陕西省乌兰木伦河河谷区地下水允许开采量评价

摘要

研究区位于我国西北内陆干旱半干旱地区。近年来,随着煤炭及相关工业的发展,当地水文地质条件发生了显著变化,地下水位下降明显,水资源匮乏现象更为突出,严重制约了当地社会经济的发展。因此,在研究区内开展地下水资源允许开采量评价,寻找更适合于研究区开采利用地下水的取水工程显得尤为迫切,且具有重要的理论意义和现实意义。
　　 本文围绕陕西省乌兰木伦河河谷区地下水允许开采量评价展开研究。(1)在充分收集、整理、利用前人所积累的资料的基础上,建立了研究区的水文地质概念模型；(2)在水文地质概念模型的基础上,建立了研究区的三维有限差分稳定流、非稳定流数学模型,对区内的水位和水量进行了模拟求解；(3)在充分考虑到当地含水层厚度小、储水能力差、河流流量波动大且存在较长时间断流等具体因素和用水量需求的基础上,设计了一种带蓄水装置的渗渠:(4)将水量平衡与数值法相结合,对乌兰木伦河河谷区的地下水允许开采量进行了评价并对保证程度进行了论证；(5)最后,在地下水允许开采量评价的基础上,提出了地下水资源开采初步方案及保护措施。
　　 本文主要得到以下结论:
　　 (1)研究区位于陕北毛乌素沙漠与黄土高原的过渡地带,属典型的干旱半干旱大陆性气候。虽然区内的冲积层分布面积小,厚度变化较大,但开采状态下可得到河水渗漏补给,水量较为丰富,适宜傍河集中开采。
　　 (2)研究区水文地质条件因区内煤炭及其相关工业的发展发生了较大的改变,主要体现在地下水的径流和排泄条件的改变,煤矿开采使得地下水就近向煤矿开采区径流,并通过矿坑排水的方式排泄,造成区内水资源的破坏和浪费,并由此引发了地面塌陷、地裂缝等一系列环境地质问题。
　　 (3)区内现状多采用渗渠方式在乌兰木伦河河谷区开采地下水,考虑到区内河流流量变化大等因素,枯水期传统的渗渠无法正常供水。为了克服这一问题本文设计了一种带蓄水装置的渗渠,即在传统的顺河布设与河床之下的渗渠基础上,在渗渠下游末端连接一个地下蓄水池。
　　 (4)在开采条件下,当河流能维持一定流量、水面宽时,渗渠所获得的河流渗漏补给量通过渗渠自流到地下蓄水池；当河流来水量锐减甚至出现断流时,可动用蓄水池内的水以渗渠正常运行。
　　 (5)采用三维有限差分法建立了带蓄水装置的渗渠开采计算模型,经模型计算表明,布设4座带蓄水装置的渗渠,在原开采量1.676×104m3／d的基础上新增地下水允许开采量0.92×104m3／d,在乌兰木伦河断流不超过30天条件下,可维持取水工程正常运行。