武汉市某岩溶塌陷地区地下水位监测网密度优化

作     者：杨雪 

作者单位：中国地质大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：周训;李海涛

授予年度：2016年

学科分类：081802[工学-地球探测与信息技术] 081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：武汉 地下水位 监测网 Kriging法 地下水动态类型编图法 

摘      要：武汉市的地下水监测始于20世纪70年代,为城市发展建设及科研提供了大量基础数据信息。然而现行监测网得到的资料质量和精度难以得到有效保证,存在的问题也日益明显。主要问题有监测井控制性不够、监测数据时间不连续等。另外市内碳酸盐岩广布,地质条件复杂,加上城市重大工程的增多,以岩溶塌陷为主的一系列地质环境问题频发,地下水动态对岩溶塌陷的发生影响很大。因此,地下水的实时监测和分析有非常重要的现实意义,对监测网的优化设计成为必然。目前优化方法主要有水文地质分析法、Kriging法、卡尔曼滤波法等。本文以武汉市地下水位监测网为研究对象,运用Kriging法对现行第四系地下水及岩溶水监测网分别进行评价,误差方差均值分别为9.57和5.05,都存在监测空白区。选择市内某一区域为典型研究区,区内第四系监测井集中在长江一级阶地的承压含水层中,缺乏对潜水的监测,方差2.37～2.62;岩溶水监测井分布在各岩溶条带,方差0.14～4.54。运用地下水动态类型编图法对该区地下水位监测网予以优化。通过分析影响地下水位动态的因素,进行地下水动态类型分区,以此为基础结合监测网设计原则,充分利用现有的专门监测井,提出该区地下水位监测网优化方案。研究区优化后地下水位监测网共计59口井,现有第四系水监测井5口,增设17口;岩溶水监测井7口,增设19口;另布设分层监测井11口。用Kriging法对优化后的监测网进行分析,第四系地下水位监测网方差值3.29～5.54,值相对增大是由于优化前监测井紧密分布在一个小区域,而优化后分布在整个研究区整体密度变小,但从实际情况来讲布局更合理;优化后的岩溶水位监测网方差0.21～2.98,误差方差波动范围减小,高值区整体减小低值区扩大,优化方案比较合理,满足优化的目标及研究的初衷。优化后的监测网填补了监测空白区,用于监测当地的地下水位时空变化特征能够保证获取足够的资料,以确保地下水的合理可持续利用,实现地下水情变化更有效的预报预测,利于今后地下水管理及地质灾害的辅助监测与预防。