水文分析范文

水文分析范文（精选12篇）

水文分析 第1篇

关键词：地质分析,探放水,生产监督,可持续发展

1 区域水文地质概况

淮南煤田位于华北平原南缘, 为近东西向的复向斜构造盆地。东接郯庐断裂, 西连周口凹陷, 北靠蚌埠隆起, 南邻合肥凹陷。水文地质条件受区域构造及新构造运动的控制, 深、浅层地下水存在明显的差异。

区内地貌景观, 由东南端基岩裸露的低山、残丘向北过渡到厚松散层覆盖的黄淮冲积平原, 地势呈现西北高而东南略低。地表水系发育, 淮河流经煤田的东南缘, 其支流主要有颖河、西肥河, 自西北流向东南, 最后注入淮河, 流量受季节控制, 排洪蓄水兼顾, 对浅层地下水起补给作用。

三叠纪以后的印支、燕山运动, 使本区地壳上升, 岩层褶皱断裂, 形成了淮南复向斜以东西向和北东向为主的构造格局。在侏罗、白垩、早第三纪漫长的地质历史时期中, 除断陷盆地局部接受沉积, 广大区域全都处于剥蚀夷平状态, 形成了东南高西北低的地貌形态。一直到晚第三纪早期, 地壳才普遍下沉, 作不均衡振荡性沉降, 沉积了西厚东薄的上第三系和第四系松散层, 西部厚度普遍达到600m以上, 新城口断层以东不足100m。第四纪以来的新构造运动, 东西沉降速度倒置, 造就了平原西北略高于东南的现代地貌景观。

2 对地貌的破坏

2.1 地面陷落

该井田确定为全部冒落法开采, 随着地下采空区的扩大, 势必导致地面陷落, 当矿井开采结束后, 地面下沉最大深度达18.1m, 影响范围约102.2km2, 造成地表建筑物破坏, 大片农田积水无法耕种。据合肥煤矿设计研究院在张集矿设计中指出, 因地表陷落积水, 井田内有70%以上农田无法耕种, 矿井在不同开采阶段, 塌陷影响面积及下沉深度予计见表1:

使原有的农业生产系统遭到破坏, 农业生产结构也将发生变化, 同时水产养殖, 园林及蔬菜种植业可能得到发展, 区内将逐步形成煤矿城镇、水域、农林伴生的新的生态环境系统。伴随着村庄搬迁移民, 剩余农业劳动力的安排等问题相继发生。

2.2 塌陷对铁路和公路的影响

矿井铁路专用线后期将受到塌陷影响, 另外, 潘~谢矿区公路, 风张公路, 矿井公路及北区公路, 将受到塌陷影响, 影响长度分别为6km、4.5km、2.7km和5.58km。阜 (阳) 淮 (南) 铁路和西淝河大桥, 要留设煤柱。

2.3 对水利的影响

淮河一级支流西淝河流经矿井东北部, 井田内流长约16km, 河两岸筑有堤防。由于受矿井开采影响, 河床及堤防将不同程度地遭受塌陷影响, 危及区内防洪排涝, 西淝河左堤在李咀孜附近约有3.5km长度, 处于矿井塌陷区影响的边缘, 在开采后期可采取退堤措施。对西淝河右堤可采取加高, 加固等有效防治措施。

另外, 将影响区内农田排灌系统, 矿井第一水平开采将有两个中型机电排灌站 (东风及红旗电灌站) 以及一些小型排灌设施及其配套工程, 将遭到不同程度的破坏, 对此建设单位应与有关水利部门协商并结合区域内农田水利规划情况, 重新调整农田排灌系统。

3 环境保护措施

总的做法是:制定执行法规, 增加投资, 强化科研, 全民监督。与煤矿有关的环保法规主要有:大气净化法, 水源污染管理法, 矿山开采复田管理法。就张集煤矿而言, 当矿井投产后, 塌陷区逐步形成时, 应因地制宜统一规划, 进行复土造田, 对塌陷2~4m深的区域可采用矸石回填复土造田。对塌陷区大于4米的积水区, 可以发展水产养殖业。

采出的矸石, 一部份可以回填复田, 一部份可推广国外矸石不出井采煤法, 即矸石在井下破碎通过风力充填到采空区, 随采随填, 现已制造出全套充填设备, 从根本上解决了地表塌陷和矸石山的产生, 并且取得了良好的经济效益。

井下外排水可以经过适当的净化处理, 重新利用。在矿井设计中有日处理12000m3的矿井水净化厂, 处理后的矿井水可满足工业场地需要和洗澡用水。利用率可达48%左右, 多余的矿井水可以外排, 可根据河水流量、水温、PH值等因素的变化来确定, 夏季雨水多, 河水流量大, 稀释污染物能力强, 可适当多排污水。

为减少燃煤对大气的污染, 除研究先进的燃煤方法外, 法律规定, 所有动力用煤均须洗选, 燃煤锅炉都要按装集尘选涤脱硫装置、燃煤电站设计须环保部门审核批准。

矿山须设污染监督站, 建立污物排放登记本, 定期向环保部门汇报, 污染物的种类, 数量、时间、分布、排放条件等, 政府要不定期的检查, 监督, 严格执行坏保法。

总之, 煤炭行业是一个综合性的行业部门, 随着煤炭工业向深度和广度发展, 还会出现许多新的环境地质问题, 须要人们不断的研究和采取不同的措施。

参考文献

[1]韩树棻.两淮地区成煤地质条件及成煤预测[M].地质出版社, 1900.

黔南地区水文特性分析 第2篇

黔南布依族苗族自治州位于贵州省的中南部,与广西壮族自治区的河池、百色地区为邻.本文根据该地区多年实测水文资料分析降水、蒸发、水资源量、暴雨、洪水、泥沙和水质等水文特性.

作 者：李守洪 LI Shou-hong  作者单位：贵州省黔南自治州水文水资源局,贵州,都匀,558000 刊 名：水文  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF CHINA HYDROLOGY 年，卷(期)：2007 27(2) 分类号：P339 关键词：黔南州   水文特性   分析  

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普安某矿区水文地质条件分析 第3篇

关健词：矿区 水文地质条件 水灾

中图分类号：P64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（c）-0059-01

1 工程概况

区内目前以公路为主，兴（义）普（安）公路纵贯该区，矿区有楼下镇至普安的公路通过，北距普安60 km，接320国道；南距南昆铁路清水河站25 km，交通条件较好。

2 自然地理

该区总体为脊状山地貌，属中高山地形。山岭大致位于区内中部，呈北东-南西向延伸，呈南东向凸起的弧形，该山岭为区内分水岭。山岭西北部为飞仙关组上部及永宁镇组地层的同向坡，地形陡峭，相对高差在300 m左右，最高点1966.0 m，最低点1465.0 m，最大高差501.0 m；地面植被较发育，灌木、杂草丛生，部分地段为林场；地面小冲沟亦较多，并呈树枝状展布，主要冲沟的走向与地层倾向基本一致。山岭东南部为飞仙关组中、下部及长兴组、龙潭组地层的反向坡，其中飞仙关组中、下部地层的反向坡非常险峻，多呈悬崖峭壁；龙潭组含煤地层多被滑坡及第四系坡积物覆盖，地形相对平缓。

3 矿区地质

该区及邻近出露的地层为二叠系上统玄武岩组至三叠系下统飞仙关组，现从老到新分述如下。

3.1 二叠系（P）

（1）龙潭组（P3l）为区内主要含煤地层，为一套海陆交互相沉积。岩性由灰色、深灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、泥灰岩、煤层及灰岩组成。具水平层理、波状层理、交错层理，含腕足类、瓣鳃类、介形虫等动物化石，含大羽羊齿、鳞木等植物化石及植物化石碎片、煤核等。组内连续沉积，含煤13～29层，一般20层左右，可采煤层4层。厚度205～248 m，平均222 m。根据岩性及其组合、沉积特征分为上、下二段：下段（P3l1）：B5顶界至含铝凝灰岩底界。中上部以粉砂岩、泥质粉砂岩为主，多含植物化石；中部为26号全区可采煤层；下部夹1～4层灰岩，含动物化石，含零星可采的29号煤层。厚度50～96 m，平均80 m。上段（P3l2）：B5顶界至12号煤顶界。以粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，局部夹细砂岩、灰岩。主要含动物化石，中上部含煤层数层，有17、18号全区可采煤层，19号煤层大部可采。中下部夹煤线，多含植物化石碎片，无可采煤层。厚度131～164 m，平均厚142 m。出露矿区南部边界附近。

（2）长兴组（P3c） 含煤地层顶界至12号煤顶界。岩性以灰色灰岩、浅灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，夹钙质泥岩及泥岩，具水平层理、微波状层理，富含腕足类及瓣鳃类等动物化石，含植物化石碎片。含煤层1～5层，均不可采。本组地层在地表上常呈一小陡坎，顶部呈一小平台。厚度105～148 m，平均116 m。出露矿区南部。

3.2 三叠系下统（T1）

飞仙关组（T1f）岩性主要为灰绿色、灰色、紫灰色、灰紫色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、灰岩等，具波状层理、交错层理，含瓣鳃类及腕足类动物化石。组内连续沉积，与下伏地层呈假整合接触。厚度525～630 m，平均580 m。根据岩性分为五段：第一、二段（T1f 1+2）：主要为灰绿色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及粉砂岩，夹细砂岩、鲕状灰岩及泥质灰岩，含瓣鳃类、舌形贝等动物化石。底部具水平层理及植物化石碎片。厚度169～221 m，平均为198 m。出露矿区中部。第三段（T1f 3）：岩性主要为灰紫色、紫灰色泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩，夹细砂岩、泥岩。厚度137～184 m，平均为155 m。出露矿区北部。第四段（T1f 4）：岩性主要为绿色、灰绿色泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩，中夹灰色中厚层状灰岩、泥质灰岩，顶底均为一层灰岩。此外，尚夹少量钙质砂岩、粉砂质泥岩及细砂岩。含瓣鳃类动物化石。厚度106～160 m，平均为128 m。出露矿区外。第五段（T1f 5）：岩性主要为紫色、灰紫色、灰绿色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹粉砂岩、细砂岩，含瓣鳃类动物化石。厚度82～110 m，平均为99 m。出露矿区外。

第四系（Q）分布广泛，主要由松散的崩塌物、坡积物、沟谷冲积物、粘土等组成，厚度0～20 m。主要分布于矿区南部边界外。

该区位于鱼龙向斜与泥堡背斜之间，属鱼龙向斜的南东翼。总体构造形态为一走向北东，倾向北西的单斜构造。地层倾角6°～15°。区内未见次一级褶曲和断层。构造复杂程度属简单类型。

4 矿区水文地质条件

矿区属于该水文地质单元的补给区，大气降水落入地面后，一部分形成坡面流，向附近沟谷流动，以老熊洞为分水岭向南和北流；部分将于沿地表岩体节理裂隙向下渗透，补给地下水。总体而言，地下水主要向北西方向鱼龙向斜核部运动，最终汇于核部发育的岩溶管道向南排泄，在运动过程中，受地形控制，部分地下水出露于地表，形成泉水。

区内无河流、水库、池塘等地表水体，区内地表水、地下水受大气降水影响，含煤岩层直接接受大气降水补给；矿井内冲沟发育，旱季无水，雨季山洪暴发时冲沟中的水，一部分沿地表自然排泄；另一部分渗入龙潭组含水层中。老窑积水因自然排水条件差，硐口多已封闭，在开采中突水的可能性较大，水力联系密切，在开采中应做好探放水工作，注意留设防隔水煤（岩）柱。

区内煤层赋存于较厚的隔水层中，强含水层如永宁镇组、茅口组等对煤矿开采可能不会产生重大影响。区内未发现断层或破碎带形成强含水带或构成矿床充水通道。

该矿床充水水源主要为大气降水、覆盖在煤层之上的第四系松散物或滑坡中的裂隙水、孔隙水、含煤地层的风化裂隙水及其间夹的灰岩层溶隙水、老窖水及部分河、沟水。

该矿床应属第二类-顶板直接突水的裂隙充水矿床，本区水文地质条件属中等。

5 结语

煤矿属以大气降雨为主要补给水源的第二类-顶板直接突水的裂隙含水层直接充水矿床，矿井涌水量变化与降雨量变化基本一致。该区水文地质条件属中等。采空区积水是影响矿山生产的主要问题之一，开采中应做好探放水工作，注意留设防隔水煤（岩）柱。矿井充水水源为顶板基岩裂隙水和老窖水，充水自然通道为顶板节理裂隙，人为通道为采矿冒落裂隙。

矿山需安排专人负责水患预防与监测工作。巷道掘进至地下水岩溶管道异常周围时，要加强井下水文地质观测，边探边采，做好预警工作。矿井生产中严格执行“先探后掘，有疑必探”的原则，对小面积积水，采取抽取积水的方法，大面积积水区预留安全防水煤柱。

参考文献

[1]付江伟，傅雪海，刘爱华.焦作矿区煤层气开发的水文地质条件分析[J].中国煤炭，2011（1）.

[2]牛森营.焦作矿区构造控水特征研究[J].煤炭工程，2007（5）.

嘉陵江上游茨坝水文站水文特性分析 第4篇

嘉陵江, 长江上游支流, 发源于秦岭北麓的陕西省凤县代王山。干流流经陕西省、甘肃省、四川省、重庆市, 在重庆市朝天门汇入长江。是长江支流中流域面积最大, 长度仅次于汉江, 流量仅次于岷江的大河。陕西省略阳县以上河流水系称为嘉陵江上游流域。上游河长205 km, 流域面积19206 km2, 比降7.01‰, 河网密度1.4km/km2。流域呈宽扁状扇形, 主要支流基本分布在甘肃省境内, 甘肃境内流域面积占上游总面积85%以上。地貌特征东部为西秦岭山区, 中部为徽成盆地黄土沟壑区, 西部和南部为南秦岭山地, 地势东西高, 南部地, 由西向东南倾斜。

茨坝水文站位于甘肃省两当县西坡镇茨坝村, 于1980年1月由东坡水文站 (1959年1月设立) 迁移至此。地处东经106°25′, 北纬33°51′。至河口 (长江) 距离1014㎞, 集水面积2752km2。是嘉陵江流入甘肃境内的把口水文站, 为区域代表站。主要支流有红崖河、两当河、杨店河等。

茨坝水文站洪水主要由上游的暴雨形成, 其过程多为在干支流形成的涨落缓慢的矮胖型上附加独立或复式的陡涨陡落尖瘦形洪峰。有其山溪性河流的水流特征, 但当断面上游出现历时长、范围广、强度大的暴雨时, 会形成干流的特大洪水。如1981年8.18洪水, 就是建站以来出现的历时最长、范围最广、强度最大的暴雨形成的一次峰高量大、多峰形的特大洪水的典型过程。此次该站出现4671m3/s的洪峰流量。

2 气象特征

嘉陵江上游流域地处甘肃东南部西秦岭南麓一带, 属于亚热带大陆性气候, 冬季受来自西北冷空气的影响, 夏季受东南季风和来自孟加拉湾的暖温季风影响, 气候季节差异大, 垂直变化明显。境内山脉纵横交错, 高低相差悬殊, 来自东南和西南的暖湿气流经过长途跋涉, 遇到高山的阻挡, 有相当一部分水分要降落在沿途经过的地区, 其余继续向西北内陆输送。由于受流域内特殊地形地貌的影响, 水汽极容易集结滞留于此, 一旦遇到东南风或西北的冷空气, 就会形成局部或较大范围内的降雨过程。因此, 该地区是甘肃省暴雨发生较多的地区, 年平均气温约12℃, 年平均降水量630mm左右。

两当县地处大陆腹地, 属暖温带大陆性季风性气候, 冬季干冷而无严寒, 夏季湿热而无酷暑。温差较大, 雨热同季, 四季分明。据两当县气象站1957~2007年实测资料统计, 年平均气温11.6℃, 月平均气温在-0.7℃到22.9℃;极端最高气温36.8℃;极端最低气温-15.4℃;多年平均降水量1012mm;多年平均蒸发量1123mm;干旱指数1.68;年平均日照1745h;无霜期183d。

自然灾害有干旱、暴雨、霜冻等, 其中以干旱为主。

3 水文特性

3.1 降水

嘉陵江上游流域属北亚热带半湿润区向半湿润、半干旱区过渡带, 降水属于主要的水资源, 是河川径流补给的主要来源。由于特殊地形地貌的影响, 该地区天气差异明显, 降水时空分布不均, 降水量年际变化较大。

嘉陵江上游流域, 由于受西北冷空气的影响, 构成冬春少雨的大气环流背景, 每年11月至来年3月期间降水较少, 仅占年降水量的15%~25%。而4月至10月间, 由于东南、西南季风携带的暖湿气流与西北方向的冷空气相遇, 成雨机会较多, 占全年降水量的75%~85%。并且由于地形变化大, 地貌差异明显, 极容易形成暴雨中心区, 这也是该流域形成降水的主要气流条件。

根据茨坝水文站1959年至2015年56年资料显示, 该流域降水量年际变化大, 年内分配不均, 多年平均降水量为659mm, 最大年降水量 (1981年) 944.3mm, 最小年降水量 (1969年) 199.2mm, 年际极值比为4.7。主要降水集中在汛期, 最大月降水一般会出现在7~9月, 其降水量占全年的15%~20%左右, 最小月降水一般会出现在11~1月, 其降水量仅占全年总量的不足3% (见表1) 。

3.2 径流

嘉陵江上游流域, 径流主要来源于降水补给, 河川基流小, 洪水主要由历时大面积暴雨形成, 其过程多为在干支流形成的涨落缓慢的矮胖型上附加独立或复式的陡涨陡落尖瘦形洪峰。有其山溪性河流的水流特征。河川径流的变化与降水有明显的依存关系, 该流域降水的时空和地域上的分布特性决定了径流在年内和年际及地域上的分布特性。

据茨坝水文站1959年至2015年56年资料分析, 多年平均径流量为1.825亿m3, 多年最大径流量为14.1亿m3 (1981年) , 多年最小径流量为1.138亿m3 (2002年) , 极值比达到10倍以上。总体上天然来水量为减小趋势, 年际之间变幅较大。

由于径流量年内变化主要取决于降水量, 因此该流域年内径流量分布极不均匀, 河川径流年内分配与降水趋势基本一致, 主要集中在汛期, 径流量占全年65%以上, 7~10月径流量占全年总量的51%, 一般最小径流出现在2月。径流量具体年内分配见见表2。

3.3 泥沙

流域泥沙含量的大小, 会具体反应出水土流失的情况, 嘉陵江上游流域泥沙主要来源于西部山区及黄土沟壑区, 输沙量主要集中于汛期 (5~10月) 。而非汛期由于流域内植被良好, 森林覆盖率较高, 所以含沙量几乎为零。据茨坝站1959年至2015年56年资料分析, 多年平均含沙量为1.25kg/m3, 实测最大含沙量为206kg/m3 (2001年8月2日) 。多年平均日输沙量为4.683×106kg, 最大日平均输沙量为1.400×1010, 多年平均侵蚀模数为384t/km2。期间最大输沙过程主要集中在暴雨所形成的洪水过程之中, 输沙量年内分配集中程度比降水、径流较为突出。

20世纪80年代, 由于植被破坏严重, 嘉陵江上游水土流失极为严重。近年来, 在“三北防护林”, “天保工程”等一系列保护措施下, 植被大量恢复, 输沙量也在逐年减小。

4 结束语

近年来, 嘉陵江上游流域随着全球温室效应的严重、地下水位的递减、人类活动对下垫面的影响, 其降水、径流、输沙等特征有逐年减小的趋势。根据茨坝水文站多年的水文资料对该流域水文特性的分析, 会对流域内防汛抗旱、水资源开发、水土保持等方面有着十分重要意义和科学依据, 以便于更好地开发和保护。

摘要：对嘉陵江上游流域降水、径流、泥沙等水文特性的变化过程及规律的掌握和分析, 为水情预报、防汛减灾、环境保护、工农业生产、水资源开发及利用等提供科学依据。

关键词：嘉陵江,茨坝水文站,水文特性

参考文献

[1]姜振海, 翟玮, 王小娟.岷县、漳县交界Ms6.6级地震与甘肃形变异常情况探讨[J].地震工程学报, 2013, 35 (3) :549-556.

[2]姜振海, 刘鸿斌, 翟玮.甘肃省洞体应变观测趋势变化分析[J].大地测量与地球动力学, 2016, 36 (增II) :1-5.

[3]史继平, 王小娟, 翟玮.岷县-漳县6.6级地震洞体应变异常特征[J].地震地磁观测与研究, 2015, 36 (5) :59-63.

[4]吴凯, 吕品姬, 陈志遥.洞体应变及钻孔应变的应变潮汐参数解算结果对比分析[J].内陆地震, 2015, 29 (3) :235-241.

[5]段莉莉, 段立新.钻孔应变观测干扰及异常分析[J].地震地磁观测与研究, 2013, 34 (3/4) :122-127.

偏关河流域水文特性分析 第5篇

偏关河流域水文特性分析

根据偏关河流域偏关水文站及所属9个雨量站历时50年的水文资料,利用水文统计分析方法,分析了偏关河流域降水、径流、泥沙的年内、年际变化及分布规律,为合理开发、利用偏关河流域水资源,解决水资源短缺问题提供了科学依据.

作 者：李文清  作者单位：忻州市水文水资源勘测分局,山西,忻州,034000 刊 名：山西水利 英文刊名：SHANXI WATER RESOURCES 年，卷(期)：2009 25(3) 分类号：P331 关键词：水文特性   降水   径流   泥沙   偏关河流域  

水文分析 第6篇

关键词：水资源 人类活动 水文要素 变异

中图分类号：P331文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（b）-00

人们对水文特征的观测多数情况下是基于物理成因的，水资源的物理要素在外界条件一定的情况下通常是不会发生改变的。但在自然界中，长期的人类活动对自然的影响越来越剧烈，这种影响作用于气象因素、地质因素、环境因素等会改变这些因素的外在表现，进而对水文要素或水文特征变化的自然规律产生影响，比如水位、水量、水循环要素、径流等，这种特征上的改变被称为水文要素发生了变异。这种基于人类活动影响的水文因素变异也被称作人类活动的水文效应。水文要素的变异对人们观察水文特征带来了影响和挑战，会导致水文观测出现偏差，因此对水文要素变异进行深入研究具有积极的现实意义。

1 人类活动的水文效应研究

1.1 定性研究

水文要素变异主要受两类因素的影响，即人类活动驱动因素和气候变化驱动因素。从气候和人类的驱动因素入手进行定性分析，可分析出水文要素变异产生的机理、洪旱灾害频发、水质污染加剧等问题的原因和对策结论等。通过对水文要素变异的定性研究，能够明确人类活动与水质环境间的互动关系类型，进而进行针对性的协调和规划。此外，通过定性研究还可了解人类活动对水文要素的影响，以及带来的水文要素的变化。比如陈晓宏等人采用珠江三角洲网河区数十年来的人类活动和水文特征资料，对人类活动和水文特征之间的关系进行了深入的研究分析，明确了该地区水文因素因人类活动而发的变异。

1.2 定量研究

近些年来，水文相关部分及专家学者对水文因素变异的定量研究展现出诸多学术成果，为推动人类活动水文效应的更深、更广层次的研究提供了支持。其中最主要的研究成果是人类活动影响下，水资源系统的某些特征值进行定量研究或预测、对系统模型的一些参数进行率定等，给出人类活动导致的水文要素变异大小的量化指标。国内外对水文要素变异进行了大量的定量研究，目前较为人们的研究为对径流序列影响因子进行分割量化。

2 人类活动水文效应的因素

人类活动因子和水文生态的多个因素进行耦合分析研究时揭示人类活动的水文效应机理的核心。随着科学技术的不断进步，更多的新科学技术手段被运用到人类活动水文效应研究中，研究的模式也逐渐从传统的定性研究转向定量研究，研究的因素也有单因素向多因素变化，同时研究方法也在不但发生变化。目前对人类活动的水文效应研究所采用的方法主要是流域水文模型法。

通过对人类活动水文效应的定性和定量分析发现，人类活动对水文要素变异的影响因素主要关注五个方面，水库群拦蓄径流的影响，地下水资源抽取引起的水位下降是地面径流减少的影响，饮水、用水对河川径流的影响，城市化对径流影响以及水土保持对水沙的影响等。

3 地下水资源引发的表生生态环境效应

3.1 水量变化引发的生态环境效应

地下水资源水位消沉是地表水快速下渗和蒸发，进而造成地表河川、湖泊、泉流等径流量衰减，使得地下水水量和地表水水量大幅减少，最终导致地下水水位下降。地下水文下降使得地下水资源对地表的水支持大大减弱，一方面会造成地表水快速损失，另一方面也是地表无法给地下水资源提供充足的水补充，这打破了地表水与地下水资源间的循环平衡状态，改变了局域水力条件。地表水与地下水之间的循环平衡被打破，使得地表湖泊萎缩甚至消失，地表河流出现断流现象，进而会引发土壤沙漠化和植被退化。

3.2 水质变化引发的生态环境效应

人类活动不仅需要消耗水资源，而且还会对水资源产生破坏，比如生活垃圾、工业生产废物等都会对水资源产生根本的破坏，使水质发生变化，这是社会发展到现阶段，人类活动对水文特征造成的最严重的破坏之一。人类活动产生的污染物不仅会污染地表水，还且还会渗入地下对地下水造成污染，引发水质变化。地下水质变化使得动植物对水的需求日趋严峻，甚至会造成地表环境不适合植物生长和动物生存，进而造成大区域范围内的水循环能力下降，水体的自净功能减弱。

4 水文要素变异的驱动因素及其贡献

4.1 分离气候变化对流域水文要素变异的贡献

前文所讲，水文要素变异的影响因素主要有两类，一类是气候变异驱动因素，一类是人类生活驱动因素，那么在对水文要素变异贡献研究中，需要分离气候变化和人类活动的影响。一般来说，研究方法有两类：第一类，分享调查法，在进行研究分析前，首要要设定人类活动与气候变化之间不存在相互的影响关系，二者对水文要素变异的影响是相互独立的，那么将人类活动驱动因素作为因变量进行定量分析，即可获得人类活动各因素对水文要素变异的贡献。第二类，水文模型法，结合一定时间段内人类活动对水文要素变异贡献的实测结果和气象资料，建立水文模型，然后将人类活动驱动因素作为不变量，固定模型的各种参数，然后将气象变化个因素带入水文模型，经过实测可获得气象变化驱动中各因素对水文要素变异的贡献。

4.2 覆被变化对水文资源效应

人类活动不仅表现在自身对自然资源的索取上，还表现在对自然系统的修复上，因此人类活动对自然的影响是双向的。人类活动驱动因素对自然系统的作用的结果，必然会在不同程度上改变土地的覆被状态。覆被状态的改变会影响地表水与地下水资源间的循环平衡状态，这就是覆被变化带来的水文资源效应。在目前的研究领域，覆被变化对水文资源的影响的研究多采用水文模型法来揭示影响过程与机理。

参考文献

[1]许斌.变化环境下区域水资源变异与评价方法不确定性[D].武汉大学.2013.4

[2]董磊华，熊立华，于坤霞.气候变化与人类活动对水文影响的研究进展[J].水科学进展.2012.2

水文分析 第7篇

在一些水文地质条件较复杂的地区, 经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题。为提高工程勘察质量, 在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的, 在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题, 评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响, 更要提出预防及治理措施的建议, 为设计和施工提供必要的水文地质资料, 以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

1 水文地质分析的内容及重要性

1.1 我们认为今后在工程勘察中, 应重视勘察

过程中水文地质的测试和研究, 对水文地质问题的评价, 主要应考虑以下内容:

重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响, 预测可能产生的岩土工程危害, 提出防治措施。工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要, 查明有关水文地质问题, 提供选型所需的水文地质资料。不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响, 更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况, 及对岩土体和建筑物的反作用。应从工程角度, 按地下水对工程的作用与影响, 提出不同条件下应当着重评价的地质问题。

1.2 全面了解地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害, 主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

地下水位变化可由天然因素或人为因素引起, 但不论什么原因, 当地下水位的变化达到一定程度时, 都会对岩土工程造成危害, 地下水位变化引起危害又可分为三种方式:

地下水水位上升。潜水位上升的原因是多种多样的, 其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响, 有时往往是几种因素的综合结果。引起的岩土工程危害主要有以下几点:

(1) 土壤沼泽化、盐渍化, 岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。

(2) 斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。

(3) 一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。

(4) 引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。

(5) 地下洞室充水淹没, 基础上浮、建筑物失稳。

地下水水位下降。地下水位的降低多是由于人为因素造成的, 如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降, 常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题, 对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

1.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形, 当地下水升降频繁时, 不仅使岩土的膨胀收缩变形往复, 而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大, 进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱, 一般不会造成什么危害, 但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件, 在移动的动水压力作用下, 往往会引起一些严重的岩土工程危害, 如流砂、管涌、基坑突涌等。

2 鸡西煤田水文地质特征分析

2.1 水文地质分区

鸡西煤田南、西、北三面环山。穆棱河由西向东迳流, 构成了向东开阔的山间盆地。地面标高海拔124.4~565.2m, 相对高差440m。穆棱河最大流量2200m3/s, 最小流量0.60m3/s, 支流有小穆棱河、滴道河、黄泥河、哈达河、向阳河等。

根据地层时代、含水层岩性、地下水赋存条件和富水性等因素, 本区划分出六个水文地质区:第四系孔隙水区, 第三系火山岩裂隙水区, 第三系鸡东群煤系裂隙孔隙水区, 下白垩统桦山群孔隙裂隙水区, 下白垩统鸡西群煤系孔隙裂隙水区, 煤系基底裂隙水区。

2.2 含水层

根据地层时代、岩性特征、埋藏条件等因素, 可划分7个含水层 (带) :

含水层 (带) 由上至下含水性由强变弱。

第四系孔隙含水层

沿穆棱河及主要支流呈条带状分布, 岩性由粗砂、砾砂、砾石组成, 厚2~40m, 一般10~20m, 局部与城子河组含煤层段直接接触。水位埋深0.3~8.0m, 为孔隙潜水, 水位年变化幅度1~2.0m, 渗透系数14.25~150m/d, 单位涌水量1.014~22.767L/s.m, 富水性强。

第三系顶部裂隙孔隙含水层

主要分布于鸡西煤田南部条带、第四系孔隙含水层以下, 岩性由粉细砂岩、中粗砂岩及少量砂砾岩组成, 一般厚度50~100m, 最大厚度115m。底部为隔水性能良好的第三系上部厚层泥岩隔水层, 含水层以孔隙含水为主, 裂隙水次之。水位埋深0.68~1.19m, 为承压水, 渗透系数1.427~1.65m/d, 单位涌水量0.397~1.216L/s.m, 富水性中等~强。

第三系中部裂隙孔隙含水层

含水层赋存于第三系厚层泥岩隔水层之下, 岩性由粉细砂岩和中粗砂岩组成, 厚度变化大, 薄者不足1m, 厚者90~250m, 赋存深度192~550m。水位高出地面2.5m, 为承压水, 渗透系数0.542m/d, 单位涌水量0.229L/s.m, 富水性中等。

第三系下部裂隙孔隙含水层

赋存于玄武岩隔水层之下, 岩性主要为中细砂岩、粗砂岩及砂砾岩, 向西粒度变细, 厚度15~107m, 由西向东变厚。含水层赋存深度一般为292~603m, 地下水埋深5.16m, 渗透系数0.0059~1.168m/d, 单位涌水量0.0025~1.19L/s.m, 由于岩性和厚度等因素, 东部其富水性和透水性较西部明显偏大。

基岩风化裂隙含水带

第三系火山岩裂隙含水层

由玄武岩构成, 多为台地地形, 浅部垂直裂隙发育, 但多被方解石或泥质充填, 地下水埋深0.855.96m, 为裂隙潜水, 单位涌水量0.0016~0.053L/s.m, 富水性微弱。

下白垩统桦山群孔隙裂隙含水层

岩层坚硬, 抗风化力强, 多形成低山, 地面迳流条件良好, 利于地下水排泄, 岩性主要为中粗砂岩、粉细砂岩、砾岩和火山碎屑岩, 水位埋深15~20m, 单位涌水量0.05L/s.m, 富水性微弱。

下白垩统鸡西群煤系孔隙裂隙含水层

由各种粒度的砂岩、粉砂岩、泥岩和煤等组成, 一般深度60~110m, 平均80m, 丘陵斜坡地段水位埋深17.06~42.0m, 水力性质为潜水, 渗透系数1.224~0.173m/d, 单位涌水量0.118~0.369L/s.m, 富水性中等;河谷地段为第四系所覆盖, 地下水埋深1.18~4.00m, 水力性质为承压水, 渗透系数1.397~1.745m/d, 单位涌水量0.723~0.983L/s.m, 富水性中等, 但强于丘陵斜坡区。

煤系基底裂隙含水层

岩性主要为前震旦系花岗岩, 岩石坚硬, , 抗风化能力强, 多为中低山。地下水埋深约在30m以下, 风化带厚度20~30m, 坡陡以地面迳流为主, 不易渗透, 为裂隙潜水, 接受大气降水补给, 含水微弱。渗透系数为0.223m/d, 单位涌水量0.0048L/s.m。

下白垩统桦山群砂砾岩含水层

分布于风化裂隙带之下, 岩性主要为中粗砂岩和砾岩, 岩层坚硬, 有效孔隙少, 含水微弱。

下白垩统鸡西群砂岩含水层

分布于风化裂隙带和第三系之下, 岩性主要为各种粒度的砂岩、粉砂岩。水位埋深0.31~24.43m, 为承压水, 渗透系数0.269~0.00878m/d, 单位涌水量0.0729~0.00344L/s.m, 含水微弱。

3 隔水层

3.1 上第三系硅藻岩 (厚层泥岩) 隔水层

主要分布于煤田南部条带, 一般厚度90~100m, 最大厚度109.5m, 遇水膨胀, 隔水性能良好。

3.2 第三系玄武岩隔水层

主要分布于煤田南部条带, 一般厚度10~45m, 最大厚度106.9m, 岩层坚硬致密, 可视为相对隔水层。

长潭水库水文分析 第8篇

长潭水库位于台州市黄岩区西部永宁江上游境内, 黄岩城西22km处, 坝址在黄岩区北洋镇长潭村 (东经121度, 北纬28度40分) 。是一座以防洪、灌溉、供水为主, 结合发电、淡水养殖等综合利用的多年调节的大 (Ⅱ) 型水库, 也是温黄平原灌区的水利大型骨干工程, 水库流域集雨面积441.3km2, 总库容7.32亿m3, 兴利库容4.38亿m3。断面以上有4条比较大的支流汇入, 即柔极溪、黄岩溪、联丰溪、上洋溪 (见图1) 。

2 水文特性

长潭水库流域位于浙江东南沿海, 属典型的亚热带季风气候区, 热带气旋 (台风) 活动频繁, 年平均约2个, 最多年份达5个 (1990年、2005年) 。大气候背景为冬夏季风交替显著, 四季分明, 光热丰富, 水汽充沛。

2.1 气象特性

长潭水库流域位于浙江东南沿海, 属典型的亚热带季风气候区, 热带气旋 (台风) 活动频繁, 年平均约2个, 最多年份达5个 (1990年、2005年) 。大气候背景为冬夏季风交替显著, 四季分明, 光热丰富, 水汽充沛, 集雨面积441.3km2, 区域多年平均降水量1935.8mm, 多年平均径流量5.56亿m3。

从降水情况看, 全年大致可分为一个旱季和一个雨季, 其中5月初至10月初为雨季, 其他为旱季。在雨季中又可分为:1、梅汛期 (5月初至7月上旬) ;2、伏旱期 (7月中旬至下旬) ;3、台汛期 (7月下旬～9月份) , 雨季的降水一般占全年总量的70%以上。

对本区域影响较大的降水系统一般分为三类, 一是热带气旋降水 (台风雨) , 强度最大且持续时间长 (一般出现在8～9月) ;二是锋面雨 (梅雨) , 强度略小, 持续时间长, 范围广 (一般出现在6月份) ;三是强对流性降水 (雷雨) , 强度较大但持续时间短, 且范围较小 (多数出现在7、8月份) 。长潭水库设计暴雨成果见表1。

2.2 防洪特性

根据长潭水库除险加固设计报告, 长潭水库梅汛期限制水位为36.05m, 相应库容4.57亿m3;台汛期限制水位为35.05m, 相应库容4.23亿m3。

2.2.1 防洪水位

长潭水库汛期为5～10月, 主汛期为6～9月, 洪水多发生在6～8月, 水库按照百年一遇设计, 按照35.05m起调, 相对应的水库设计洪水位39.44m, 相应库容5.84亿m3。当时按照35.05m起调, 长潭水库下游防洪能力50年一遇, 相对应的水库防洪高水位38.91m, 最大泄量1022m3/s。在实际运用过程中, 我们将2004年第14号台风“云娜” (3日实际降雨量581.3mm, 接近台汛期50年一遇设计3日降雨量602mm) 的入库过程进行调洪演算, 若按照31.05m起调, 水库最高洪水位36.45m, 最大出库流量250m3/s。

2.2.2 防洪调度

由于受水库上游移民和征地不彻底, 道路、电力、通讯线路高程偏低;下游永宁江八一厂段治理未完成, 行洪能力受到限制;库区河流源短急, 洪水预报预见期短。综合以上因素, 长潭水库汛期应考虑运行水位偏低控制, 在汛限水位之下设定洪水起调水位, 腾出适当的库容以缓解上游淹没、下游防洪压力过大的问题。

为兼顾长潭水库多年调节功能和水资源利用, 同时结合防洪的需求, 经过调洪和兴利调节演算, 认为水库起调水位分时段控制比较科学合理。梅汛期起调水位为33.05m。梅汛期水位一般控制在34.05m左右运行, 这样如遇较强降水, 可以通过电厂满发电或者预泄在短时间内将库水位降至33.05m左右, 可以保证梅汛期遇50年一遇洪水 (7日降雨量295mm) 最高库水位不超过36.55m。在梅汛期即将结束时, 库水位应控制在33.05m以下, 为梅汛期向台汛期过渡做准备。台汛期起调水位为31.05m。在7月底之前, 将水库水位控制在32.05m以下 (甚至更低) 运行, 这样可在接到台风 (热带气旋) 影响的预报后, 通过电厂满发电或者预泄等前期调节方式, 将水库起调水位控制在31.05m左右, 可基本满足台汛期一次台风降雨500mm, 水库最高水位不超过36.55m。长潭水库台汛期设计洪水调洪成果见表2。

(起调水位:35.05m)

2.2.3 兴利调度

水库现有径流资料45年, 我们对这45年径流量进行排频计算 (按水利年) , 利用统计适线法配皮Ⅲ型曲线点绘频率曲线, 根据计算得出Cv=0.288、Cs=0.3146、Cs/Cv=1.10, 经查对与经验频率曲线比较相近, 符合技术规定要求, 参数W (平均) =5.667亿m3, 查验皮Ⅲ型分布表得φ (p=90%) =-1.245, 计算可得设计保证率为90%的水库入库径流量W (P=90%) =W (平均) × (Cv×φp+1) [3]=3.635亿m3。偏枯典型年按水利年度计算, 即从4月开始至次年3月底, 根据45年排频计算, 分别选取典型年1971～1972 (W=3.645亿m3) 、1964～1965 (W=3.444亿m3) 、1979～1980 (W=3.432亿m3) , 以上三个典型年的平均径流折算系数分别为0.9972、1.0553、1.0592, 符合技术规定要求, 根据三个典型年的折算系数乘以各月径流量, 得到年内径流分配过程, 用水量以三个典型年综合平均用水量结合当前灌区工农业生产及居民生活用水的实际情况确定各月用水量, 设计农业灌溉保证率90%, 城镇供水保证率95%, 详见图2。

3 结论

长潭水库于2005年3月除险加固工程完毕并通过省级验收后, 功能运行良好。分析长潭水库降水、径流、洪水调度等水文特性, 初步得出流域径流、降水、洪水水文特征, 为实行洪水优化调度发挥水库社会效益提供重要数据, 也为合理开发利用长潭水库水资源以及下游防洪抗旱等方面提供了基本水文依据。

参考文献

[1]蒋金珠.工程水文及水利计算[M].北京:水利电力出版社, 2001, 3.

[2]范世香, 程银才, 高雁著.洪水设计与防治[M].北京:化学工业出版社, 2009, 19.

澄迈湾水文测验分析 第9篇

澄迈湾位于海南省海口市西侧马村镇和桥头镇之间的海域。近几年由于城市压力, 海口市将某些产业转移至该海域。澄迈湾的建设需要了解该海域的水文资料, 本文介绍了该海域水文测验的方法以及测验成果的分析。

1 水文测验实施

1.1 测验内容

1) 潮位:布设3个临时验潮站, 分别为T1、T2、T3, 同步进行大、中、小潮型的潮位观测 (见图1) ;

2) 潮流:布设7个水文测验站, 分别为C1~C7, 同步进行大、中、小潮型进行潮流观测 (见图1) 。

1.2 测验时间的选择

根据2012年《潮汐表》中“马村站”7月、8月逐日的潮汐预报值, 进行日最大潮差累计频率统计, 选取本次水文全潮测验时间, 实施的时间如下:

大潮:2012年7月30日10:00~7月31日16:00, 潮差:249 cm;

中潮:2012年7月27日12:00~7月28日14:00, 潮差:154 cm;

小潮:2012年7月26日11:00~7月27日13:00, 潮差:87 cm。

1.3 潮位观测方法

潮位观测采用自容式感压潮位仪DCX-22进行测量记录。潮位仪器每间隔10分钟采集一次观测数据, 每次观测数据为30s平均值, 潮位记录至0.01m。观测期间在各站设立临时水尺, 通过临时水尺与自记潮位仪同步观测, 将潮位数据改正到潮位基准面上的数据。最终潮位数据统一到秀英基面。

1.4 潮流观测方法

各个潮流观测站同步进行单船定点周日连续观测, 每小时整点观测一次, 观测时间26小时以上, 满足潮流闭合要求。潮流观测均采用多普勒剖面流速仪进行观测, 每0.5 m观测一组数据, 观测结束后, 将所有层数据按照“六点法”进行筛选得到流速流向成果数据。

2 潮位处理及分析

2.1 潮位特征

该海域日潮不等现象明显, 大、中、小潮平均高潮位, T3站最高, 为2.43 m, T2站次之, 为2.41 m, T1站最小, 为2.37m;平均低潮位T1站最高, 为0.97 m, T2和T3站均为0.92m。

观测海域涨潮历时大于落潮历时, 平均历时差为3小时31分, 大、中、小潮历时差分别为3小时21分、6小时58分和6小时15分, 平均潮差分别为2.44 m、1.64 m和0.64m, 平均为1.57 m。各测站涨落潮平均潮差, T1、T2和T3分别为1.54m、1.65 m和1.67m。

2.2 潮汐调和分析

通过短期验潮站T1、T2和T3站潮位数据, 分别采用最小二乘法进行潮汐调和分析, 求出11个分潮的调和常数。根据《海港水文规范》, 潮汐性质可按下式计算标准判别:

式中的分别为主太阴日分潮、太阴太阳赤纬日分潮、主太阴半日分潮的平均振幅 (cm) 。

计算的F值, T1、T2和T3站分别为5.54、5.98和6.47。从数值上看, 可以定性施测海域的潮汐属正规全日潮性质。

3 潮流数据处理及分析

3.1 流速、流向统计分析

各测站均为往复流。涨、落潮平均流向, C1、C2、C3和C5测站为WSW~ENE, C4、C6测站为W~E, C7测站为WNW~ESE。近岸浅水测站涨、落潮流平均流向基本沿海岸线方向, 深水测站涨、落潮流平均流向沿深槽方向, 区域性变化不显著。流场形态不同的原因为:地形变化和月赤纬变化的影响, 近突出岛屿部分明显影响流场, 形成往复流。

实测涨、落潮段平均流速分别为0.35m/s和0.37m/s, 涨潮段流速小于落潮段流速;涨落潮平均流速, 大、中、小潮分别为0.53m/s、0.34m s和0.20m/s, 大潮最大, 中潮其次, 小潮最小。

3.2 最大流速特征值

水文测验期间, 大、中潮实测最大流速分别为1.15m/s、0.77m/s, 流向分别为97°和95°, 都出现在C6测站落潮段的表层;小潮实测最大流速分别为0.47m/s, 流向为89°, 出现在C6测站落潮段的表层。

3.3 潮流调和分析

近岸带实测的海流包括由天体引力所产生的潮流以及主要由水文, 气象条件所造成的非潮流 (也称余流) 两部份。潮流是海水受日、月等天体引潮力作用后产生的周期性水平流动。潮流分析的目的是根据海流周日观测资料, 分离潮流和非潮流, 同时算得潮流调和常数, 进而计算其潮流特征值, 并判断海区的潮流性质。

3.3.1 潮流类型

海区的潮流类型取决于半日潮流成分和全日潮流成分的相对比重, 即主要分潮流的振幅比, 如半日潮流占绝对主导地位即为正规半日潮流, 反之如全日潮占绝对主导即为正规全日潮流, 其判别式如下:

式中的分别为主太阴日分潮流、太阴太阳赤纬日分潮流和主太阴半日分潮流的椭圆长半轴长度 (cm/s) 。

各站垂线平均的F值在2.10~4.16之间, 平均为3.56。详细分析本海域潮流类型是以不规则全日潮流性质为主。受地形、季节性海流变化等因素影响, 潮流在某些局部发生变形, 呈现出不规则形态, 既有半日潮流也有全日潮流, 表明本海域潮流类型属不规则全日潮流性质。

3.3.2 余流

1) 余流一般指实测海流扣除周期性潮流后所剩留部分, 从计算结果来看, 季节因素和潮型对余流影响较大。各潮次观测海域余流速度大潮平均为6.4 cm/s, 中潮平均为5.0cm/s, 小潮平均为3.6 cm/s。余流流向, 各站差异较大。

2) 观测海区余流流速, 以C7测站为最大, 平均约为8.3cm/s。其次是C5测站, 平均为8.0cm/s。最小余流发生在C1测站, 平均为2.2cm/s。

4结论

本次测验采用先进的测量技术以及专业的分析方法, 测验的结果精度及可靠性高, 调和分析结果表明施测海域的潮汐属正规全日混合潮性质, 潮流属不规则全日潮流性质。

摘要：本文介绍了澄迈湾水文全潮测验的方法并分析湾内流场特征以及潮汐性质, 为澄迈湾内海洋及沿岸工程的数学、物理模型建立提供基础数据。

关键词：澄迈湾,水文测验,潮流,潮位,调和分析

参考文献

[1]JTJ203-2001水运工程测量规范[S].

[2]JTJ213-98海港水文测量规范[S].

渠道水文数据仓库的分析 第10篇

我国的水文信息化工作起步晚, 从我国水文信息化研究的现状看, 与欧美国家相比, 作为重要信息基础设施的数据库建设方面的研究存在较大差距, 几个最突出的问题如下:水文数据的标准化和通用性差、水文信息化的投资严重不足、水文信息资源共享水平低。数据挖掘方法的提出为渠道水文信息数据库提供了一条途径。

本文针对渠道水文数据库的需要, 根据数据仓库的体系结构, 建立多层次、多维数据组织来实现渠道水文综合信息数据仓库对于渠道水文信息的管理与使用。

2 渠道水文数据仓库的体系结构

水文数据仓库体系结构图如图1所示, 其中包含基础数据源、E T L、数据库堆栈和最终用户决策。

2.1 基础数据源

基础数据源包括现有渠道各水文信息的数据和根据决策分析需求可能涉及的其它外部数据资源。其中渠道各种水文信息包括:监测点雨量、渠道水位、径流流量、蒸发量等观测数据, 测站基本信息数据、水文特征值等;外部数据包括:行政区划、流域水系等。

2.2 ETL

系统根据数据需求使用E T L工具将数据从各分类的水文数据源中提取出来, 自动判断数据的有效性, 经过数据转换, 存储到数据仓库中。这个过程是数据仓库建立非常重要的一环。

2.3 数据仓库

在建立水文数据仓库前, 首先要有一个详细、合理的水文数据仓库的逻辑结构设计, 这个结构的设计直接影响到水文数据仓库的有效性。水文物理数据仓库的建立是在水文数据仓库逻辑结构设计之后开始的, 可以按照一般的建立数据库的方法进行, 如SQL、Oracle、Sybase等数据库。其次, 要根据需要的水文信息进行表格的设计以及创建。由于水文数据的特殊性, 物理数据仓库的创建过程也可以在水文数据仓库的抽取、转换和装载阶段完成。

3 水文综合数据库的设计与实现

根据渠道水文体系的特点, 本文从数据仓库、E T L工具等几方面建立了渠道水文信息、水文预报、水资源决策分析等传统的水文应用, 为渠道水文与水利兴业提供一类新的解决方案。

3.1 总体结构

水文数据库堆栈是在各个原有分散的业务型信息系统的多个数据源的基础上, 建立起来的信息集成平台, 数据库堆栈总体结构如下图所示。

3.2 ETL工具

当水文数据源中的数据发生变化后, ELT工具进行智能调度工作, 将新产生的或新变化的数据自动传入到数据库堆栈中, 无需人工干预即可执行E T L过程。

在突然重大水文信息情况下, 渠道内水文监测点自动将数据传回中心, 需要ELT过程自动触发调度。其策略为利用数据库的触发器机制完成自动触发, 并建立存储过程, 再通过存储过程调用E T L过程。

3.3 最终用户决策

根据渠道水文的综合性以及水利系统的领域背景, 利用以往的决策模型加以改进, 提出一种新的最终用户决策系统H A D S S。

HADSS分为3个层次:数据源层、模型层、用户层。数据源层提供整个HADSS的数据支撑。数据仓库在数据源和直接面对决策支撑过程之间具有一个缓存空间。模型层包括OLAP模型、数据挖掘模型和数学分析模型3中模型。OLAP模型和数据挖掘模型用于水利业务职能的数据统计、分析和预测, 数学模型用于渠道水量预测和防洪调度。在H A D S S中使用数学分析模型, 是因为渠道水量趋势预测在现阶段已经比较成熟。

用户层提供专家和普通用户访问HADSS接口。专家和领导可以从其他客户端查看O L A P分析的决策结果, 也可以通过其它仿真形式直观了解动向。

4 研究实例

利用数据仓库系统, 可以方便的针对预报和调度的各种应用, 从数据积累, 算, 选择算法, 建立模型等形成高效的渠道水文数据分析体系。

4.1 预报

针对渠道水文的预报工作, 首先通过数据范围来确定水文数据的立方体, 然后根据降雨以及径流信息建立不同预见期的预报模型, 在数据预处理及预报摸型中采用多种算法, 最后将预报结果叠加, 形成一个完整意义的预报过程。

4.2 调度

这里所说的调度主要是只渠道流域内的各级闸门以及水库的调度, 具体调度方式必须根据渠道流域不同情况确定, 一般可以分为防洪闸、泄洪闸和兴利调度。但是随着自然环境情况的逐渐恶劣, 认为污染的严重, 生态调度也慢慢的成为研究的一个热点。

5 结束语

区别于传统的水文信息数据库, 渠道水文测报信息综合资源数据库的建设是在信息资源数字化的基础上, 充分利用现代信息技术, 通过数据收录和数据整合, 完成渠道水文资源数据库的建设, 包括检索总库、各个分类资源数据库、资源信息门户网站、信息资源服务子网站群等;建设标准化目录服务体系、数据库建设规范和资源共享服务体系, 建设资源数据库数据检索和访问机制研究, 通过多级用户安全认证机制, 建立包括数据采集、上报、发布、检索等功能在内的数据服务体系, 并在网络平台上应用;建设完善管理和运营机制, 促进信息增值服务体系良性发展。

摘要：水文资料整合已经成为未来水文单位进一步发展的必经之路, 水文单位需要进一步的发展和提高, 就需要进行数据整合。文章采用数据整合技术, 针对渠道水文信息数据存在的海量、复杂、时空性等一系列特点, 以数据仓库、数据挖掘、数据整合、基本单元数据等几个方面建立分析流程, 建设成统一的数据集成平台。随着数据管理、数据分析等技术的完善, 以数据整合技术为基础的水文信息综合数据库体系将走向实用化。

关键词：水文数据整合,数据仓库,数据挖掘

参考文献

[1]陈德清.王问宇数据仓库技术在水文数据综合分析中的应用研究[J].《水利信息化》2010, (3) 18-21

[2]王二暖水文信息系统中数据仓库的设计《电脑开发与应用》[J].2009, (8) :55-64

赵固一矿矿井水文地质条件分析 第11篇

关键词：地质条件 突水 问题分析

1 矿井概况

赵固一矿为设计年生产能力240万吨的新建矿井，2005年开工建设， 2009年5月10日竣工投产。矿井为立井开拓，井底车场水平标高-525m，采用走向长壁倾斜分层全部垮落式采煤方法、综采工艺。

矿井主采二1煤层，煤层平均厚度为5.3m，倾角2～6°，煤炭总储量373490kt，剩余可采量为176877kt。埋藏深度为410～860m。煤层顶板基岩薄，表土层厚，底板灰岩水压4.4～8.3Mpa，二1煤顶板砂岩含水层、风化带含水层和新近系中、底部砂、砾石含水层等是主要的含水层。全矿井正常涌水量预计2377.36m3/h，最大涌水量2971.1m3/h。

2 井田内主要含水层和隔水层

2.1 含水层

①中奥陶统灰岩岩溶裂隙承压含水层

该层的组成主要包括：中厚层状白云质灰岩和泥质灰岩，在本区最大揭露厚度为100.79m，一般8～12m，含水层顶板埋深437.26～834.61m，该含水层在古剥蚀面的岩溶裂隙发育。

②太原组下部灰岩承压含水层

该含水层由L2、L3灰岩组成，其中L2灰岩发育较好，由西向东厚度逐渐变厚，一般厚度为15m，最厚18.98m，该含水层具有较强的富水性。

③太原组上部灰岩承压含水层

该含水层由L9、L8、L7灰岩组成，其中，L8灰岩发育最好，含水层厚度为8～11m，平均8.75m，最厚11.50m（7603孔），岩溶裂隙较发育，该含水层水位标高87.92～88.85m，渗透系数为9.82～10.94m/d，为二1煤层底板主要充水含水层。

④二1煤顶板砂岩含水层

该含水层由二1煤顶板大占砂岩和香炭砂岩组成，厚度一般2.80～67.99m（1～13层），该含水层的富水性比较弱。

⑤风化带含水层

该含水层由隐伏出露的各类不同岩层组成，厚度15～50m，一般20～35m，除石灰岩风化带含水层外，其它砂岩、砂质泥岩等岩层属弱含水层到隔水层，局部为弱透水层（k<1.12m/d）。

⑥新近系中、底部砂、砾石含水层

新近系中部存在1～3层中、细砂，含承压水，属中等富水含水层。底部砾石为古河床相，其含水层主要分布在勘探区西、东部，由砾石、砂砾石组成，富含泥质或夹有粘土薄层，半固结状态，厚度2.6～28.70m，其渗透率介于含水与弱透水之间，属弱富水含水层，对矿床影响不大。

⑦第四系含水层

该含水层主要由冲积砾石和细至中粗砂组成，级配之间差别比较大，多位于中上段。普查区西部山前多为砾卵石层，呈二元结构，含水层埋藏较浅，厚度5.0～16.1m，含水丰富；中、东部多为砂、砾石含水层，呈多层相间分布，不同含水层埋藏深浅不一，富水性较强。

2.2 隔水层

①本溪组铝质泥岩隔水层

该隔水层通常情况下是指铝质泥岩层、局部薄层砂岩、砂质泥岩层等覆盖在奥陶系含水层上，属于全区发育，并且厚度一般在2.80～28.85m，分布稳定，并且比较连续，该隔水性具有良好的隔水性，但是，厚度较薄以及构造部位其隔水性能比较薄弱。

②太原组中段砂泥岩隔水层

该隔水层通常情况下是指L4顶至L7底之间的砂、泥岩、薄层灰岩及薄煤等岩层，该层厚度在28.94～53.25m之间，其主体是泥质岩层，总体为隔水层，为太原组上下段灰岩含水层之间的主要隔水层。

③二1煤底板砂泥岩隔水层

系指二1煤底板至L8顶板之间的砂泥岩互层段，以泥质类岩层为主，分布连续稳定，是良好的隔水层段，构造变薄处，隔水性明显降低。

④新近系泥、泥质隔水层

由一套河湖相沉积的粘土、砂质粘土组成，厚度215～571m，呈半固结状态，隔水性良好，可阻隔地表水、浅层水对矿床的影响。

3 矿井突水特征

3.1 采动裂隙水

长走向大采高全部垮落式管理顶板，这种方法对顶板破坏较大，其采动裂隙发育高度向上延伸，同样底板破坏裂隙向下的发育厚度变大，同时煤层下的隔水层具有一定的原始导升和递进导升高度，这样煤层底板有效隔水层的厚度变薄，在高水压开采条件下，底板有可能被高水压突破，造成水害威胁。采动裂隙和由此引起的岩层破坏沟通煤层顶底板多个含水层，使得顶板含水层水和底板灰岩含水层水涌入矿坑。

3.2 导水断层

断层错动切割隔水层，减小有效隔水层厚度，增加下伏含水层突水的可能，特别是底板高压灰岩水的突水；或者由于断层错动，引起煤层与含水层对接，含水层水直接涌入矿坑。目前赵固一矿在采掘活动中揭露100余条大小不一的断层，断层对该矿工作面采掘活动影响较大，如12011工作面轨道顺槽在掘进过程中揭露的D20断层出现滞后出水，涌水量最大时2.0m3/min，稳定时1.0m3/min，水压6.0Mpa，水质化验为L8灰岩水，底板鼓起，随后依照工作面底板加固方案进行了封堵，水量变小，约3.0m3/h，工作面回采至断层附近出现了水量为0.09～0.33m3/min的出水点6个；胶带顺槽在掘进过程中揭露的D21断层出现滞后出水，涌水量最大时0.67m3/min，稳定时0.17m3/min，水压6.0Mpa，水质化验为L8灰岩水，巷道底鼓量较小，随后依照工作面底板加固方案进行了封堵，突水点消失。建议12011工作面在采下层煤时采用帷幕注浆的方式对工作面进行加固，以确保回采安全性。

实践证明，在断层破坏带多发生煤层底板突水。自建井来揭露的19个突水点分析，均为底板突水，水源经水质化验多为L8灰岩水，多和断层有关，部分突水点属采动裂隙水。一般来说，断层引起的突水多为中小型断层，对于大型断层由于较易勘探，可预先采取必要的防治方法如留取足够的防隔水煤柱等，突水事故较易避免。

3.3 顶板突水

影响赵固一矿二1 煤开采的顶板含水层主要包括：新近系中底部砂、砾石含水层，风化带含水层和二1煤顶板砂岩含水层，其中，风化带含水层和二1煤顶板砂岩含水层为含水量较小的含水层，易于处理并且对安全开采影响轻。

而新近系底部砂砾含水层达到了含水中等的含水层，能否防治溃水溃砂实现放顶煤开采主要取决于其底部粘土隔水层的厚度和性质，是本矿防控顶板水的重点。以东一盘区11191工作面为例，送巷期间上顺槽1200m～1350m处顶板淋水量最大时30～40m3/h，之后逐渐减小，工作面回采至该区段时淋水已基本消失；据回采前施工的顶板孔资料统计，基岩厚度最小的21.1m，最大65m，出水量最大的孔为轨顺13顶3孔，成孔水量35m3/h，经疏放水量逐渐减少为0，其他顶板钻孔水量较小。

另外，部分顶板钻孔成孔后有出砂现象（钻孔施工时冲积层注入大量冲洗液，使冲积层中的砂活性增大，顺钻孔孔壁流出）。

4 矿井目前存在的水文地质问题

根据对该矿水文地质条件、突水类型和特征、水量等因素的分析，赵固一矿在采掘活动中存在以下问题：

4.1 地下水动态观测网不完善

目前整个矿井能够正常观测的地面长观孔五个（奥灰观测孔两个：12203、观1；L8观测孔三个：12206、11604、11603）、井下长观孔6个（L8观1、L2观1、L8观3、 L8观2、O2观1、L8观6），其中L2观测孔只有一个，这样建立的含水层观测网是不能详尽的涵盖整个矿井的地下水活动状态的，难以从宏观上对采区地下水的补、径、排条件进行详细准确的分析。

4.2 开采水文地质意义重要

随着煤层开采盘区拓展，石炭系太原组灰岩含水层的开采水文地质意义愈加重要，希望领导在生产决策、技术部门在生产规划设计时，将该含水层的影响放在重要位置。

4.3 二1煤底板隔水层厚度较小，一般在20～30m，除去采动破坏带和太灰水的导升高度，有效隔水层很薄

12041工作面回采62m时工作面切眼出现四个出水点，总水量在300m3/h左右，水压1.5Mpa，持续一个月的观测无衰减迹象，水质化验结果分析，为灰岩水，突水原因分析：回采初期矿压显现剧烈，可能为矿压引起底板原生裂隙扩张延伸，导致下覆含水层水导升，也不排除底板加固钻孔受采动干扰套管断裂引起突水。

另外，该工作面为负坡度回采，故造成支架前汇水，给回采造成困难。所以应加强对太灰富水性探查，利用钻探、物探手段勘察，进行富水性分区，并对富水区进行超前探放。

4.4 应加强对奥灰水的重视程度

奥灰含水层在本区揭露最大厚度100.8m，一般8～12m，含水层顶板埋深437.26～834.61m，上距二1煤层118～142m，该含水层岩溶裂隙发育，L8群孔抽水试验奥陶系的12203孔水位出现小幅下降，反映了奥灰含水层和其它含水层之间的水力联系，因此加强对煤层底板隔水层及带压开采配套措施研究。

4.5 采区地质构造控制问题

赵固一矿井下揭露断层100余条，褶曲1条，这些构造均有可能成为潜在的导水通道，随着采掘工程的逐步推进，潜在导水通道存在进一步活化的可能，而这些断层和陷落柱极有可能成为矿井突水的重要通道，因此对其加强探测是矿井防治水的一项重要任务。

4.6 应配备系统的观测仪器

井下突水点的水量、水温观测及水化学测试等日常水文地质工作应进一步加强，配套的硬件设施不够完善。由于井下条件限制，涌水量的观测难于取得较为精确的数据，需要配备系统的观测仪器。

5 总结

总的来说，赵固一矿水文地质条件极为复杂，受顶、底板水害威胁十分严重，虽然采取了一系列的防范措施（顶板水采取施工顶板钻孔疏放，底板通过改造L8灰岩含水层及封堵L8灰岩层下伏含水层与上覆煤岩层的导水通道），但是煤岩层受回采扰动影响产生的裂隙极有可能导通含水层引起突水，尤其在断层带附近，这种影响更为明显，因此，工作面回采前一定要对断层带附近区域、裂隙发育密集区域加强富水性探测，制定合理的加固方案和防范措施，确保工程质量，防止回采时滞后出水。

参考文献：

[1]张良，赵明坤，赵月华，王心义.赵固井田水文地质条件浅析[J].矿业工程，2009（04）.

[2]门金龙.基于基岩的煤层瓦斯富集区识别方法及其应用[D].河南理工大学，2012（06）.

石马河流域水文特性分析 第12篇

石马河是东江的一级支流, 发源于深圳宝安大脑壳山, 流经深圳观澜镇、东莞市凤岗、塘厦、樟木头、清溪、谢岗、常平、桥头镇, 至桥头镇桥头新开河口入东江, 河流全长73.5km, 河宽平均80m, 河床平均坡降为0.61‰, 水浅滩多, 流速急湍, 总落差70m, 集雨面积1249km2。流域内建有虾公岩、契爷石水、茅輋水库、勒竹排水库等, 大多数水库是流域内社会经济发展和居民生活用水的主要水资源。

1. 地形地貌

石马河主流源头高山连绵, 高程约300m以上, 多数山岭草木不生, 水土流失较严重。中游为丘陵山区, 两岸山岭高度在150m以下, 一般为40～50m, 岩石风化较深, 厚度5～20m, 一般植被较好, 唯观澜水、清溪水、契爷石水等花岗岩分布地区, 球状风化严重, 山坡上往往有直径0.5～3m大孤石, 在植被不甚好的地带, 常有坍塌, 冲沟等物理地质现象, 是固体流经的主要来源;下游属东江平原区, 其中分布着零星残丘, 多为低洼之农田和湖地, 受东江洪水倒灌威胁甚大, 支流雁田河上游源头山岭低矮破碎, 与沙湾河的分水岭为深圳市的白泥坑, 高程仅为49m, 水土流失也很严重。此外, 沿河两岸有连续不断的一级阶地, 一般高于河水面5～10m, 阶地宽50～150m, 最宽达300m, 在一级阶地与山坡之间多分布有高15～20m的残丘。河床中多有漫滩分布, 其组成物质为砂, 砂石等, 为良好的建材产地。

2. 水系特征

石马河流域内河系发育不匀称, 主要支流都在右岸汇入, 主要支流有雁田水、契爷石水、清溪水、官仓水, 石马河干流在支流雁田水汇入口以上称观澜水。石马河流域水系统计见表1。

3. 气侯

石马河流域属亚热带季风气候区, 夏季长, 日照充足, 雨量充沛, 温差变幅小, 季风明显。根据东莞气象台统计, 多年平均气温23.1℃, 年际波动幅度很小, 仅0.5℃。年内温差较大, 其中1999年温差最大, 达34.7℃;1995年相对较小, 为29.5℃。年均最高气温36.8℃, 其中2004年相对最高, 达38.0℃, 年际最高气温变化仅1.9℃;年均最低气温4.9℃, 其中1999年相对最低, 仅3.1℃, 年际最低气温变化3.6℃。多年平均湿度87.5%。年平均日照时数为1979.1小时, 年际变幅高达45.6%。其中日照时数最多为2003年, 达2268.7h, 最少是1997年, 仅有1558.1h。一年中2～3月份日照最少, 7月份日照最多, 年内日照时数亦分布不均。流域常受台风、暴雨、春秋干旱、寒露风及冻害的侵袭。

(二) 水文特性

1. 降水、蒸发

石马河流域地处亚热带, 高温多雨, 具有雨量充沛、湿度大、夏季长、热量丰富的特点。降雨以南北冷暖气团交绥的锋面雨为主, 多发生在4月～6月, 其次是台风雨, 多发生在7月～9月。降水年内分配不均, 冬春干旱, 夏秋洪涝, 4月～9月降水量占全年总降水量80%以上, 降水面上分布一般是西南多, 东北少。以东莞气象站为代表站分析, 流域多年平均降水量1784.0mm, 最大年降水量2681.3mm (2008年) , 最小年降水量972.1mm (1963年) , 24小时最大雨量367.8mm (1981年7月1日) 。流域日照时间长, 蒸发量大, 多年平均蒸发量1602mm。东莞气象站降雨量年内分配见表2。

2. 径流

石马河流域径流主要依靠降雨补给。由于无实测径流资料, 径流分析计算采用《广东省水文图集》查流域多年平均径流深和年径流变差系数, 并考虑东深供水工程改造工程水文分析成果, 石马河流域径流均值采用956mm, 径流变差系数Cv=0.35, 石马河域集雨面积1249km2, 初步计算得设计年径流见表3。

石马河为雨源型河流, 其天然径流量变化与降雨密切相关, 径流年内分配与降雨量年内分配相对应。按p=50%计算多年平均年径流分配。根据广东省水资源规划的成果, 选取P=50%的典型年份为1980年。珠江三角洲的基流一般约占年径流的10%, 将p=50%年径流的10%作为基流平摊至每月, 其余按降雨过程进行分配。石马河流域平水年 (P=50%) 径流年分配成果见表4。

3. 暴雨洪水

石马河流域暴雨成因有锋面、低压槽、低压、低涡、低空急流及热带风暴 (台风) 等, 具有次数多、强度大、持续时间长、笼罩范围大的特点。

每年绝大部分雨量集中在4～10月份, 占全年降雨量的89%, 由于雨量时空分配极不均匀, 易引起洪涝灾害。流域洪水由暴雨形成, 发生季节与暴雨基本一致, 4～6月以锋面雨为主, 形成的洪水峰高量大, 涨水相对较慢;7～10月以台风雨为主, 台风雨形成的洪水峰型尖瘦, 涨落变率大。

(1) 设计暴雨

因石马河流域雨量站实测短历时暴雨量资料短缺, 暴雨参数采用《广东省暴雨参数等值线图》成果。根据石马河各主要支流汇入点, 将石马河分成五段来计算:第一段为观澜水口以上, 即观澜水;第二段为契爷石水汇入口以上;第三段为清溪水汇入口以上;第四段为官仓水汇入口以上;第五段为橡胶坝以上。根据石马河干流各分段所在位置以上流域的中心点, 由《广东省暴雨参数等值线图》, 查得各种历时点暴雨统计参数Ht平均、Cv, 采用Cs=3.5Cv, 推求各种历时不同频率的设计暴雨。

(2) 设计洪水

根据石马河流域各分段特征值及各历时设计暴雨, 采用广东省综合单位线法和推理公式法分别计算的洪峰流量成果。

(三) 结语

由于石马河流域的特殊地理位置和地形地貌, 水文特性分析对于石马河流域非常重要, 直接影响流域内各项工程实施的效果及费用。因此, 文章通过对石马河流域水文特性的分析研究, 给出了东莞地区水文特性研究的一般方法和步骤。

参考文献

[1]詹道江, 叶守泽.工程水文学[M].北京:中国水利水电出版社, 2000.

[2]广东省水文局.广东省暴雨参数等值线图[Z].2003.