北方岩溶区建设项目地下水资源论证模式研究

摘要

岩溶水(Karst Water)又称喀斯特水,是贮存于可溶性岩石区(如石灰岩、白云岩、大理岩、石膏、岩盐等)的溶蚀裂隙和溶洞中的地下水,是岩溶区最常见的富水形式。 岩溶水是我国北方岩溶区主要的地下水资源,也是岩溶区新建、改建、扩建工业及生活用水建设项目主要取用水源。近年来,为满足北方岩溶区经济社会的快速发展,岩溶水开采量逐渐增大,导致许多地区岩溶水系统采补失衡,地下水水位大幅度下降,漏斗面积逐年扩大,相继出现地面沉降、地面塌陷、水质污染等水文地质环境灾害。因此,对北方岩溶区建设项目取用岩溶水进行合理论证,成为学术界研究的热点课题。 2003年3月,水利部、国家发改委颁布了《建设项目水资源论证管理办法》(中华人民共和国水利部和中华人民共和国国家发展计划委员会令(第15号)),水利部发布了《建设项目水资源论证导则(试行)》(SL/Z322-2005),标志着我国水资源论证制度的建立。《办法》以水资源条件与经济社会建设布局相适应、实现水资源承载能力与经济社会建设规模相协调为基础,加强水资源管理,深化取水许可管理制度改革,对于促进水资源的优化配置和可持续利用,保障建设项目的合理用水要求,健全水资源开发、管理与保护有着重要意义。 目前,对建设项目水资源论证管理的理论和实践总结还存在一些不足之处,尤其是在水文地质条件复杂的北方岩溶区进行建设项目地下水资源论证,在区域水资源状况及其开发利用范围、水源范围、取退水影响范围等方面,存在范围划定难；区域水文地质参数推求误差大,允许开采量评价结果的准确性不能保证；开采井位确定方法合理性差等问题。 本文在研究《建设项目水资源论证管理办法》和《建设项目水资源论证导则》基础上,结合实际生产经验,针对北方岩溶区独特的水文地质条件,研究了该类型区建设项目地下水资源论证的特点,即与非岩溶水、南方岩溶区地下水资源论证的不同之处,并且重点研究了这些不同之处的分析计算和论证方法。 该文的特色及创新之处在于：(1) 研究了北方岩溶区建设项目地下水资源论证之区域水资源状况及其开发利用分析范围、水源论证范围、取退水影响论证范围的确定方法,得出水源论证范围为区域范围,研究了井群概化改进法,建立了优选岩溶区抽水试验观测孔井位的多目标多层次系统模糊决策模型,并运用半对数拐点法求解整个水源论证范围的区域水文地质参数,进而形成了区域水文地质参数系统模糊层次决策模型法；(2) 对水量均衡法加以改进,研究了水量均衡改进法、开采试验法及数值模拟法在岩溶水可开采量评价中的应用问题,并研究了不同评价方法所得结果的比选问题；(3) 应用模糊综合评判理论和模糊聚类分析理论,分析岩溶水的属性、含水层间的水力联系以及岩溶水的补排关系,进而研究岩溶区不同水化学特征的影响因素及变化机理,从而研究出开采井位确定水质因素模糊综合分析法,以综合水量因素分析法,形成合理确定开采井位的关键技术。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1问题的提出

1.1.1建设项目水资源论证内容及程序

1.1.2建设项目地下水资源论证与区域地下水资源评价的区别

1.1.3北方岩溶水的特征

1.1.4北方岩溶区建设项目地下水资源论证的特点

1.1.5国内外研究现状

1.2主要研究内容、目标、方法、技术路线、创新点、意义

1.2.1研究内容

1.2.2研究目标

1.2.3研究方法

1.2.4研究技术路线

1.2.5创新点

1.2.6研究意义

2区域水文地质参数系统模糊层次决策模型法研究

2.1问题的提出

2.2“三个范围”确定方法研究

2.2.1分析范围确定方法研究

2.2.2水源论证范围确定方法研究

2.2.3取退水影响论证范围确定方法研究

2.3井群概化改进法研究

2.4优选抽水试验观测孔井位的系统模糊层次决策模型探讨

2.4.1影响因素分析

2.4.2模型构建

2.4.3模型求解

2.5推求区域水文地质参数

2.6小结

3可开采量评价方法及成果比选研究

3.1水量均衡改进法研究

3.1.1水量均衡法基本原理

3.1.2改进方法研究

3.2开采试验法在岩溶水可开采量评价中的应用研究

3.3数值模拟法在岩溶水可开采量评价中的应用研究

3.3.1数值模拟法基本原理

3.3.2基本步骤

3.4成果比选及评判

3.5小结

4确定开采井位的关键技术分析

4.1开采井位确定水质因素模糊综合分析法研究

4.1.1岩溶水环境质量模糊综合评价法研究

4.1.2水化学模糊分类法研究

4.1.3水质变化分析方法研究

4.1.4形成推荐方案

4.2开采井位确定水量因素分析法

4.3开采井位确定方案比选

4.4小结

5案例分析

5.1基本概况

5.1.1水文地质特征

5.1.2边界条件

5.2区域水文地质参数推求

5.2.1“三个范围”的确定

5.2.2开采性群井抽水试验概况

5.2.3井群概化

5.2.4观测孔优选过程

5.2.5推求结果

5.2.6成果可靠性分析

5.3可开采量评价

5.3.1水量均衡改进法

5.3.2开采试验法

5.3.3数值模拟法

5.3.4评价成果比选

5.4确定开采井位

5.4.1水量因素分析

5.4.2水质因素分析

5.4.3开采井位确定方案

6结束语

6.1研究成果

6.2研究展望

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间发表论文情况