基于MODFLOW的大同县地下水资源可开采量评价

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地下水资源是大同县城市和农村居民生活饮用水以及工业、农业供水的重要取水水源,是实现大同县经济社会可持续发展的重要支撑和保障。大同县地下水开采的目标层为潜水含水层,因此该含水层的水资源量和水质状况等是当地政府及人民所关注的焦点问题。针对这些问题,在充分收集大同县相关资料及前人研究成果的基础上,本文利用水均衡理论及数值模拟方法对大同县地下水资源进行了评价。根据大同县的地形地貌条件、地质及水文地质条件,确定以冲洪积平原区及火山丘陵区作为本次评价区域;采用水均衡理论分析计算,确定评价区域内地下水资源总量为7453.40万m3。以大同县2008年地下水水质监测分析资料为基础,采用单项组分评价、综合组分评价以及比标系数法对大同县的地下水质量环境进行评价。结果显示大同县地下水质量基本为Ⅳ类水,个别地区甚至出现V类水。地下水超标项目主要为pH值、氟化物及细菌个数。通过生活饮用水卫生评价,显示大同县除永胜村和聚乐村符合标准外,其余各地地下水均不适合作为饮用水。针对模拟区的地形地貌条件、地质及水文地质条件建立水文地质概念模型。确定模拟的主要含水层位并对模拟层进行概化。根据含水层富水性特征对模拟区进行参数分区。对含水层的边界条件及初始条件以及模型的源汇项进行概化,并利用已有长观孔资料对数值模型进行识别和验证,结果表明,所建立的地下水数值模拟模型基本符合实际,较好的反映了地下水流的特征,可以进行地下水位预测计算。计算模拟区内的降雨入渗补给量、河道入渗补给量、地表水渗入补给量、侧向补给量等主要补给项和潜水蒸发量、侧向径流量、泉水排泄量等主要排泄项,并结合现状条件下的人工开采量对模拟区潜水含水层的水均衡状况进行分析。结果表明,含水层储存量变化为正均衡。运用所建立的数值模型,以2015年为预测年份,模拟预测开采量分别为3360万m3/a(2008年开采量下)、5245万m3/a(地下水可开采量)在25%、50%和75%降雨保证率下的地下水位变化趋势。在模拟结果的基础上,对比分析两种不同开采方案下地下水位变化情况,确定出大同县地下水资源可开采量为5245万m3/a。
摘要第3-5页
ABSTRACT第5-6页
第一章 绪论第10-18页
    1.1 研究意义第10-11页
    1.2 国内外研究现状第11-15页
        1.2.1 国外研究现状第12-14页
        1.2.2 国内研究现状第14-15页
    1.3 研究内容第15-16页
    1.4 技术路线第16-18页
第二章 地下水资源形成的环境条件第18-36页
    2.1 自然地理条件第18-28页
        2.1.1 地理位置第18页
        2.1.2 地形地貌第18-22页
        2.1.3 气象第22-23页
        2.1.4 水文第23-27页
        2.1.5 社会经济概况第27-28页
    2.2 区域地质条件第28-31页
        2.2.1 地层岩性第28-30页
        2.2.2 地质构造第30页
        2.2.3 岩浆活动第30-31页
    2.3 水文地质条件第31-35页
        2.3.1 地下水含水岩系划分第31-33页
        2.3.2 地下水循环条件第33-34页
        2.3.3 地下水动态特征第34-35页
    2.4 地下水开发利用现状第35-36页
第三章 地下水资源评价第36-62页
    3.1 地下水资源量分类及评价方法第37-40页
        3.1.1 地下水资源量分类第37-38页
        3.1.2 评价方法第38-40页
    3.2 地下水资源量及可开采量评价第40-46页
        3.2.1 评价区域的确定第40-41页
        3.2.2 地下水资源量计算及评价第41-45页
        3.2.3 基于均衡法的地下水可开采量计算第45-46页
    3.3 地下水环境质量评价第46-62页
        3.3.1 地下水水质监测第46-47页
        3.3.2 一般水化学特征第47-50页
        3.3.3 地下水环境质量评价第50-56页
        3.3.4 生活饮用水水质评价第56-62页
第四章 基于MODFLOW的地下水可开采量模拟计算第62-88页
    4.1 水文地质概念模型第62-64页
        4.1.1 研究区边界条件第62-64页
        4.1.2 含水层水力特征第64页
    4.2 数学模型第64-65页
    4.3 数值模型第65-70页
        4.3.1 原理第65-66页
        4.3.2 数学模型的求解第66-70页
    4.4 模型的设计与运行第70-74页
        4.4.1 计算区网格剖分第70页
        4.4.2 定解条件的确定第70页
        4.4.3 地下水系统均衡要素的确定第70-71页
        4.4.4 模型的运行第71-74页
    4.5 模型的识别与验证第74-79页
        4.5.1 模型的识别第74-78页
        4.5.2 模型的验证第78-79页
    4.6 区域水均衡分析第79页
    4.7 地下水水位预测第79-87页
        4.7.1 预测方案第80页
        4.7.2 预测结果分析第80-87页
    4.8 地下水可开采量评价第87-88页
第五章 地下水资源保护第88-94页
    5.1 地下水开发利用程度及存在的主要的问题第88-90页
        5.1.1 地下水开发利用程度分析第88-89页
        5.1.2 存在的主要问题第89-90页
    5.2 地下水资源保护措施第90-94页
        5.2.1 水量保护措施第91-92页
        5.2.2 水质保护措施第92-94页
第六章 结论第94-96页
参考文献第96-102页
致谢第102-104页
攻读学位期间发表的学术论文及参加的科研情况第104页
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