山东济宁北部岩溶地下水资源勘察与评价研究

论文摘要

山东济宁是鲁西南经济、文化中心。全市70％以上的土地为水浇地，其中绝大多数靠地下水灌溉。随着经济的不断发展和城市化进程的加快，工业企业对水资源的需求量与日俱增，同时，地表水体的质量也越来越令人担忧。于是，地下水便成为济宁市最主要的供水来源。长期过量开采地下水，造成地下水位持续下降，地下水资源逐渐枯竭，并可引发许多环境地质问题，如地面沉降、岩溶塌陷等。因此，对地下水资源进行较准确的评价，以指导合理开发利用地下水资源是十分必要的。本文结合当地主管部门水资源规划项目，对位于济宁市北部的隐伏碳酸盐岩裂隙岩溶水进行了勘察与评价。由于研究区裂隙岩溶含水层埋深大，以往研究工作少，本次勘察在采用工程物探、水文地质钻探、动态监测等常用勘察手段的基础上，利用铀同位素示踪法及群孔抽水试验法，查明了裂隙岩溶水的补给来源、径流途径等条件。选用Visual MODFLOW地下水数值模拟软件，建立三维地下水流数值模拟模型，对研究区水文地质条件进行识别。首先用水量均衡法对研究区岩溶水可采资源进行了估算，再用经过识别与验证的数值模拟模型预测给定限制条件下岩溶水最大可开采量。两种方法得到的可采资源量分别为19.20×10~4 m~3／d和18.46×10~4 m~3／d，评价结论非常接近，得到互相验证，提高了评价结论的可信度。本研究报告最终提交可采资源量取其平均值18.83×10~4 m~3／d。经模型预测，岩溶水开发后引起孔隙水的最大附加降深小于2.0m，对当地农业用水影响较小。大规模开发岩溶水后，可能在嘉祥县南部山前地带引发岩溶塌陷，但其危害性较小；开发活动不会引发地面沉降，对地下水质量影响小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 选题依据与意义及工作任务
• 1.1.1 选题依据及意义
• 1.1.2 主要工作任务
• 1.2 研究区概况
• 1.2.1 研究范围
• 1.2.2 研究区自然地理条件
• 1.2.3 研究区水资源开发利用现状
• 1.3 地下水资源评价的研究现状及发展趋势
• 1.4 地下水资源评价的常用方法
• 1.4.1 裂隙岩溶水的特征
• 1.4.2 岩溶水资源评价方法
• 1.4.3 地下水数值模拟软件（Visual MODFLOW）的特点
• 1.5 研究区的现状工作程度
• 2 勘察方法与勘察工作量
• 2.1 勘察工作部署原则
• 2.2 主要工作方法及其意义
• 2.2.1 工程物探
• 2.2.2 动态监测
• 2.2.3 铀同位素研究
• 2.2.4 抽水试验
• 本章小结
• 3 研究区水文地质条件
• 3.1 区域地质条件概述
• 3.2 区域水文地质条件
• 3.3 地下水系统特征
• 3.3.1 含水岩组及其富水性特征
• 3.3.2 含水单元边界条件
• 3.3.3 地下水水位动态特征
• 3.3.4 地下水补给、径流、排泄特征
• 本章小结
• 4 地下水系统数值模拟模型
• 4.1 模拟范围的确定
• 4.2 水文地质概念模型
• 4.2.1 含水层结构模型
• 4.2.2 地下水流数学模型及其求解
• 4.3 定解条件的处理
• 4.3.1 模型边界条件的处理
• 4.3.2 模拟区源汇项计算
• 4.4 模型的网格剖分
• 4.5 模型识别与验证
• 4.5.1 识别
• 4.5.2 验证
• 4.5.3 水文地质参数模拟结果
• 4.5.4 模拟误差分析
• 4.6 模拟期水均衡分析
• 本章小结
• 5 岩溶地下水可采资源评价
• 5.1 均衡法评价岩溶地下水可采资源
• 5.1.1 均衡方程的建立
• 5.1.2 有关参数的计算与确定
• 5.1.3 参数验证
• 5.1.4 岩溶水可开采资源估算
• 5.2 数值模拟法预测地下水可采资源
• 5.2.1 预测条件的确定
• 5.2.2 开采方案的确定
• 5.2.3 预测结果
• 5.2.4 水源地可靠性分析
• 5.3 地下水环境影响评价
• 本章小结
• 6 结论及存在的问题
• 6.1 主要结论
• 6.2 存在的问题
• 致谢
• 参考文献