额济纳盆地地下水动态变化规律及数值模拟研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 席海洋 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2005-05-07 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 冯起 |
| 关键词 | 额济纳盆地 地下水 动态变化 数值模拟 |
| 其他题名 | Study on the Groundwater Dynamics Variation and Numerical Simulation in Ejina Basin |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 水资源是联系经济发展和生态环境建设的纽带，水资源问题已成为干旱内陆河流域可持续发展过程中水与生态之间矛盾的焦点。地下水是水资源的重要组成部分，弥补干旱内陆河地区降水稀少、年际变化大、季节间分布不均匀、地表水匮乏、受蒸发损失严重等不足，在水资源的开发利用和管理中起重要的调节作用。然而，随着地下水资源开发程度的不断加大，黑河下游的额济纳盆地出现了区域地下水位大幅度下降、水资源衰竭、水质恶化、生态环境退化、土地沙漠化等问题。科学上，额济纳盆地地下水资源总量不清，区域地下水的补、径、排条件的研究程度不够，部分地区过量开采地下水，导致地下水采补失调，严重影响了区域经济与社会可持续发展。因此，以社会、经济可持续发展，地下水资源永久持续利用和社会经济与环境协调发展为原则，建立地下水模型，从大区域角度研究额济纳盆地地下水，对地下水资源进行科学管理，合理开发、利用地下水资源，维持和恢复生态环境，提供重要的科学依据。 本论文运用GIS和RS技术并结合地下水运动模拟软件MODFLOW，选取黑河下游额济纳盆地作为研究区域，在分析水文地质条件的基础上，将额济纳盆地作为整体考虑，建立水文地质概念模型，并结合GIS作为模型前处理的主要手段，建立基于水文地质概念模型的地下水模拟模型。通过模拟的地下水结果，对研究区未来生态环境变化进行预测。力图用定量化的方法描述额济纳盆地地下水位下降引起的生态环境变化过程，为额济纳盆地生态恢复和重建提供理论依据。主要结论如下： 1. 地下潜水水位呈先下降后上升的趋势，深层承压水水位呈现下降的趋势；潜水水位的波动幅度较深层承压水水位的波动幅度要大。地下水水位高程从南到北呈递减趋势，变化差异显著；从东到西呈递增趋势。对地下水位埋深的地统计分析显示地下水水位埋深空间分布整体上体现出中等的空间相关性，而在四个不同方向上具有较强烈的空间相关性。 2. 基于水量平衡方法，建立了以地表降水、蒸散发为上边界，以地下水为下边界的一维土壤水分运动模型。以胡杨林地和苦豆子地为例，对土壤水分运动进行模型验证，模拟精度在70%~95%之间，能够反映土壤水分运动的变化，但在一定时段内实测资料建立的模型，由于受特定环境的影响，模型不可避免地带有一定的局限性。因此，模型有待于更多观测资料的验证。 3. 地下水均衡分析结果表明，额济纳盆地11年(1996年—2006年)的地下水补给量为64.84×108m3，排泄量为78.62×108m3，均衡期始末储量变化量为13.78×108m3，呈负均衡。 4. 依据研究区水文地质条件及含水层结构特征，建立了地下水概念模型，在此基础上，建立了三维地下水运动数值模拟模型。对水文地质参数、流场特征等进行了识别和校验，在95%置信区间，模型的实测值与模拟值的相关系数在0.9以上，最大的根均方误为15.12%，平均均方误为11.46%。说明模拟值与观测值偏离程度较低，满足精度要求。模型能够较好地反映该地区地下水运动的真实情况。 5. 利用建立的三维数值模拟模型对研究区地下水水头、流向和流速进行了模拟，模拟结果表明：(1) 地下水水位高程表现为由南到北是呈递减趋势，变化范围在850m-1200m之间；河水补给地下水作用比较明显；模拟的地下水水头最低点出现在东、西居延海，与实际相符；(2) 额济纳盆地地下水流向整体上是从南向北流动，地下水沿河道方向从地湾东梁到狼心山，在狼心山分成两个方向，一是向东北流向进素土海子，另一方向是向北(东西居延海方向)流动。南部巴丹吉林沙漠补给的地下水沿北向流动至进素土海子，盆地北部及西部边界地下水的流向则是向盆地的最低处东西居延海汇集；(3) 地下水流速的大小主要受盆地含水层的水力坡度的影响，盆地南端和北端的地下水流速较快，而其它地区的地下水流速相对较小，在盆地最低处的东、西居延海和进素土海子周围，地下水水力坡度较小，地面较为平坦，地下水流速最小。 6. 根据黑河下游多年平均径流量，对未来10年地下水位及生态环境变化进行了预测。为维持额济纳三角洲地下水水位以及生态环境的健康稳定，通过哨马营分配到下游的水量应不低于6.0×108m3/a；为更加进一步恢复额济纳三角洲的生态和区域地下水水位，应适增加径流量；同时，东、西河分配的水量也应做出一定的调整，以增加流入西河的流量；适当增加东、西河径流的时间，以增加河道渗漏对地下水的补给，使额济纳盆地的地下水资源处于健康的可持续利用中。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 151 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21823]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 席海洋. 额济纳盆地地下水动态变化规律及数值模拟研究[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：寒区旱区环境与工程研究所
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