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人类活动对晋祠泉泉水流量的影响分析

赵娇娟  
【摘要】:中国是世界上岩溶发育程度最为强烈的国家之一,全国岩溶区总面积占国土总面积的1/3。岩溶水资源因其地下水埋藏深、储量大、水质良好是我国北方工农业和生活用水的重要水源。北方岩溶泉域的面积广大,具有较强的非均质特性,地下水观测孔分布不均,观测资料稀少,给传统的建立在达西定律基础上的分布式模型的应用带来了一定的困难。灰色系统理论把岩溶泉域系统当作部分信息已知,部分信息未知的不确定系统,从一个新的角度来认识岩溶含水层,具有稳定性与有效性。 晋祠泉位于山西省中部,太原盆地西北侧,属典型的北方岩溶泉,是太原市西南部主要饮用和灌溉水源,该泉从20世纪70年代开始,泉水流量逐年下降,到1994年完全断流。晋祠泉泉水的断流给当地的生态环境经济带来了巨大的损失。研究晋祠泉泉域系统的动态变化,以及晋祠泉泉水断流的原因,可为其复流可行性分析提供资料,同时对当地生态环境的修复具有一定的意义。 本文以晋祠泉为研究对象,运用灰色系统理论方法,建立了晋祠泉泉水流量与降雨量的灰色系统关联分析模型,建立了不同维度的晋祠泉泉水流量的灰色系统GM(1,1)等维递补模型,分析了该泉域地下水水力响应时间的动态变化,与流量变化特点,旨在分析晋祠泉泉域地下水系统的稳定性与变动性,又从自然因素与人类活动两个方面分析了晋祠泉泉水断流的原因,在上述研究基础之上综述了晋祠泉泉水复流的研究动态,对其可行性分析做了简要概述。研究指出,晋祠泉泉域系统在人类活动与自然变化条件的影响下发生了变化,人工过量取水导致了岩溶含水层上部疏干导,致使其导水系数减小,水力响应时间延长。晋祠泉泉水断流的主要因素是人类活动,其中人工取水是造成其断流的主要因素,降雨量的减少等自然因素变化对其断流具有一定的影响,但不是主要因素。研究晋祠泉域复流工作,需要首先分析泉域内地层结构的稳定性,然后在分析区域水文地质条件的基础之上再研究区域内地下水水位与降雨量、泉水流量的相关性与变动性。


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