人工湖区地下水监测与模拟研究

论文摘要

水是生命之源,是影响社会发展和人类进步的不可缺少的自然资源。水资源在全球经济和社会可持续发展过程中占有相当重要的地位,是人类赖以生存的不可替代的物质基础。在可利用的水资源中,地下水是宝贵的自然资源又是环境的基本要素。目前,由于人类活动加剧、气候变化等因素的存在,地下水环境受到了很大影响。在某些城市和地区,与地下水有关的环境、生态问题也日益严重。对地下水资源进行准确评价与科学管理是人类对地下水资源进行有效开发利用的前提和基础。本文在借鉴国内外地下水模拟研究成果的基础上,研究探讨了研究区人工湖建设以后地下水水位、水质的变化情况。首先根据研究的需要,在研究区设立了地表水及地下水的监测点,通过监测点获得的监测数据对研究区地表水及地下水的水位、水质变化进行了分析与讨论;接着利用MODFLOW模型就不同情景下研究区的地下水水位进行了模拟与分析。通过对监测数据以及模拟结果的讨论与分析,取得了如下的研究成果;1)研究区地表水与地下水之间存在较大的相关性,研究区地表河流为地下水的主要补给来源,特别是在干旱少雨的冬春季节,地表河流成为了维持研究区地下水位的重要因素。同时,降雨入渗也是本区地下水补给的另一个重要来源。2)模拟结果显示,研究区人工湖成湖蓄水以后,如果湖底不进行防渗处理,将会使得研究区的地下水位大大抬升,从而引发周围地区一系列的环境地质问题。如果防渗结构防渗效果良好,在合理设置地下水补给通道的基础上,不会对研究区的地下水流场造成较明显的影响。3)当研究区人工湖防渗结构出现问题时,通过对观测井中地下水位的观测,能够根据地下水位的变化判断出防渗结构是否发生了破坏,并依据与模拟结果的对比分析,确定出防渗结构破坏的范围以及渗漏量随破坏面积变化的规律,为进一步进行技术处理提供参考依据。4)监测期内研究区地表水中NO3-N的指标情况较好,TN、TP、NH4+-N以及高锰酸盐指标情况较差。地下水中的各监测指标相对地表水中有一定的下降。整个监测指标中,除了TN的变化和地表水中TN的变化不太一致以外,其他的各个指标的变化趋势均和地表水中的变化相似,说明这一区域地下水的水质很大程度上取决于地表水的水质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.1.1 水资源的重要性
• 1.1.2 水资源对研究区湿地恢复的重要性
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究目的及主要研究内容
• 1.3.1 研究目的和目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.4 研究方法和技术路线
• 1.4.1 研究方法
• 1.4.2 技术路线
• 1.5 本章小结
• 2 地下水流数值模拟概述
• 2.1 研究地下水运动的主要方法
• 2.1.1 物理模型法
• 2.1.2 数学模型法
• 2.2地下水运动的数值模拟概况
• 2.2.1 地下水运动数值模拟的发展过程
• 2.2.2 地下水运动数值模拟的研究现状
• 2.2.3 地下水运动数值模拟的主要步骤
• 2.3 地下水模拟系统软件
• 2.3.1 地下水模拟常用软件
• 2.3.2 MODFLOW介绍
• 2.4 本章小结
• 3 研究区基本概况
• 3.1 研究区地理位置及交通概况
• 3.2 自然地理环境
• 3.2.1 气候条件
• 3.2.2 水文条件
• 3.2.3 水质条件
• 3.3 社会经济条件
• 3.4 本章小结
• 4 研究区地质及水文地质
• 4.1 地质条件概述
• 4.1.1 研究区地形地貌
• 4.1.2 地层结构及岩性
• 4.2 区域水文地质特征
• 4.3 地下水位变化规律
• 4.4 本章小结
• 5 地下水流监测与模拟分析
• 5.1 水位的监测
• 5.1.1 监测点的布设
• 5.1.2 监测方法
• 5.1.3 监测频率和监测时间
• 5.1.4 监测结果分析
• 5.2 模型空间概化
• 5.3 模型参数确定及校核
• 5.3.1 模拟参数的确定
• 5.3.2 水文地质参数的校核
• 5.4 模拟的情景制定
• 5.5 模拟结果与分析
• 5.5.1 建湖前本体状态下的情景模拟
• 5.5.2 湖底不做防渗状态下的情景模拟
• 5.5.3 湖底防渗结构良好状态下的情景模拟
• 5.5.4 湖底防渗结构破坏状态下的情景模拟
• 5.6 研究区需水量
• 5.7 本章小结
• 6 研究区水质监测与分析
• 6.1 监测点的布设
• 6.1.1 地表水质监测点的布设
• 6.1.2 地下水质监测点的布设
• 6.2 监测项目、试验方法及频次
• 6.3 监测结果分析
• 6.3.1 地表水质各要素监测结果分析
• 6.3.2 地下水质各要素监测结果分析
• 6.3.3 水质综合评价
• 6.3.4 地下水水质与河道水质变化关系分析
• 6.4 本章小结
• 7 结论与建议
• 7.1 主要结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录