内蒙古后套平原地下水数值模型研究

论文摘要

后套平原是国家和自治区主要的商品粮、工业、乳业等基地,随着不合理利用水资源所出现的水文地质问题亦日益严重,且严重制约着地区经济的发展。因此,迫切需要进一步查明后套平原的水文地质条件,重新评价地下水资源量。目前对后套平原地下水资源的勘查往往按图幅或行政区划进行,忽视了地下水系统的完整性,难以对整个后套平原或完整地下水系统的水资源作出客观评价。本次研究的目的是在已有的科研成果基础上,建立一种大范围的区域模型,以便对整个后套平原区地下水资源进行分析。建立后套平原区域地下水数值模拟模型,评价地下水资源及开发利用潜力,可从战略的高度掌握整个后套平原的地下水资源分布和水质、水量,进而才能提出合理开发利用和保护地下水资源的具体措施。本文采用GMS地下水数值模拟软件,根据现掌握的钻孔和剖面资料利用插值方法建立了研究区结构模型(潜水含水层、浅层承压水含水层和深层承压水含水层)。在分析研究区水文地质条件基础上,对含水层结构、边界条件、地下水流场和流动特征、地下水源汇项等进行深入分析概化,从而建立地下水流概念模型。将结构模型和概念模型有机的结合起来建立后套平原地下水数值模拟模型。通过模型的识别拟合各种参数,最终建立起能够反映实际含水层地下水流特征的数值模拟模型,从而进行地下水资源评价。根据地下水稳定流数值模型,研究区内地下水补给资源量为27.15×108m3/a(不包括层间越流量),灌溉入渗为主要补给来源,其次是渠系渗漏补给。灌溉入渗量为12.64×108m3/a,占总补给量的46.54%；渠系渗漏量为7.60×108m3/a,占总补给量的27.99%,全区平均补给模数为16.23×104m3/km2·a。在地下水补给资源量的基础上利用开采系数法进行可开采资源量评价,地下水可开采资源量为16.14×108m3/a,平均可开采模数为9.67×104m3/km2·a。区内主要的排泄方式是蒸发,其次是排干渠。根据已建模型及地下水规划方案,建立预测模型分析均衡项的变化,规划后地下水补给资源量为21.44×108m3/a,减少5.71×108m3/a,其中渠系渗漏量减少较大。地下水多年平均排入乌梁素海的水量为减少了1.43×10am3/a,可能会引起乌梁素海的水面面积逐年减小。平均水位埋深下降0.75m,地下水位的普遍下降,可使盐渍化现象有所减轻,局部地区下降较大可能产生土地沙化等环境地质问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 地下水资源评价研究现状
• 1.2.2 地下水数值模拟的发展
• 1.2.3 大区域地下水模拟研究现状
• 1.2.4 后套平原水文地质研究现状
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第2章 研究区概况
• 2.1 自然地理及地质概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地形地貌
• 2.1.3 气象
• 2.1.4 水文
• 2.2 区域地质概况
• 2.2.1 地层
• 2.2.2 地质构造
• 2.3 水文地质概况
• 2.3.1 含水层空间分布及其水文地质特征
• 2.3.2 地下水的补给、径流、排泄条件及其动态变化规律
• 2.4 环境地质概况
• 2.4.1 咸水
• 2.4.2 土地盐渍化
• 2.4.3 土地沙漠化
• 2.4.4 地方病
• 2.5 本章小结
• 第3章 研究区地下水流数值模拟模型
• 3.1 水文地质条件的概化
• 3.1.1 模型范围和边界条件
• 3.1.2 水文地质结构模型
• 3.1.3 水文地质参数
• 3.1.4 地下水的流动特征
• 3.1.5 各补排项的处理与计算方法
• 3.2 地下水数值模型
• 3.2.1 地下水稳定流数值模拟模型
• 3.2.2 数学模型
• 3.2.3 模型软件选择
• 3.2.4 模型结构
• 3.2.5 模型的识别
• 3.2.6 地下水补给资源量评价
• 3.2.7 地下水可开采资源量评价
• 3.3 本章小结
• 第4章 远景规划下地下水资源量评价
• 4.1 远景规划实施背景
• 4.2 远景规划任务
• 4.3 规划方案下地下水资源评价
• 4.4 规划方案下对环境地质的影响
• 4.4.1 规划方案下对地表水体影响
• 4.4.2 规划方案下水位对植被的影响
• 4.4.3 规划方案下水位变幅对盐渍化的分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论和建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录