新疆渭干河流域地下水开采—生态环境保护研究

论文题目: 新疆渭干河流域地下水开采—生态环境保护研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 水文学及水资源

作者: 黎明

导师: 陈崇希

关键词: 地下水三维流数值模拟,模型仿真性,混合井,潜水蒸发蒸腾,生态环境,新疆渭干河流域

文献来源: 中国地质大学

发表年度: 2005

论文摘要: 干旱地区的水资源问题多年来一直是国内外水文地质学界研究的热点。我国西北地区是世界上较为典型的干旱区之一，水资源紧缺且不合理的开发利用，不仅制约了当地社会经济发展和人民生活水平提高，也是导致生态环境恶化的最主要因素之一。 从我国西北干旱区水资源的开发利用历史来看，长期以来一些地区执行以开发地表水为主的方针，忽视了地下水的开发利用，一方面不仅造成了水资源的大量浪费，而且加剧了土地盐渍化；而另一方面，河流下游水资源补给量减少甚至河流断流，导致了植被生态环境恶化、土地荒漠化严重等生态环境问题。 本文以新疆渭干河流域为例，在系统分析渭干河流域水文地质条件的基础上，建立了含混合井孔的地下水三维不稳定流模型，通过数值模拟研究渭干河流域地下水流场的时空分布特征，并探讨以保护生态环境为前提的地下水资源合理开发利用模式。 文中着重探讨了在西北干旱区进行地下水数值模拟所涉及的几种典型水文地质要素的仿真刻画方法，所建立的地下水流模型有如下特色： 1．模型分层：对于多层含水系统，以往研究中大多将其划分为奇数层，即砂性土层(潜水层)—粘性土层(第1弱透水层)—砂性土层(第Ⅰ承压水层)—粘性土层(第2弱透水层)—砂性土层(第Ⅱ承压水层)—……等。如此划分，潜水层符合《普通水文地质学》或《水文地质学基础》的定义要求(有稳定的隔水或弱透水底板)。然而，本区(自然界亦普遍如此)的浅层广泛存在沉积物颗粒上细下粗的二元结构，若将其定义为层状非均质潜水层，则上部粘性土层的水头明显地不同于下部砂性土层的水头，作为单一潜水层不满足裘布依假定。另外，如此分层把很重要的耕作层-植被层(粘性土层)丢失掉了，而该层又是地表水入渗补给-地下水蒸发蒸腾排泄的主要对象。 本文基于二元结构上部粘性土层的水动力特征——具有自由液面、接受降水、河渠和灌溉等入渗直接补给和蒸发蒸腾排泄，将其定义为(弱透水)潜水层，此定义不同于传统的潜水层定义，无须“稳定的隔水(弱透水)底板”之说。如此，将研究范围内(钻孔控制埋深350m以内)的第四系含水系统以典型岩性柱状图为基础划分为3层砂性土层(分别是第Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ承压含水层)和3层粘性土层(分别是弱透水潜水层和第Ⅰ、Ⅱ承压含水层之间及Ⅱ、Ⅲ承压含水层之间的弱透水层)的6层结构，即二元结构的上、下层分别划分为第1弱透水层和第Ⅰ承压含水层，以使模型能更好地反映多层含水系统的水动力特征。

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摘要

ABSTRACT

目录

第一章 绪论

1.1 选题意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 干旱区水资源研究现状

1.2.2 水资源评价的研究

1.2.3 地下水数值模拟研究现状

1.2.4 干旱区地下水开发与生态环境保护研究现状

1.3 研究内容与思路

第二章 新疆渭干河流域自然地理和区域水文地质背景

2.1 自然地理条件

2.1.1 地形、地貌

2.1.2 气象

2.1.3 水文

2.2 区域地质背景

2.2.1 地层

2.2.2 地质构造

2.3 区域水文地质特征

2.3.1 含水系统特征

2.3.2 含水层(组)划分

2.3.3 地下水补径排特征

2.3.4 地下水动态特征

2.3.5 地下水化学特征

第三章 水文地质模拟要素的仿真刻画

3.1 混合井孔的模拟

3.1.1 混合井孔模拟的研究现状

3.1.2 混合井流机理与模拟方法

3.1.3 混合井孔-含水系统理想模型

3.2 大气降雨、地表水等入渗补给潜水滞后性的刻画

3.3 河流与地下水间补给、排泄的模拟

3.4 潜水蒸发蒸腾的计算

3.5 初始水头的形成

3.6 小结

第四章 渭干河流域地下水三维流数值模拟研究

4.1 水文地质概念模型

4.1.1 基本模型

4.1.2 模型范围及边界条件

4.2 数学模型

4.3 数值模型

4.4 模型识别

4.4.1 基础工作

4.4.2 模型识别的基础资料

4.4.3 水文地质参数的识别

4.4.4 模型影响因素灵敏度分析

4.4.5 水均衡计算

第五章 地下水开采动态预测与管理

5.1 基于建立集中供水水源地的开采方案

5.1.1 预测方案设计

5.1.2 地下水水头动态预测分析

5.1.3 水均衡预测分析

5.2 夺取潜水蒸发开采思路的前景分析

5.3 地下水开发与生态环境保护对策

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

发布时间: 2007-01-12

参考文献

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• [3].西辽河平原三维地质建模及地下水数值模拟研究[D]. 段青梅.中国地质大学（北京）2006
• [4].西北内陆盆地地下水的生态环境效应研究[D]. 郭占荣.中国地质科学院2000
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• [6].地下水环境指标体系研究[D]. 李平.中国地质大学（北京）2006
• [7].黄水河流域地下水脆弱性评价与水源保护区划分研究[D]. 张保祥.中国地质大学（北京）2006
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