潍坊市北部地下水漏斗区含水层调蓄库容与调蓄能力研究

作     者：焦裕飞 

作者单位：山东农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林洪孝;刘佳

授予年度：2017年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：水文地质 含水层分布 调蓄库容 调蓄能力 

摘      要：近年来,由于过量开采地下水,潍坊市北部地区形成了大范围的地下水降落漏斗,而漏斗区产生了连续的储水空间。地下水漏斗区容易引起地面沉降、地面裂缝、海咸水入侵、水环境污染等环境地质灾害及生态环境破坏现象,同时,由于地下水位持续下降,很容易加速地表污水的下渗速度,加剧地下水的污染程度。然而,我们可以充分利用这些空间,兴建地下水库,在丰水期储存水资源,在枯水期调用水资源,实现丰补枯采。这样,既能控制地下水位下降趋势,遏制降落漏斗的发展;又能充分储存利用水资源,减少由于地表水库中的水资源暴露于地表由蒸发引起的大量浪费。本研究通过收集潍坊市北部社会经济状况、自然地理概况、地下水超采状况、水文地质条件等资料,分析研究区地质构造,划分水文地质单元。同时,选取研究区有代表性的钻孔,绘制水文地质剖面图,来刻画地下含水层的空间分布状态。然后根据土壤粒级将地下空间划分为透水层、弱透水层和不透水层。其中,透水层再细分为潜水含水层、微承压水含水层和承压水含水层。最后,利用松散岩型地下水调蓄公式计算研究区调蓄库容。地下水库的库容是指地下水库有效储水部分的空隙体积,库容计算仅考虑这些空间储存重力水的体积,不包括介质的体积。本文采用三种方法计算研究区调蓄库容,并进行分析比较。本研究还借助GMS空间建模,绘制地下水库三维实体模型。可以得出,潍坊调蓄区段内地下水补给源条件及调蓄条件良好,具有很好的储蓄水能力。研究区的调蓄库容为10.68亿m3,可开采量为8.54亿m3。本研究为潍坊市利用地下空间储存水资源提供了数据保障。利用地下空间调蓄径流的基本原理是在枯水期及枯水季节利用地下储存水量,抽取超出天然径流量的地下水,腾出地下储水空间(即地下水库调蓄库容),从而获取枯水期及枯水年所需要的水资源;而在丰水期再通过天然回灌或人工补给,把地下储水空间重新填满,补充恢复地下水资源量。通过建立地下水库调蓄能力综合评价指标体系,对指标体系进行灰色关联分析,将指标精简为七个来评价地下水库调蓄能力。七个指标分别为:最大调蓄库容、调蓄层导水系数、现状条件下库区多年平均降水总量、现状条件库区多年平均河川径流总量、现状条件地下水多年平均可开采资源量、含水层单井涌水量、现状条件多年平均地下水补给资源量。然后采用投影寻踪方法对潍北区寿光、寒亭、昌邑评价其调蓄能力。最后,对地下水库蓄水效益进行分析。利用地下水库蓄水,同时具备经济效益、资源效益、环境效益和社会效益。本研究为潍坊市地下水利用提供了技术支撑。