山东省羊庄水源地地下水资源预测及开发利用研究

摘要

水是人类社会最重要的自然资源和战略资源。水资源紧缺已成为影响21世纪经济社会可持续发展的主要因素，是我国迫切需要解决的重要问题之一。地下水资源是我国北方地区水资源的主要组成部分。开展地下水资源全面科学的调查、分析、预测研究，对于合理开发利用地下水资源，保护和节约用水具有重要的现实意义。 羊庄水源地位于山东省枣庄市和滕州市交界处的羊庄盆地，是两市地下水资源最为丰富的地区。羊庄盆地是一个完整的水文地质单元，边界条件明确且补、径、蓄、排条件完善，是北方典型的岩溶水源地。在充分收集和分析羊庄水源地地形、地貌、气候、水文、水文地质条件等资料的基础上，系统地阐述了研究区内主要地层的岩性，分析了地下水的赋存条件、分布规律，以及地下水的补给、径流、排泄规律和地下水动态特征。 在上述研究的基础上，建立地下水流系统的数学模型，采用GMS5.0(Groundwater Modeling System)软件中的MODFLOW模块对研究区进行二维模拟。计算区面积约137km2，采用有限差分法，进行矩形剖分。模拟期为2004年一个完整的水文年，每个应力期为一个相应的自然月，由模型根据迭代的误差标准，自动控制时间步长。2004年1月1日至2004年6月30日为模拟识别阶段，2004年7月1日至2004年12月31日为模型验证阶段。对所建立的地下水数值模拟模型分别从水文地质参数、过程曲线以及流场等多方面进行了识别和验证。通过模型的识别与验证，模拟效果良好，表明所建立的数值模型比较客观地描述了地下水流运动特征，因此可以作为地下水流的预测模型。 根据已掌握的地下水动态观测资料，结合国民经济发展的远景规划，选取了2005年水位资料作为初始水位。以2005年枯水期末，即4月10日的观测水位作为初始水位，划定了三个预测时段，水位预报期为2006-2015年。模型预测结果表明：2010年以前，羊庄水源地地下水的总补给量大于开采量，岩溶水系统处于均衡状态，整个研究区域地下水流场的变化不大。直到2010年，地下水水位标高略有下降，羊庄水源地周围呈现降落漏斗的趋势。随着羊庄水源地增加开采量及龙山头水源地的投入使用，预测到2015年羊庄水源地周围将形成一定范围的地下水降落漏斗，中心最低水位标高在36m左右，降落漏斗面积约为0.21km2。此外，龙山头水源地周围开始呈现降落漏斗的趋势。 通过调查、搜集资料，分析羊庄水源地地下水资源开发利用现状及近期、远期开发利用规划，揭示地下水开发利用过程中存在的采补矛盾、水质污染等问题。以保护水源地，实现地下水资源可持续利用为目标，提出了水源地开发利用保护措施，完善岩溶水系统增源增采措施；调整产业用水结构、严格控制地下水开采；发展节水灌溉技术、创建节水型农业；加强管理，监控水环境变化等，为羊庄水源地地下水资源的合理开发与科学管理提供决策依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究进展及趋势

1.2.1国外研究进展

1.2.2国内研究进展

1.2.3地下水研究发展趋势

1.3研究内容及技术路线

1.3.1研究内容

1.3.2技术路线

第2章研究区自然地理概况及水文地质条件

2.1地理位置

2.2自然环境概况

2.2.1地形、地貌

2.2.2气象

2.2.3水文

2.3地质条件特征

2.3.1地质构造

2.3.2地层岩性

2.4水文地质特征

2.4.1区域水文地质条件

2.4.2羊庄水源地水文地质条件

2.4.3地下水补给、径流、排泄特征

2.4.4地下水动态特征

2.4.5岩溶泉流量动态特征

2.4.6地下水化学特征

第3章羊庄水源地地下水资源模拟模型的建立

3.1地下水模拟模型构建方法

3.2计算模型的建立

3.2.1水文地质概念模型

3.2.2地下水数学模型

3.2.3地下水模型设计

3.3模型识别与验证

3.3.1模型识别的原则

3.3.2水文地质参数分析

3.3.3过程曲线分析

3.3.4拟合流场分析

第4章羊庄水源地地下水资源预测

4.1水位预测的初始条件和时段的确定

4.2模型中源汇项的预测

4.3预测阶段其他源汇项的处理

4.3.1第一、第二预测时段其他源汇项的处理

4.3.2第三预测时段其他源汇项的处理

4.4预测结果及流场演化趋势分析

4.4.1第一、第二预测时段预测结果

4.4.2第三预测时段预测结果

4.4.3地下水流场演化趋势分析

第5章 地下水资源开发利用及保护

5.1水源地开发利用现状及规划

5.1.1水源地开发利用现状

5.1.2水源地开发利用规划

5.2水源地开发利用存在的主要问题

5.2.1地下水资源呈现采补矛盾

5.2.2地下水水质遭受污染

5.2.3地下水资源工业开采造成不良影响

5.2.4节水力度不够，存在浪费现象

5.2.5现有水资源工程拦蓄不力，水资源统一调度管理力度不够

5.3水源地开发利用保护

5.3.1完善羊庄岩溶水系统增源增采措施

5.3.2加强地下水资源合理配置，提高公众的节水意识

5.3.3完善产业布局，防止上游污染，改善地表水环境

5.3.4适度开发旅游资源，增加旅游设施建设

5.3.5建设地下水动态管理信息系统

5.3.6严格按照划定的水源地保护区范围进行管理

第6章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

学术论文发表情况