大庆市地下水位降落漏斗区水资源人工调蓄关键技术研究

论文摘要

地表水库建设和运行过程中的环境负效应已逐渐受到人们的关注,例如水库的土地和工程淹没、溃坝、淤积、土壤次生盐碱化、诱发地震等。与此同时,地下水在长期大规模开发利用过程中,已形成了数量众多的地下水位降落漏斗,腾出了巨大的地下空间。因此,利用地下水位降落漏斗空间进行水资源人工调蓄,既解决了闲置地下空间的利用问题,也可防范和控制环境地质问题的发生、发展,还缓解了地表调蓄空间不足的问题。本文针对大庆市西部地区区域性承压地下水位降落漏斗的水资源人工调蓄(地下水库)规划论证过程中所遇到的问题展开研究。在地下水库特征水位与特征库容的划分、确定和计算方面进行了探讨;利用地下水流数值模拟技术对地下水库的自然调蓄能力、地下水人工补给方案以及应急状态下地下水库的供水能力评价等问题进行了分析;尝试采用水文地球化学模拟技术对地下水人工补给过程中的水岩相互作用进行研究。

论文目录

• 0 绪论
• 0.1 课题研究意义
• 0.1.1 实际意义
• 0.1.2 理论意义
• 0.2 国内外研究现状
• 0.2.1 地下水人工调蓄实践
• 0.2.2 地下水人工调蓄的理论与技术
• 0.3 主要研究内容、创新点及技术路线
• 0.3.1 主要研究内容
• 0.3.2 创新点
• 0.3.3 技术路线
• 1 研究区概况
• 1.1 地理位置及交通
• 1.2 地形地貌
• 1.3 气象水文
• 1.4 社会经济概况
• 2 区域地质与水文地质条件
• 2.1 区域地质条件
• 2.1.1 地质构造
• 2.1.2 区域地层特征
• 2.2 区域水文地质条件
• 2.2.1 含水层岩性与分布
• 2.2.2 地下水补给、径流与排泄条件
• 2.2.3 地下水化学特征
• 3 水资源开发利用现状与环境地质问题
• 3.1 地表水开发利用现状
• 3.1.1 引水工程
• 3.1.2 蓄水系统
• 3.1.3 提水工程
• 3.1.4 排水工程
• 3.2 地下水开发利用现状
• 3.3 环境地质问题及防治对策
• 3.3.1 环境地质问题
• 3.3.2 防治对策
• 4 大庆市西部地下水库库区选址
• 4.1 地下水库概述
• 4.1.1 地下水库的基本概念
• 4.1.2 地下水库的本质特征
• 4.1.3 地下水库的功能
• 4.1.4 地下水库的优缺点
• 4.2 地下水库库区选址的一般原则
• 4.3 大庆市西部地下水库库区选址
• 4.3.1 储水空间
• 4.3.2 边界条件
• 4.3.3 补给条件
• 4.3.4 相关的工程基础条件
• 4.3.5 社会、环境和经济效益概略评价
• 5 地下水库库区地下水数值模型的建立
• 5.1 水文地质概念模型
• 5.1.1 计算区范围
• 5.1.2 含水层水力特征与介质特征概化
• 5.1.3 边界条件概化
• 5.2 数学模型的建立及求解
• 5.2.1 数学模型
• 5.2.2 时空离散
• 5.2.3 水文地质参数
• 5.2.4 源汇项
• 5.2.5 初始水位
• 5.3 模型的识别及验证
• 5.4 库区地下水量均衡分析
• 6 地下水库特征水位与特征库容的确定
• 6.1 特征水位划分及确定的一般原则
• 6.1.1 地表水库特征水位与库容划分方案介绍
• 6.1.2 地下水库的特征水位与特征库容划分方案
• 6.1.3 潜水含水层地下水人工调蓄特征水位的确定原则
• 6.1.4 深层承压含水层地下水人工调蓄特征水位的确定原则
• 6.2 大庆西部地下水库死水位的确定
• 6.2.1 承压含水层顶板标高
• 6.2.2 地下水水质恶化临界水位
• 6.3 大庆西部地下水库正常蓄水位的确定
• 6.4 大庆西部地下水库特征库容计算
• 6.4.1 库容计算原理与方法
• 6.4.2 库容计算结果
• 7 地下水库水量调蓄方案分析
• 7.1 地下水库建设过程中的水量调蓄方案
• 7.1.1 维持现状开采方案
• 7.1.2 压缩开采量方案
• 7.1.3 地下水人工回灌方案
• 7.2 地下水库应急供水能力
• 8 地下水人工补给对含水层水质的影响
• 8.1 人工补给对注入水源水质的一般要求
• 8.1.1 物理亲合力
• 8.1.2 化学亲合力
• 8.1.3 生物相适性
• 8.1.4 毒理学因素
• 8.2 人工补给过程中的地球化学反应研究
• 8.2.1 水文地球化学模拟技术概述
• 8.2.2 含水层中“可能矿物相”确定
• 8.2.3 人工补给对含水层水质的影响研究
• 8.3 研究的局限性
• 9 结论及建议
• 9.1 结论
• 9.2 存在问题与建议
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表论文
• 致谢