重要资源基础,表征水资源赋存特征的岩溶地下水位动态及其影响因素分析能够为岩溶水资源管理及合理开发利用提供重要支撑。本文选取鲁中地区3个典型水文地质单元,基于2010-2017年月值降水、地下水位及NPI气象指数数据,采用小波分析方法对上述指标的周期性、响应特征及遥相关特征进行了分析。结果表明:(1)各岩溶地下水位动态、降水与NPI的主波动周期均为1 a,其显著周期与分布时段等的异同是受自然条件和人类活动共同作用的结果。(2)各水文地质单元岩溶水位对降水的响应时滞为95.81~146.64 d,其差异主要源于观测站所处的地下水流系统的位置的不同。(3)NPI与降水存在一定的遥相关,与受降水影响的岩溶水位动态也存在遥相关。各岩溶水位对NPI的遥相关时滞为111.75~169.77 d,相比水位对降水时滞有所增加。鲁中岩溶地区地下水位对降水与NPI存在规律性的响应时滞,此种特征可为我国北方岩溶地下水位的预警预报提供帮助。   相似文献   

2.
基于小波分析与Mann-Kendall法的岩溶大泉动态研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
研究地下水动态是认识地下水资源的有效手段。根据1956-2013年济南岩溶泉域大气降水及地下水水位动态监测资料,采用小波分析法、Mann-Kendall趋势检验、突变检验法研究了58个水文年泉水位对大气降水的响应,可以看出:(1)大气降水和泉水位呈现出多尺度的变化特征,长时间尺度上两者的变化周期基本相同,变化周期为16年和12年,说明大气降水对泉水位有直接影响;(2)在1956—2013年,济南泉域地下水水位具有0.65 m·(10a)-1的年际显著下降趋势,但降水具有12.65 mm·(10a)-1的不显著上升趋势,说明在人为因素影响下泉水动态的影响因素的权重发生了变化;(3)大气降水在1999年发生突变,1999年之后年降水为增加趋势;而地下水水位突变年份为1967年,1967年以后水位持续降低,2004年以后水位快速上升,泉水位未来趋势应与降水保持一致,呈上升趋势,说明大气降水并非泉水动态的唯一影响因素;(4)通过建立不同时段的多元回归模型,表明近58年来地下水水位的主要影响因素由大气降水到人工开采之间的转换,同时验证了小波分析和Mann-Kendall法研究地下水动态的适宜性和可靠性,也为济南市的保泉提供了参考依据。   相似文献   

3.
水是人类赖以生存的重要资源,而地下水是工农业生产和居民生活的重要水源,地下水开采量占总用水量的比例也在逐年提高。通过对雄安新区近年地下水埋深资料进行分析,从而确定地下水动态类型、地下水动态变化及主要影响因素,结果显示:雄安新区的地下水动态类型主要是降水入渗—开采型、河湖影响水文型、地下水动态年内变化1-3月降水虽少,为地下水位上升期4-7月为下降期,8-12月为稳定期,年际变化持续下降趋势,影响因素主要为降雨和开采量。从远期看,应防止地下水水位持续下降、提高用水效率的措施,切实加强地下水监测工作。  相似文献   

4.
为了进一步查明长春新区水文地质条件,掌握地下水动态规律,选取饮马河流域长春新区开展研究.利用2016~2018年地下水观测数据,通过地下水动态分析、衬度系数方差分析、相关性分析,认为长春新区地下水动态特征主要为入渗-蒸发型及入渗-开采型,地下水主要接受降水补给,水位埋深受降雨和人为开采的双重影响;地下水水位埋深具有明显的空间分异特征;地下水埋深与降水量呈明显的负相关,地下水埋深与降水量的相关具有差异性.  相似文献   

5.
雷州半岛降雨历程影响地下水动态变化的特征   总被引:3,自引:0,他引:3  
通过对雷州半岛逐日的降水量和地下水位进行连续测量,分析研究了该区地下水位动态的变化规律,结果表明:(1)雷州半岛地下水位存在年周期的变化规律,水位上升期大约在6-10月的雨季,其余时间为水位下降期,(2)在地下水补给区,地下水位上升期间地下水位累积增幅与逐旬累积雨量有明显的正相关关系;在水位下降期,地下水位的下降速度与地下水位也呈正相关关系;(3)在目前的开采条件下,丰水年的降雨对地下水资源进行有效的补给和恢复。  相似文献   

6.
地面沉降通常由于地下水的超采而引发,其发生发展相对于地下水位的变化具有一定滞后性。如何获取准确的地面沉降滞后时间一直是地面沉降研究的重要课题。基于北京平各庄地面沉降监测站2008—2018年地面沉降和地下水位长时间序列的分层监测数据,采用Mann-Kendall趋势检验、连续小波变换、交叉小波变换等方法,分析了不同层位地层形变对地下水位动态的滞后特征。结果表明:中–深层承压水具有1 a左右的主震荡周期,潜水和浅部承压水在大部分时域无显著周期;深部严重沉降层的形变量具有1 a左右的主震荡周期,地下水位与形变量共振周期显著,地层由浅到深形变时滞分别为(16.58±8.91)、(7.16±7.09)和(9.66±6.62) d;浅部弱沉降层中,埋深在32~63 m地层形变量具有1 a左右的主震荡周期,与中层承压水存在显著共振周期,形变时滞为(32.02±9.67) d,其他地层形变量与地下水位无显著周期及相关性。研究成果为构建地面沉降精细化模型、提高地面沉降预测精度以及研究更有效的地面沉降防控措施提供了新的技术思路。   相似文献   

7.
黄河三角洲浅层地下水埋深动态与降水的时空响应关系   总被引:1,自引:0,他引:1  
为探究黄河三角洲浅层地下水埋深动态对降水的时空响应关系及其驱动因素,基于2006—2010年黄河三角洲14口监测井的浅层地下水埋深数据和气象站降水量数据,利用Kendall's秩相关、交叉小波变换和小波相干方法,分析黄河三角洲地下水埋深动态和降水之间不同的时空响应模式,结合土地利用、微地貌类型和土壤质地资料,利用地理探测器方法对地下水埋深-降水响应关系进行定量归因研究。结果表明:(1)地下水埋深时间序列与降水量时间序列呈负相关关系,根据降水量对地下水埋深的影响强弱,可划分为3种空间模式:模式1强负相关(-0.45~-0.30)、模式2负相关(-0.30~-0.15)和模式3弱负相关(-0.15~-0.01),空间差异性明显。(2)从模式1到模式3,地下水埋深对降水的响应延迟时间逐渐变小,分别为178.36 d、146.43 d和35.51 d,在所有模式中,地下水埋深对强降水的响应都很敏感。(3)土地利用、微地貌类型和土壤质地对地下水埋深-降水的响应关系都有显著的影响,解释贡献率分别为微地貌类型(0.280 7) > 土地利用(0.244 1) > 土壤质地(0.163 8),驱动因子之间均表现出非线性增强作用,土地利用和微地貌类型的协同增强作用最大,为0.749 0。研究揭示了黄河三角洲浅层地下水埋深变化与降水之间不同的时空响应模式并对其进行定量归因,为黄河三角洲地区水循环过程研究及地下水资源管理和生态保护提供科学依据。  相似文献   

8.
近50年济南岩溶泉域地下水位对降水响应的时滞差异   总被引:5,自引:2,他引:3  
依据近50年降水及年均水位等的差异,将1959-2011年济南岩溶泉域地下水位与降水观测数据划分为若干时段。采用小波变换方法定量分析了泉域地下水位对降水的响应时滞,并采用相关分析讨论了时滞与地下水开采量等的关系。结果表明,(1)泉域地下水位与降水的主周期均为1a。(2)两种划分方式下,泉域排泄区水位时滞分别为83.44~161.24d、88.62~150.56d,径流区水位时滞分别为67.87~81.66d、76.58~82.21d,径流区水位时滞明显小于排泄区。(3)依据降水划分的时段,排泄区与径流区均有随年降水减少,水位时滞增加的趋势。(4)依据水位划分的时段,排泄区有随水位降低,时滞增加的趋势,而径流区不明显。(5)泉域水位时滞与泉域地下水开采量、泉群流量等存在相关关系,泉域开采量越大,泉群流量越小,则水位时滞相对越大。上述时滞差异分析,有助于增加地下水位与降水之间的非线性耦合过程的认识,可为地下水位的预报预警提供帮助。  相似文献   

9.
济南岩溶泉域地下水资源丰富,对供水及维持"泉城"特色均具有重要意义。基于1959—2011年济南泉域地下水位、降水、气温观测及NINO3.4 SSTA、SOI、AO与NPI监测资料,采用小波分析方法对泉域地下水位、降水、气温与大尺度气象模式间的遥相关关系进行了分析。结果表明,上述长时间序列监测数据之间存在遥相关,并因各气象模式周期性的差异使遥相关具有不同的时频域特征。泉域地下水位、降水、气温与NINO3.4 SSTA的遥相关主要为1~7a周期尺度;与SOI主要为6~13a及2~6a周期尺度;与AO主要为14~19a及1~8a周期尺度;与NPI为1a、14~19a及6~10a周期尺度。研究有助于从长时间尺度上,了解岩溶泉域地下水资源变化机制,为完善岩溶水资源管理提供依据。  相似文献   

10.
自然资源、环境本底及生态地质条件调查是城市地质调查的基础,可为城市国土空间规划、建设及精细化管理提供有效的基础地质支撑。随着雄安新区城市进程的加快,使得其自然资源与生态环境发生了翻天覆地的变化。本文基于雄安新区综合地质调查成果,明确了雄安新区自然资源与生态环境本底条件,分析了建设周期内自然资源变化趋势,探讨了未来城市建设应关注的自然资源与生态地质问题。结果表明,雄安新区设立后,土地利用类型发生了巨大改变,林地面积增加约58.1 km~2,草地面积增加约2.0 km~2,耕地面积减少68.8 km~2,建设用地增加7.2 km~2,土壤质量以优质和良好为主;雄安新区浅层与深层地下水水位总体呈现从西北部往东南部流动,水位逐渐降低,局部存在地下水降落漏斗,浅层地下水水位埋深一般为5~20 m,以企稳回升为主,深层地下水水位一般为25~35 m,水位下降区占比仍较高;白洋淀湿地动植物资源丰富,水质逐渐好转;地热资源开采利用条件好,全区地热流体可开采热量为10.10×10~(16)J/a,折合标准煤346.03万t/a;应重点关注新区存在的生态环境地质问题如地面沉降及地裂缝、地下水水位变化、砂土液化、坑塘、软弱土等,避免因生态环境地质问题引发工程事故,必要时应采取有效的预防措施。  相似文献   

11.
运用谱分析原理,对广西北海市海潮及受海潮影响的滨海含水层地下水位时间序列进行分析,求出海潮和观测孔水位变化的周期及地下水位滞后于海潮的时间,分析水位滞后时间与离海岸的垂直距离之间的关系。结果表明,北海市海潮和海岸带地下水位有约344.82h(14.37d)的长周期变化和约24.7h、12.5h的短周期波动,距海岸2175、2350、2375m的3个观测孔地下水位对海潮的滞后时间分别为5.5、6.25和7h,滞后时间随离海岸的距离增大大体上呈线性增加。  相似文献   

12.
济南泉域地下水位动态及其对降水响应的交叉小波分析   总被引:8,自引:0,他引:8  
利用1988—2009年济南泉域8个地下水位动态观测点不同时段观测资料及1998—2009年降水数据,采用连续小波变换、交叉小波变换方法对济南泉域地下水位动态的多时间尺度特征、相互关系及其对降水的响应进行了分析。结果表明:①济南泉域地下水位动态存在显著的0.82~1.16 a的主振荡周期,低频部分仅在部分年份存在1.95~3.09 a的振荡周期;②含水岩组富水性对地下水位动态存在影响,研究区主径流方向上弱富水性地段地下水位动态时滞较强富水性地段长,强富水性地段4个观测孔地下水位波动时序基本一致;③地下水位动态对降水的响应滞后明显,为73.06~134.42 d,总体表现为地下水径流路径越长,响应越滞后;④基于地下水位动态与基于降水—地下水位动态交叉小波变换得到的观测点对水位动态的滞后时间多数一致,同一径流路径上局部点对滞后时间之和与全局点对有很好的对应关系。交叉小波分析可定量评价泉域地下水位动态及其与降水的相关关系。  相似文献   

13.
The first comprehensive use of wavelet methods to identify non-stationary time-frequency relations between North Atlantic ocean-atmosphere teleconnection patterns and groundwater levels is described. Long-term hydrogeological time series from three boreholes within different aquifers across the UK are analysed to identify statistically significant wavelet coherence between the North Atlantic Oscillation, East Atlantic pattern, and the Scandinavia pattern and monthly groundwater-level time series. Wavelet coherence measures the cross-correlation of two time series as a function of frequency, and can be interpreted as a correlation coefficient value. Results not only indicate that there are common statistically significant periods of multiannual-to-decadal wavelet coherence between the three teleconnection indices and groundwater levels in each of the boreholes, but they also show that there are periods when groundwater levels at individual boreholes show distinctly different patterns of significant wavelet coherence with respect to the teleconnection indices. The analyses presented demonstrate the value of wavelet methods in identifying the synchronization of groundwater-level dynamics by non-stationary climate variability on time scales that range from interannual to decadal or longer.  相似文献   

14.
预测滑坡地下水位的动态演变过程对滑坡稳定性分析具有重要意义, 三峡库区库岸滑坡地下水位时间序列受多种因素影响, 呈现出高度非线性非平稳的特征.为对其进行预测, 提出一种基于相空间重构的小波分析-粒子群优化支持向量机(wavelet analysis-support vector machine, 简称WA-PSVM)模型.该模型引入小波变换法对地下水位序列进行时频分解, 将非平稳的地下水位序列转变为多个不同分辨率尺度下的较平稳的地下水位子序列; 然后重构各子序列的相空间, 再利用PSVM(全称support vector machine)模型对地下水位各子序列进行预测, 最后将各子序列预测值相加得到最终预测结果.以三峡库区三舟溪滑坡前缘STK-1水文孔日平均地下水位序列为例, 首先分析滑坡前缘地下水位变化的影响因素, 再将WA-PSVM模型应用于地下水位预测, 并与单独PSVM模型和小波分析-BP网络模型(wavelet analysis-back propagation, 简称WA-BP)作对比.结果表明: 滑坡前缘地下水位受降雨和库水位影响较大, 利用WA-PSVM模型对STK-1水文孔地下水位进行预测的均方根误差为0.073m、拟合优度为0.966, WA-PSVM模型预测精度高于单独PSVM模型和WA-BP模型.WA-PSVM模型解决了地下水位序列非线性非平稳的问题, 在不考虑影响因素的情况下能获得满意的预测效果, 具有较高的建模效率和较强的实用性.   相似文献   

15.
Four times of observation of the ocean tide and groundwater levels in the coastal aquifers near Beihai, China show that fluctuation in the tide-induced groundwater levels follows the tide, with the highest and lowest water levels corresponding to the high water level syzygy tide and the low water level neap tide. The tidal coefficient is less than 0.5, decreasing approximately exponentially with the distance from the coast. The tide can affect the groundwater levels at observation wells as far as about 4,200 and 3,300 m in the southern and northern coasts in Beihai. Observations and spectrum analyses of the time series of the tide and water levels suggest that the tide and water levels have similar changes with complex fluctuations of a long period of 14.37 days and two short periods of 24.7 and 12.5 h. Time lags of water levels to the tide at observation wells last several hours and increases roughly linearly with the distance from the coast. Mathematic models consisting of a periodic term plus a linear term are established to describe the changes in the tide and the groundwater levels. The periodic terms for the tide and water levels are constructed using finite Fourier’s series consisting of 7 to 11 terms other than a single term of a sine function in earlier work. Computed water levels with the models can fit the observed water levels with reasonable accuracy and satisfactory prediction of the changes in the water levels is also obtained.  相似文献   

16.
Groundwater being an important component of the hydrological cycle as it sustains the streamflow during precipitation free periods and is a major source of water supply. The dependence on the groundwater has increased drastically over the years leading to over exploitation of the aquifers. Therefore, it is imperative to assess the extent of exploitation and analyse the groundwater level scenarios in the area of interest. The existence of a trend in a hydrological time series can be detected by statistical tests. The present study investigates the application of various methods for identification of trends in groundwater levels in few blocks of Sagar district, which faces severe water scarcity owing to the declining groundwater levels. The non-parametric Kendal rank correlation test as well as the parametric linear regression test has been used for trend detection based on the analysis of the seasonal groundwater levels. Kendal’s rank correlation test, has been applied to identify the trend persisting in the data and the linear regression test is used to identify the significance of the slope. The analysis indicates that the time series of groundwater levels are cyclical with characteristics of seasonal variation in all the blocks coupled with a declining trend at Sagar, Khurai and Bina.  相似文献   

17.
Grasslands of north-central Kansas are underlain by carbonate aquifers and shale aquitards. Chemical weathering rates in carbonates are poorly known, and, because large areas are underlain by these rocks, solute fluxes are important to estimating global weathering rates. Grasslands exist where the amount of precipitation is extremely variable, both within and between years, so studies in grasslands must account for changes in weathering that accompany changes in precipitation. This study: (1) identifies phases that dominate chemical fluxes at Konza Prairie Biological Station (KPBS) and Long-Term Ecological Research Site, and (2) addresses the impact of variable precipitation on mineral weathering. The study site is a remnant tallgrass prairie in the central USA, representing baseline weathering in a mid-temperate climate grassland.Groundwater chemistry and hydrology in the 1.2 km2 watershed used for this study suggest close connections between groundwater and surface water. Water levels fluctuate seasonally. High water levels coincide with periods of precipitation plus low evapotranspiration rather than during precipitation peaks during the growing season. Precipitation is concentrated before recharging aquifers, suggesting an as yet unquantified residence time in the thin soils.Groundwater and surface water are oversaturated with respect to calcite within limitations of available data. Water is more dilute in more permeable aquifers, and water from one aquifer (Morrill) is indistinguishable from surface water. Cations other than Ca co-vary with each other, especially Sr and Mg. Potassium and Si co-vary in all aquifers and surface water, and increases in concentrations of these elements are the best indicators of silicate weathering at this study site. Silicate-weathering indices correlate inversely to aquifer hydraulic conductivity.87Sr/86Sr in water ranges from 0.70838 to 0.70901, and it decreases with increasing Sr concentration and with increasing silicate-weathering index. Carbonate extracted from aquifer materials, shales, soil, and tufa has Sr ranging from about 240 (soil) to 880 ppm (Paleozoic limestone). 87Sr/86Sr ranges from 0.70834 ± 0.00006 (limestone) to 0.70904 ± 0.00019 (soil). In all cases, 87Sr/86Sr of aquifer limestone is lower than 87Sr/86Sr of groundwater, indicating a phase in addition to aquifer carbonate is contributing solutes to water.Aquifer recharge controls weathering: during periods of reduced recharge, increased residence time increases the total amount of all phases dissolved. Mixing analysis using 87Sr/86Sr shows that two end members are sufficient to explain sources of dissolved Sr. It is proposed that the less radiogenic end member is a solution derived from dissolving aquifer material; longer residence time increases its contribution. The more radiogenic end member solution probably results from reaction with soil carbonate or eolian dust. This solution dominates solute flux in all but the least permeable aquifer and demonstrates the importance that land-surface and soil-zone reactions have on groundwater chemistry in a carbonate terrain.  相似文献   

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