莫索湾灌区地下水水位动态变化及数值模拟研究

摘要

新疆生产建设兵团农八师莫索湾灌区位于天山北坡经济开发区核心地带,地处准噶尔盆地南缘,东连玛纳斯县灌区,南靠农八师石河子市,西连老沙湾灌区,北邻古尔班通古特沙漠,下设147团,148团,149团,150团四个大型农牧团场。灌区主要用水单元为灌溉用水,利用方式为地表-地下水联合开采。经过50多年的发展,灌溉面积不断增加,使得用水量增加,地下水资源开采量迅速增加;同时随着滴灌等节水措施的大面积使用,使得地下水的补给来源迅速减少,地下水位呈持续下降趋势。据2008年的调查研究,莫索湾灌区为地下水超采地区,局部地区已经处于地下水严重超采状态。因此,如何正确认识地下水系统演化规律,在保障生态环境的基础上,科学合理的开发利用地下水资源,保持经济-生态可持续发展,是该区当前面临的一个紧要问题。
　　本文主要研究内容有:
　　1、以水文地质资料为基础,通过建立水流动系统,分析莫索湾灌区地下水变化规律,提出灌区潜水水位动态受灌溉、蒸发和开采共同控制,其中以人工开采为主,表现为灌溉与人工开采混合型特征。研究区地下水位多年呈下降的趋势,年内变化幅度由90年代末变化显著转变为目前的年内变化不明显。应用SPSS软件对地下水影响因素进行主成分分析,指出灌溉用水量和蒸发强度是影响研究区地下水的主要因素。
　　2、对研究区补给、径流及排泄各要素及其相互转换关系进行分析,根据物质守恒定律和物质转换原理,利用水均衡法评价研究区地下水开采情况,计算得出研究区地下水总补给量为2632.22×104m3/a,地下水总排泄量为2802.8×104m3/a,排补差-170.58×104m3/a,处于负均衡状态。
　　3、根据模拟范围内含水层系统介质特征和结构特征,将模拟对象概化为均质各项同性含水层;结合地下水补径排条件等,对边界条件进行概化,建立地下水概念模型及数学模型;采用可视化三维地下水流模拟软件包VisualMODFLOW建立地下水流数值模型,确定初始条件、边界条件及水文地质参数,模拟现状及不同开采条件下的地下水位变化情况。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3 研究方法与研究路线

第二章 地下水资源动态变化规律及驱动力分析

2.1 区域概况

2.2莫索湾灌区地下水位动态变化分析

2.3地下水位变化驱动力分析

第三章 研究区典型团场（150团）地下水均衡分析

3.1 地下水补给量的计算

3.2 地下水排泄量的计算

3.3 地下水储变量

3.4 地下水均衡分析

第四章 基于Visual MODFLOW的地下水数值模拟及预测研究

4.1 主要数值模拟方法介绍

4.2 水文地质概念模型的建立

4.3 数学模型的建立与求解

4.4 模型识别与验证

4.5 地下水资源预测

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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