城市地下水水质水位预警的研究

论文摘要

地下水资源是水资源重要的组成部分,是农业、工业及生活用水的重要来源。随着对地下水的过量开采,地下水水质不断恶化,水位持续下降。为保证水资源与经济的协调发展,必须加强对地下水资源的管理,用现代的科学的预测预警方法,对地下水进行预警分析。本文在大量调研的基础上,结合研究区域的实际情况,提出了地下水预警的含义及特点,地下水预警的过程应包括明确警义、寻找警源、分辨警兆、预报警度、排除警患五个方面,其中难点是预报警度和排除警患。预警必须建立在评价和预测的基础之上,因此本文根据数据资料整理分析了研究区域的地下水水质中主要指标以及地下水水位的变化规律,用国际F值法、综合指数法、内梅罗指数法和和模糊综合评判法几种方法对地下水水质进行了评价,比较发现模糊综合评判法更为客观地反映了地下水的质量分类。另外还将BP神经网络应用于地下水水质评价,效果理想。提出并确定了地下水水质、水位预警的警度,分别为:无警、轻警、中警、重警、巨警。水质的警度是与地下水五类水的划分标准相对应,水位的警度主要采用当前水位和警戒水位相对比的办法完成。对地下水水质、水位的预测主要采用随机统计的研究方法,由于数据资料的限制以及实际需求,本文只做了短期预测,首次尝试采用支持向量机的方法,并将其结果与BP神经网络(单井预测和多井预测)的方法作了比较,不同的情况下两种方法的预测精度不同。之后应用研究区域的实际数据,对地下水水质、水位的现状及变化趋势分别作出了预测预警,研究表明,研究区域地下水水质处于巨警,不适合饮用,但可以用于工业、农业等,区域本身氟量超标是主要原因,但水质变化趋势不明显。地下水水位在不同含水层的变化趋势不同,建议对各井的开采量进一步优化配置。最后针对研究区域地下水受污染的情况,分析产生了污染产生的原因、机制,并结合国内外研究现状提出了修复的建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 地下水的现状及存在的问题
• 1.1.3 研究的目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 对地下水环境及开采方面预警的研究现状
• 1.2.2 地下水资源的管理
• 1.2.3 地下水动态的研究
• 1.2.4 地下水水质的研究
• 1.3 研究工作的主要内容及步骤
• 1.4 课题研究技术路线
• 第二章 研究区域的选择与现状分析
• 2.1 研究区域的选择
• 2.2 研究区域自然地理环境
• 2.2.1 地理位置及范围
• 2.2.2 基本地貌
• 2.2.3 气候气象
• 2.2.4 水系
• 2.3 研究区域地质概况
• 2.4 研究区域地下水系统
• 2.4.1 地下水含水组划分
• 2.4.2 地下水水质概况
• 2.4.3 地下水水位动态
• 2.5 研究区域地下水开发利用概况
• 2.5.1 开采地下水现状
• 2.5.2 水利工程及供用水现状
• 2.5.3 水资源开发利用存在的问题
• 2.6 区域的社会与经济状况
• 第三章 城市地下水预警的理论研究
• 3.1 地下水预警的含义与特点
• 3.1.1 地下水水质预警的含义
• 3.1.2 地下水水位预警的含义
• 3.1.3 地下水水质水位预警的特点
• 3.2 地下水水质水位预警的分类
• 3.3 地下水预警的框架
• 3.3.1 明确警义
• 3.3.2 寻找警源
• 3.3.3 分辨警兆
• 3.3.4 预报警度
• 3.3.5 排除警患
• 3.4 地下水预警的指标体系
• 3.4.1 地下水预警指标的选择原则
• 3.4.2 地下水预警指标的选择方法
• 3.4.3 地下水水质风险预警综合指标的构成
• 3.4.4 地下水水位预警综合指标的构成
• 3.5 地下水预警的方法
• 第四章 城市地下水水质预测预警的研究
• 4.1 研究区域地下水水质数据的收集和整理
• 4.2 地下水水质的评价
• 4.2.1 评价标准
• 4.2.2 评价方法
• 4.2.3 评价结果及分析
• 4.3 地下水水质分布规律
• 4.3.1 区域分布规律
• 4.3.2 垂直分布规律
• 4.4 地下水水质的预测
• 4.4.1 预测方法的选择
• 4.4.2 预测模型的建立和应用
• 4.4.3 实例预测与结果分析
• 4.5 地下水水质的预警
• 4.5.1 地下水水质的预警指标
• 4.5.2 地下水水质的预警方法
• 4.5.3 塘沽区地下水水质预警的应用
• 4.6 小结
• 第五章 城市地下水水位预测预警的研究
• 5.1 数据的收集和整理
• 5.2 研究区域地下水水位变化趋势
• 5.2.1 地下水水位的影响因素
• 5.2.2 年内水位变化
• 5.2.3 多年水位变化
• 5.3 地下水水位的预测
• 5.3.1 基于BP 神经网络的地下水水位预测
• 5.3.2 基于支持向量机的地下水水位预测
• 5.3.3 两种预测方法的比较
• 5.4 地下水水位的预警
• 5.4.1 地下水水位预警的方法
• 5.4.2 地下水水位预警的应用
• 5.5 小结
• 第六章 地下水的污染控制及修复
• 6.1 地下水污染控制
• 6.1.1 地下水污染的成因
• 6.1.2 地下水水环境污染机制
• 6.1.3 防治措施
• 6.2 地下水修复
• 6.2.1 地下水水环境修复技术的主要方法
• 6.2.2 研究区域地下水修复的建议
• 第七章 结束语
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢