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基于干旱区生态安全的博湖县地下水调控研究

基于干旱区生态安全的博湖县地下水调控研究

作者：李勋章新疆农业大学

学位级别：硕士

地下水是干旱区重要的资源,随着博湖县开都河灌区用水需求的增加,农田灌溉用水方式逐渐发生改变。水资源利用缺乏统一规划与管理导致地下水过量开采,地下水位大幅下降,对开都河及博斯腾湖流域生态安全产生重大威胁。本文以博湖县开都河... 详细信息

地下水是干旱区重要的资源,随着博湖县开都河灌区用水需求的增加,农田灌溉用水方式逐渐发生改变。水资源利用缺乏统一规划与管理导致地下水过量开采,地下水位大幅下降,对开都河及博斯腾湖流域生态安全产生重大威胁。本文以博湖县开都河灌区为研究区,通过资料分析与计算,运用Processing MODFLOW建立地下水流数值模拟模型。分析预测方案,提出适宜的地下水调控方案。论文的主要研究结论如下:(1)针对研究区地下水位不断下降的现状,综合分析与地下水相关的生态环境要素,以保护生态安全为基础,拟定三个地下水调控指标。即适宜的地下水开采规模(地下水可开采量3766.4×104m3),地下水合理埋深2.5～4.5m,开都河水渗漏损失量1537×104m3。(2)现状年水均衡计算结果显示,开都河水渗漏补给量和渠道渗漏补给量占补给总量的78.8%,其中开都河水渗漏量占总补给量的38.5%。地下水开采量占排泄总量的67.5%,为主要排泄项。水均衡相对误差为-9.5%,地下水系统整体呈负均衡水平。利用Processing MOFLLOW建立三维地下水流数值模型。用实测资料对模型进行拟合验证,拟合相对误差低于5%,模型模拟结果基本反映了实际地下水运动规律,较为可信。(3)结合研究区实际发展特点以及“三条红线”用水管理指标,拟定三个方案,即现状地下水开采方案、执行“三条红线”指标方案、在红线指标基础上,减少地下水开采量方案。方案一中,继续2014年的地下水开采条件,到2030年地下水位最大降深达到13m。方案二中,到2030年地下水开采量比现状年减少了35.3%,地下水位持续下降的趋势得到缓解,但地下水合理埋深范围、开都河水渗漏量与地下水调控指标仍有较大差距。方案三中,地下水位均出现不同程度的回升,到2030年最大水位埋深减少到9m,范围也缩小很多,但2.5～4.5m埋深面积仍不足50%,小于2m埋深面积达到30%以上,增大了产生土壤盐渍化的威胁,同时开都河水渗漏量仍较大,高于地下水调控指标的75.2%。(4)适宜的地下水调控方案首先要减少地下水开采量,同时也要与调整机井开采布局相结合。从研究区全局出发,分散地下水开采,减少低于2m埋深范围,从整体调控地下水位处于合理埋深范围,逐渐恢复地下水补、排特征,从而减少开都河水渗漏量。

关键词：生态安全地下水调控地下水调控指标调控方案

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我国灌区地下水调控研究现状及其发展态势

地下水 2008年第4期30卷 21-23页

作者：王明娜向友珍陕西省石砭峪水库管理站陕西长安710107

现代灌溉引水工程的发展,改善了灌区的农业用水条件,但同时改变了灌区上的自然生态环境、地质条件与水文地质条件等。分阶段总结了地下水的相关研究与应用;剖析了地下水调控的必要性与重要性;分析了地下水调控研究现状;最后通过总结给... 详细信息

现代灌溉引水工程的发展,改善了灌区的农业用水条件,但同时改变了灌区上的自然生态环境、地质条件与水文地质条件等。分阶段总结了地下水的相关研究与应用;剖析了地下水调控的必要性与重要性;分析了地下水调控研究现状;最后通过总结给出了进一步研究的建议。

关键词：灌区地下水调控模拟模型

蓟县平原区地下水调控措施与地下水生态修复对策

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海河水利 2009年第B8期 35-36页

作者：苏红伟赵学民李万红天津市水务局引滦工程管理处天津301900 天津市蓟县水务局天津301900

根据蓟县平原区降水与地下水的年内、年际变化规律，分析降水、地表水、地下水相互转换的可行性，提出了地下水调控措施，论述了地下水生态修复对策。

关键词：地下水调控生态修复

基于地下水调控的沧州市地面沉降防治模拟研究

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上海国土资源 2014年第4期35卷 21-24页

作者：房浩何庆成宋建新闫丽雯北京师范大学水科学研究院北京100875 中国地质环境监测院北京100081 中国地质调查局北京100037 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083

地下水的不合理开采是引发地面沉降的关键因素。文章根据研究区水文地质及工程地质条件,对含水层和弱透水层进行概化,运用Modflow软件建立了研究区的地下水流模型和地面沉降土水耦合模型。针对可采用的地下水调控模拟方案对沧州市的地... 详细信息

地下水的不合理开采是引发地面沉降的关键因素。文章根据研究区水文地质及工程地质条件,对含水层和弱透水层进行概化,运用Modflow软件建立了研究区的地下水流模型和地面沉降土水耦合模型。针对可采用的地下水调控模拟方案对沧州市的地面沉降发展趋势做出预测,为今后合理开采地下水,控制地面沉降发展提供技术依据。

关键词：地下水调控地面沉降耦合模型

基于适应性管理的典型草原区地下水调控技术初探

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基于适应性管理的典型草原区地下水调控技术初探

宁夏青铜峡灌区地下水资源评价与地下水位调控研究

第十五届中国水论坛

作者：廖梓龙郭中小龙胤慧水利部牧区水利科学研究所中国水利水电科学研究院

以锡林浩特市锡林河流域为代表的典型草原区,在社会经济快速发展和农牧业结构性调整转型过程中,集中连片灌溉田、连续过度放牧导致地下水超采,生态环境系统稳定性受到威胁。本文从区域水资源系统再生性循环及生态系统良性循环角度出发,... 详细信息

以锡林浩特市锡林河流域为代表的典型草原区,在社会经济快速发展和农牧业结构性调整转型过程中,集中连片灌溉田、连续过度放牧导致地下水超采,生态环境系统稳定性受到威胁。本文从区域水资源系统再生性循环及生态系统良性循环角度出发,分析典型草原区水资源管理面临的不确定性,提出典型草原区水资源适应性管理概念,构建基于生态水位与可开采量的地下水调控模型。研究结果表明,锡林浩特市水资源适应性管理思路是改连片集中开采为分散式开发利用,除锡市外,其他区域允许建设保障人畜安全饮水的小型集中水源地,但应严格控制开采规模,巴彦宝力格盆地富水性较好且开发利用程度较低,允许集中开采规模小于5万m/d,其余区域均应小于1万m/d。

关键词：适应性管理典型草原区地下水调控取水总量控制水位控制

来源： cnki会议评论

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宁夏青铜峡灌区地下水资源评价与地下水位调控研究

作者：李岷西安理工大学

学位级别：硕士

宁夏青铜峡灌区是我国大型灌区之一，已有两千多年的引黄灌溉历史，是我国重要的粮食、能源及重化工基地。灌区尚有连片大面积的宜开垦地，但是水资源极为紧缺且利用率低下，供需水矛盾十分突出，灌区地下水埋深较浅，土壤盐碱化严重。... 详细信息

宁夏青铜峡灌区是我国大型灌区之一，已有两千多年的引黄灌溉历史，是我国重要的粮食、能源及重化工基地。灌区尚有连片大面积的宜开垦地，但是水资源极为紧缺且利用率低下，供需水矛盾十分突出，灌区地下水埋深较浅，土壤盐碱化严重。灌区经过几十年的发展和改造，现已成为宁夏农业和工业经济中心，但长期以来水资源的问题还没有得到完全解决。灌区的发展受到严重制约。随着西部大开发和灌区节水改造工程的实施，水资源的问题，已成为影响灌区经济可持续发展的最大障碍。论文通过应用地下水资源变值理论系统对灌区地下水资源和可开采量进行评价，同时对暗管排水这一地下水位调控实用技术的适应性进行研究。为灌区提供一套最新的的水资源评价成果和系统的地下水资源评价量化指标。论文从灌区的地下水资源及其可开采量评价分析方面入手，在对两个主要的水文地质参数即降雨入渗补给系数、灌溉入渗补给系数确定方法研究的基础上，对灌区的地下水资源状况进行分析，依据灌区的灌溉、降雨、排水条件及各种现状因素，建立了地下水资源量计算的数学模型，西安理工大学工程硕士专业学位论文计算得到青铜峡灌区地下水的最大补给量和可开采量;另外对在开发利用地下水资源过程中的地下水位的调控进行了初步的探讨，在银北灌区开展对暗管排水调控地下水位的试验研究。对暗管排水的适应性进行分析，提出了灌区地下水调控标准，与明沟排水和竖井排灌相比较，对暗管排水典型区调控地下水位的效果进行深入的分析研究，以确定这一排水技术的效果。

关键词：青铜峡灌区地下水资源评价地下水调控地下水补给系数

农业节水措施对河北省平原中部地下水的调控作用

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水资源保护 2012年第2期28卷 46-49页

作者：蔺文静张薇王滨吴庆华董华中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北正定050803 石家庄经济学院河北石家庄050031

采用项目区和对照区对比的方法,以河北省平原中部衡水市农业灌溉节水项目区为例,分析农业节水灌溉对地下水的调控作用。结果表明,采取农业节水措施5a来,项目区浅层地下水水位下降趋势已明显减缓,深层地下水水位持续下降的趋势也得到了... 详细信息

采用项目区和对照区对比的方法,以河北省平原中部衡水市农业灌溉节水项目区为例,分析农业节水灌溉对地下水的调控作用。结果表明,采取农业节水措施5a来,项目区浅层地下水水位下降趋势已明显减缓,深层地下水水位持续下降的趋势也得到了遏制。建议进一步研究提高井灌区灌溉水的利用率和利用效率,严格实施取水许可制度,依法加强地下水取用的源头管理,并继续加强地下水的动态监测。

关键词：节水农业节水灌溉地下水调控衡水市

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保定平原地下水环境演化机制与调控对策研究

保定平原地下水环境演化机制与调控对策研究

作者：靳博文长安大学

学位级别：硕士

地下水是非常敏感且重要的环境因子,在生态环境演化方面起着关键作用。在自然因素与人为因素的共同影响下,保定平原地下水环境天然演化模式出现变异,由此引发一系列次生生态环境问题,不仅对当地谋求高质量发展造成制约,也对雄安新区建... 详细信息

地下水是非常敏感且重要的环境因子,在生态环境演化方面起着关键作用。在自然因素与人为因素的共同影响下,保定平原地下水环境天然演化模式出现变异,由此引发一系列次生生态环境问题,不仅对当地谋求高质量发展造成制约,也对雄安新区建设发展产生不利的影响。揭示保定平原地下水环境演化规律,以“山水林田湖草命运共同体”理念为指导,提出科学的地下水环境调控对策与措施,对维持保定平原水资源与生态环境良性发展,保障雄安新区建设具有重要意义,同时为缓解华北平原水资源危机研究提供科学依据。本文以保定平原为典型研究区,以水文地质学、地质统计学和数理统计学等多学科理论为指导,应用数理统计法、地理空间信息技术法揭示了保定平原地下水动力场时空演化规律;结合使用主成分分析法与灰色关联度法剖析地下水动力场驱动力。采用水化学图解法、地理空间信息技术法等方法揭示了保定平原地下水化学场时空演化规律并查明其驱动力。基于保定平原地下水环境演化机制,提出科学的地下水环境调控对策与措施。主要取得以下认识和成果:(1)空间上,研究区内地下水补给区地下水动态类型为入渗—开采型,径流区地下水动态类型为径流—开采型,排泄区地下水动态类型为入渗—蒸发开采型,不同分区地下水位下降速率与下降幅度存在差异,具体为径流区>排泄区>补给区。时域上,地下水流场由20世纪50—60年代的天然流场逐渐演变为受地下水超采影响的人为扰动流场,具体表现为局部区域出现降落漏斗并渐渐发展扩大,漏斗区域地下水流场发生变异。(2)自然因素中降水量、河川径流量和人为因素中地下水开采量、建设用地面积与地下水位的灰色关联度分别为r=0.574,r=0.528,r=0.629,r=0.534,人为因素对地下水动力场的驱动作用大于自然因素,其中地下水开采是地下水动力场演化的主导驱动力。(3)空间上,研究区浅层地下水化学类型自补给区至排泄区一直保持较规律的水平分带特征,表现为由简单变复杂,从淡水区向有咸水区过渡,由单一的HCO型水演变为出现硫酸盐、氯化物型水;时域上,近60年内,研究区浅层地下水化学类型由单一逐渐变为复杂,HCO型水面积逐渐扩大,东部污染类型水逐渐增多。(4)自然因素中的地貌决定了研究区地下水化学场时空演化特征;气象因素对地下水化学场演化的影响主要表现为蒸发浓缩作用;水文因素中低矿化度的河水渗漏进入地下水中对地下水存在淡化稀释作用;人为因素中地下水开采改变了地下水流场,影响了地下水化学场演化路径,同时人类在生产生活过程中产生的污染物质进入地下水中会对地下水化学组分产生影响,具体表现为农灌区、居民区、白洋淀周边畜禽养殖点地下水中NO含量、COD超标。(5)基于研究区地下水环境演化机制,以“山水林田湖草生命共同体”的理念为指导,确定地下水调控水位埋深阈值,综合考虑各分区自然区位特点,因地制宜,提出“补给区—径流区—排泄区”地下水环境分区调控对策与措施。

关键词：地下水环境演化驱动力地下水调控保定平原

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包头市地下水动态模拟与调控研究

包头市地下水动态模拟与调控研究

作者：廖梓龙中国水利水电科学研究院

学位级别：硕士

本研究以包头市水文地质勘查资料为依据,通过野外调查、抽水试验等实际工作,运用水文地质学、地下水动力学、地理信息系统等相关专业理论知识,以ArcGIS9.3及Viusal-MODFLOW4.1为研究工具,建立包头市地下水概念模型和数学模型,定性和定... 详细信息

本研究以包头市水文地质勘查资料为依据,通过野外调查、抽水试验等实际工作,运用水文地质学、地下水动力学、地理信息系统等相关专业理论知识,以ArcGIS9.3及Viusal-MODFLOW4.1为研究工具,建立包头市地下水概念模型和数学模型,定性和定量地分析包头市在自然条件变化及人类活动影响下的地下水运动规律,并制定地下水调控方案,建立适合的地下水开采管理区划,以促进包头市地下水资源的科学管理和可持续开发利用。地下水动态模拟是研究包头市地下水流场演变的核心,根据统计资料和野外调查结果,将包头市水文地质条件概化为一个统一非均质各向同性三维非稳定流地下水系统。识别时期水位拟合平均误差小于lm的观测点占已知观测点数的100%;验证时期水位拟合平均误差小于lm的观测点占已知观测点数的81.40%,水位拟合良好,说明建立的数值模型反映了包头市地下水流场的实际情况,可以用于预测预报包头市地下水流场未来的趋势和变化。然而,从区域水均衡计算结果可知,2009年包头市城市规划区无论是潜水还是承压水,均处于负均衡状态。从区域水均衡补排项的组成结构可知,在补给项中,山前侧向补给和降水补给是主要补给来源,在排泄项中,人工开采对地下水流场的影响巨大,甚至占据了所有的承压水排泄量,致使承压含水层原有的天然排泄方式消失。在补给项中的山前侧向补给量和降水入渗补给量主要受到气候变化(主要是降水量)的影响,而在排泄项中,潜水含水层和承压水含水层都受到人类不合理开采活动的强烈影响。因此,研究以降水量为指标的气候情景变化与以灌溉量、城镇生活用水量、工业用水量等为指标的人类活动干扰对包头市城市规划区地下水流场的影响。在降水量变化影响中,丰沛的降水量缓解了包头市地下水位的下降;而在枯水年情景中,在哈德门沟中前部、昆都仑河中部、黄河冲积平原农业灌溉区等地出现多个较大面积的降落漏斗。在人类活动干扰下,对潜水位影响最大的是毛灌溉需水量,其次是生活取水量和万元工业产值取水量;而在承压水位变化中,影响最大的是生活取水量,其次是毛灌溉需水量和万元工业产值取水量。气候变化与人类活动干扰不同情景下的耦合模拟结果表明,无论是丰水年还是枯水年,由降水变化导致的补给项改变对地下水位降幅变化影响非常大,在降水较少时,人类开采活动对地下水位的干扰愈加明显。通过地下水调控潜力分析可知,在近中期.内,其缺水状况通过上述农业灌溉调控、工业用水调控、城镇生活及第三产业用水调控、雨洪资源利用等措施可以得到解决,在远期规划水平年内,其缺水问题的解决,还要考虑南水北调中、西线工程竣工后,黄河客水资源可能增加的取水指标,增加黄河取水量。根据调控潜力计算结果,结合包头市城市规划区近年节水型社会建设实际情况,建立“节水型社会稳步建设类”、“考虑其他调控水源的节水型社会建设类”、“节水型社会快速建设类”三类方案,从地下水水位埋深恢复的时间及变幅综合来看,维持并巩固现有节水型社会建设相关成果是保护包头市城市规划区地下水资源的唯一出路,也是避免因地下水超采而导致含水层疏干、地裂缝等地质问题的可靠保证。地下水资源系统是包头市经济社会复合大系统中的一个重要子系统,选取变幅范围标准、降深标准、经济标准、技术可行性标准、环境效益标准五类标准作为地下水调控方案优选标准,优选结果表明,方案B-1“50%的农业灌溉调控+工业用水调控+生活用水调控”为近期地下水最优调控方案,即在平水年情景下的节水型社会稳步建设方案;而方案B-2“50%的农业灌溉调控+工业用水调控+生活用水调控+考虑污水处理回用和雨洪资源利用”为远期地下水最优调控方案,即在平水年情景下的考虑其他调控水源的节水型社会建设方案。此外,为了应对未来水突发事件而引起地下水调控方案的改变,选择枯水年、丰水年两个不同降水情景下的地下水调控备选方案A-2、C-2作为地下水最优调控方案的补充和延伸。根据地下水调控研究成果,将包头市城市规划区划分为恢复区、禁止开采区、控制开采区和适度开采区四个地下水开采管理区,并将实施最严格的水资源管理制度、提高农业用水利用效率、加快替代水源建设,大幅提高城乡供水保障力度、加大资金投入力度五项内容作为地下水调控保障措施,最后简述了地下水调控的三条实施步骤,即宣传动员、查处治理、总结整改。

关键词：地下水数值模拟地下水位变化地下水预测与预报地下水调控