呼包盆地地下水数值模拟研究

论文摘要

呼包盆地属于河套平原两大地下水流动系统之一,包括了首府呼和浩特市和重要工业城市包头市,是内蒙古政治、经济、文化最发达的地区。随着该区经济的快速发展,对水资源的需求也日趋强烈。根据有关部门预测,到2010年河套平原缺水量达18×10~8m~3,缺水地区主要后套盆地地区;到2030年缺水达约80×10~8m~3,整个河套平原缺水。因此,迫切需要进一步查明呼包盆地水文地质条件,评价该区地下水资源量。本文应用地下水数值模拟技术来进行呼包盆地地下水资源评价,在详细分析研究区地质和水文地质条件的基础上,采用2007—2008年数据资料,利用基于有限差分法的地下水模拟系统软件GMS,建立了呼包盆地研究区双层结构的水文地质概念模型和数学模型。在分析研究区各均衡要素的基础上,结合GMS数据存储方式的特点,采用源汇项通过GIS、Access数据库与GMS外部存储文件相互结合的方式进行水均衡要素赋值,带入模型并对所建立的准三维地下水流运动方程进行求解。呼包盆地在模拟期(2007—2008年)内地下水总的补给量为29.4330×10~8m~3(不包括含水层间的越流量,下同),总排泄量为27.8299×10~8m~3。应用该模型对多年平均条件下的地下水补给资源量和可开采资源量进行了评价和分析,在现状开采条件下,研究区地下水补给资源量为13.246×10~8m~3/a;由于目前为阶段性的研究成果,资料数据掌握程度较粗,地下水可开采资源量是在天然资源量计算的基础上,采用70%保证系数所得,为9.3423×10~8m~3/a。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 区域地下水数值模拟概述
• 1.2.1 区域地下水数值模拟国内外研究现状
• 1.2.2 存在的问题
• 1.3 呼包盆地地下水数值模拟研究现状
• 1.4 研究内容和技术路线
• 第2章 呼包盆地区域水文地质条件
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 气象及水文
• 2.1.3 地形地貌
• 2.2 地质概况
• 2.2.1 地层
• 2.2.2 构造
• 2.3 水文地质条件
• 2.3.1 呼包平原水文地质条件
• 2.3.2 三湖河平原水文地质条件
• 2.3.3 黄河南岸平原水文地质条件
• 2.4 水资源概况及开发利用现状
• 2.4.1 水资源概况
• 2.4.2 地表水开发利用现状
• 2.4.3 地下水开发利用现状
• 2.4.4 地下水开发利用中存在的问题
• 2.5 小结
• 第3章 呼包盆地地下水流数值模拟模型
• 3.1 水文地质概念模型
• 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 源汇项的计算
• 3.1.5 特殊问题的处理
• 3.2 数学模型及求解
• 3.2.1 数学模型
• 3.2.2 子程序包的选择
• 3.2.3 模型网格剖分
• 3.2.4 模拟期及应力期的确定
• 3.2.5 定解条件的处理
• 3.2.6 源汇项的处理
• 3.2.7 水文地质参数的处理
• 3.3 地下水均衡分析
• 3.4 小结
• 第4章 呼包盆地现状开采条件下地下水资源评价
• 4.1 地下水资源评价原则
• 4.2 补给资源量
• 4.3 可开采资源量
• 4.3.1 潜水含水层评价原则
• 4.3.2 承压含水层评价原则
• 4.3.3 呼包盆地地下水可开采资源量评价
• 4.4 地下水资源开发利用对策
• 4.5 小结
• 第5章 结论与建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 后续工作及建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录