基于Modflow及因子分析-模糊综合法的地下水资源评价与保护区划分研究

摘要

水乃万物之本，它不仅是人类赖以为生的物质基础，还是保证社会可持续发展的重要自然资源。寿光地区作为我国重要的蔬菜种植基地之一，在日常生产生活中需要开采大量的地下水来满足用水需求。然而，在地下水开采过程中，由于缺乏科学的地下水调控以及合理有效的管理措施，导致寿光地区地下水的不合理开采和资源浪费，出现了诸如地下水水位不断下降、水质污染等环境地质问题。　　为了解决寿光地区地下水开采所带来的水资源危机和保证城市的可持续发展，充分合理地利用当地地下水资源，本文在全面综合分析寿光地区地质、水文地质条件等资料的基础上，以寿光地区地下水资源为研究对象，利用地下水数值模型(GMS)并结合数学理论方法对寿光地区地下水流场、水量、水质、水污染风险和水源地保护区划分进行了评价研究。　　利用地下水流数值模拟软件GMS建立了研究区地下水流数值模型，采用试估-校正法对模型进行识别验证，结合均衡法对研究区地下水水量进行评价，获得了研究区地下水补给资源量、可开采资源量、含水层储存量。在现状模型的基础上建立了未来20年不同水资源开采速率下地下水补排项、地下水流场的变化情况预测模型，给出了有利于生态环境修复和保护的水源地允许最大的开采量。建立了基于因子分析-模糊综合评价法的地下水水质评价模型，绘制了研究区水质分区图。通过分析污染荷载风险空间分布特征、地下水含水层的脆弱性特性以及地下水污染的危害性，采用地下水污染风险强度指数和GIS叠加分析法，进行研究区内地下水污染风险评价，并在综合考虑地下水水质污染现状、地下水水质变化趋势和地下水污染风险三个因素基础上，构建研究区水源地污染预警模型，获得了研究区水源地地下水污染风险评价分布图及地下水预警状态分布图。根据研究区地下水流场分布特征，采用水源地质点追踪模型，利用反向示踪法对研究区内的水源地进行保护区划分，并提出相关保护措施。

目录

声明

变量注释表

1 绪论

1.1 论文选题依据及研究意义

1.1.1 选题依据

1.1.2 研究意义

1.2.1 地下水水资源评价研究现状

1.2.2 地下水数值模拟研究现状

1.2.3 水源地保护区划分研究现状

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

2 研究区概况

2.1 研究区范围

2.2.1 气象

2.2.2 水文

2.3 地形与地貌

2.4.1 地层岩性

2.4.2 地质构造

2.5 本章小结

3 研究区水文地质特征

3.1 水文地质分区

3.1.1 冲积洪积平原淡水水文地质亚区

3.1.2 海积冲积、冲积海积平原咸水水文地质亚区

3.2 含水层划分

3.3 地下水补、径、排特征

3.4.1 地下水流场年内变化特征

3.4.2 地下水流场年际变化特征

3.4.3 地下水水位动态演化规律

3.5 地下水化学特征

3.5.1 水化学类型

3.5.2 水化学组分变化特征

3.6 地下水开发利用现状

3.6.1 区域地下水开采现状

3.6.2 水源地地下水开采现状

3.7 本章小结

4 地下水流数值模型

4.1.1 模型范围和边界条件

4.1.2 结构模型

4.1.3 地下水流特征

4.2 区域地下水流数值模型

4.2.1 数学模型

4.2.2 求解方法

4.2.3 源汇项的计算与处理

4.2.4 水文地质参数

4.3 模型的识别与检验

4.3.1 模型参数识别

4.3.2 模型流场拟合

4.3.3 模型水位过程线拟合

4.4 区域地下水均衡分析

4.5 本章小结

5 地下水资源评价研究

5.1 地下水资源量与预测条件下允许开采量评价

5.1.1 研究区地下水资源量评价

5.1.2 预测条件下水源地地下水允许开采量评价

5.2 基于因子分析-模糊综合评价法的区域地下水水质评价

5.2.1 地下水水质常用评价方法以及优缺点比较

5.2.2 模糊综合评判法

5.2.3 基于因子分析-模糊综合评价法地下水水质评价

5.2.4 评价结果及超标离子分析

5.3 地下水污染风险评价及污染预警模型研究

5.3.1 地下水污染风险分析

5.3.2 地下水污染风险评价

5.3.3 研究区水源地地下水污染预警模型

5.4 本章小结

6 地下水水源地保护区划分研究

6.1 地下水水源地保护区划分原则及方法

6.1.1 地下水水源地保护区划分原则

6.1.2 水源地保护区划分方法

6.2 质点追踪模型

6.2.1 数学模型

6.2.2 预测条件

6.2.3 预测结果

6.3 地下水水源地保护区划分方案

6.4 本章小结

7 结论及展望

7.1 结论

7.2创新点

7.3 展望

参考文献

附录

作者简介

致谢

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