河北省曹妃甸应急水源地调蓄能力研究

论文摘要

我国经济的快速发展以及人口的增长带来了需水量大幅度增加、用水浪费严重、开发利用不当等一系列问题。城市化进城的加快与水资源紧张的矛盾已严重制约了我国的城市进程，也制约了我国国民经济的总体发展。曹妃甸位于唐山沿海地区，处于中国比较缺水的华北平原，人均水资源量较少，属水资源短缺型缺水地区。曹妃甸工业的掘起和人口的快速增长，需水量必然大量增加。本课题针对曹妃甸水资源短缺的局面,在广泛收集以往工作成果的基础上，分析区域水文地质条件和地下水开发利用现状，通过路线调查，选择山前冲洪积扇作为调蓄靶区。对调蓄靶区进行水文地质条件分析，圈定应急水源地的范围。正确评价该水源地的应急能力和调蓄能力，是科学规划、合理利用地下水资源的前提。通过收集的资料，本文将研究区的地下水资源计算分为浅、深两层分别计算。主要开采层处于负均衡状态，区内年平均总负均衡为3627.16×10~4m~3/a，其中浅层负均衡为2876.42×10~4m~3/a，深层负均衡为994×10~4m~3/a。本文利用数值法对研究区进行数值模拟，概化为两个含水层、一个弱透水层。第一模拟含水层在淡水区为潜水，在有咸水区为承压水，第二模拟含水层为承压水，两含水层之间为弱透水层。在研究区的平面上采用矩形网格剖分，剖分为88行132列，边长为0.5km×0.5km。2000年7月到2007年12月为模拟期，模拟了该时期全区的地下水文过程，其地下水流场和全区8个长期观测孔的地下水动态曲线的拟合效果较好，模型可信度高。在研究区范围内初步选择了滦南司各庄作为应急后备水源地，以校正后的模型评价应急水源地的应急能力和调蓄能力。为保证曹妃甸90天和180天的应急供水量为9.0×10~4m~3/d，司各庄水源地单独供水可以满足需要。从对环境影响和经济角度考虑，司各庄水源地都达到了很好的效果。应急前、后和恢复1年后地下水水位降落漏斗中心的水位可知，司各庄水源地恢复1年后的地下水水位与应急开采前的水位相近，具有良好的调蓄能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 研究区自然地理概况及区域地质条件
• 2.1 交通位置
• 2.2 气象水文
• 2.2.1 气象
• 2.2.2 河流
• 2.3 研究区地质概况
• 2.4 水文地质条件
• 2.5 富水性分区
• 2.6 地下水补给、径流、排泄条件
• 2.6.1 浅层水
• 2.6.2 深层水
• 2.7 地下水水位变化特征
• 2.7.1 年内变化规律
• 2.7.2 多年变化特征
• 2.8 地下水水化学特征
• 2.8.1 浅层水水化学特征
• 2.8.2 深层水水化学特征
• 第三章 地下水资源均衡分析
• 3.1 计算参数的确定
• 3.2 浅层水均衡分析
• 3.2.1 均衡域
• 3.2.2 地下水均衡方程
• 3.2.3 地下水均衡计算
• 3.3 深层水均衡分析
• 3.3.1 均衡域
• 3.3.2 地下水均衡方程
• 3.3.3 地下水均衡计算
• 第四章 应急水源地地下水数值模型
• 4.1 水文地质概念模型
• 4.1.1 模拟区域
• 4.1.2 含水层及弱透水层的概化
• 4.1.3 边界条件概化
• 4.1.4 源汇项处理
• 4.1.5 水文地质概念模型
• 4.2 数学模型和数值模型
• 4.2.1 Visual MODFLOW 简介
• 4.2.2 数学模型
• 4.2.3 空间离散
• 4.2.4 数值模拟模型
• 4.3 模型调试与识别
• 4.3.1 校正的原理
• 4.3.2 初始条件及时间步长的确定
• 4.3.3 模型校正
• 4.4 模型识别结果
• 4.4.1 模型参数识别结果
• 4.4.2 地下水资源均衡模拟结果
• 第五章 应急水源地地下水调蓄能力分析
• 5.1 曹妃甸应急供水规模
• 5.2 应急后备水源地的选择
• 5.3 应急后备水源地的应急能力分析
• 5.3.1 应急方案
• 5.3.2 滦南司各庄应急后备水源地
• 5.4 应急水源地调蓄能力分析
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果