地下水环境监测网优化设计是以水文地质条件分析为基础,运用水文地质变量的测量信息,进行地下水监测井位置,数目及频率的优化设计。从这个意义上讲,地下水监测网优化设计应采取水文地质学分析和数学模型定量化结合的方法,依据地下水监测网优化设计的目的及经费投入情况,选用不同的方法(郭燕莎等,2011)。目前常用的方法包括:水文地质学方法(朱瑾等,2007;杨超,2010),地学统计法(Baalousha等,2010;Yang等,2008;Narany等,2014),时间序列法(周仰效和李文鹏,2007),卡尔曼滤波法(Van等,1991),蚁群算法(Li和Hilton,2007),空间抽样理论、数值模拟法及模拟—优化模型方法等(吴剑锋和郑春苗,2004)。
水文地质学方法是一种以定性和半定量化为基础的方法,它提供初级地下水监测网的设计。水文地质学方法在优化区域地下水位监测网时采用地下水动态类型编图法。地下水动态类型编图法考虑了影响地下水动态的各因素,把这些因素在空间上进行叠加从而划分出许多不同的区,在不同的地下水动态类型区内按具体条件布设监测井,以表示出在水文、地质、地貌、气象、生态和人类活动等因素影响下的地下水环境状况。影响地下水动态的因素包括(杨超,2010)以下几方面。
(1)地表特性:包括地形地貌和土地利用,它们主要影响地下水的补给和排泄;
(2)包气带特性:包括土壤岩性和地下水位埋深,包气带作为一个缓冲带延迟和减缓了地下水位、水质对外部影响的响应;
(3)饱和带特性:包括含水层的岩性和边界条件,它们在很大程度上决定了地下水位、水质在空间上的复杂分布和随时间的复杂变化;(www.xing528.com)
(4)水文因素:包括降水,蒸发蒸腾和地表水体,这是天然地下水位变化的主要因素;
(5)人类活动影响:包括地表水库,引水和地下水开采,这是地下水位持续变化的主要因素。
本次选取水文地质学方法对宁夏地下水监测网进行优化,包括潜水监测网优化和承压水监测网优化,其中潜水、承压水监测网优化分别包括水质监测网优化布设和水位监测网优化布设。
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