河北平原地下水流系统演变规律研究

摘要

河北平原地下水在经过长期开发利用后,出现了一系列环境问题,地下水的流动模式以及均衡状态发生了很大改变.从地下水年龄结构出发,利用MODFLOW-2000建立稳定流模型对地下水流数值进行模拟,对河北平原的地下水年龄结构以及地下水流场特征进行研究分析,重点研究了地下水储存量的变化过程以及影响因素,并通过非饱和带水流模型、土壤水均衡模型以及地下水流模型三模型相耦合的方式,对河北平原饱和带储存量变化、地下水补给量以及非饱和带中地下水滞留时间进行了估算.模拟结果显示:河北平原1975～2015年间浅层含水层地下水储存量减小速率约为30 mm/yr,减少量约占总储量的15％,说明地下水存储量的减少主要是由于浅层地下水存储量的减少引起;根据模型修正结果计算,河北平原年地下水补给量为120 mm,灌溉和降水补给为100 mm,渗流以及山前侧向补给为20 mm,降水量的变化趋势与地下水补给趋势保持一致,相关系数为0.92,地下水补给有25％来自降水和灌溉;地下水年龄差异与模拟参数存在变量关系,弥散度越大,地下水年龄差异越大.该模拟研究成果为今后地下水系统的研究提供数值依据.