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《中国海洋大学》 2003年
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山东省沿黄地带浅层地下水资源开发利用研究

李清平  
【摘要】: 黄河,是我国第二大河流,以泥沙含量高而闻名世界。由于泥沙含量高,现行河道已行水140余年,山东段河床上宽下窄,坡度上陡下缓,排洪能力上大下小,在泥沙淤积作用下,河床逐年抬高,成为世界上著名的地上“悬河”。而山东沿黄地带是山东省主要粮棉产区之一,黄河纵贯全区,构成区内地上、地下天然分水岭,水资源丰富。区内浅层地下水由于黄河水的常年补给,水量充沛,且具有埋藏浅,补给快,水质好,水温适宜等特点,但因其含水层颗粒细,成井取水困难,井易淤、易堵:局部地区有咸、碱水存在,严重阻碍了浅层地下水的开发利用,导致区内农灌用水主要是引黄,致使地下水位升高,次生盐碱化加重,泥沙淤积、湖泊萎缩,湿地沼泽扩大,旱涝盐碱等自然灾害频繁发生。 本文对山东沿黄地带地质、水文地质条件进行了全面系统的分析,并重点分析了区内含水层的水文地质特征及地下水运动特征,进一步查明了浅层地下水资源的形成条件和分布规律,根据水文地质条件及地下水运动特征,划分出三个水文地质区,划分并论证了粘土裂隙含水层的形成及供水意义;确定了科学的水文、水文地质参数,为准确地计算浅层地下水资源奠定了可靠的基础;根据浅层地下水资源形成特点,建立了地下水均衡方程式,据此,计算了区内浅层地下水资源及浅层地下水可采资源。 通过对水文、水文地质条件及布设在垂直黄河河道的九条断面的试验、观测资料的比较详细的系统分析和研究,建立了“二元结构”一维流数学模型。黄河水侧渗补给浅层地下水系统,是水文循环中一个局部性的浅层地下水系统,是属华北黄河冲积平原地下水系统的一个子系统,包括黄河水系统和由它演化形成的地下水系统两个部分。渗透演化的地质环境称黄河水侧渗补给浅层地下水的渗流场,渗流场中,从源到汇的水的循环称为黄河水侧渗补给浅层地下水系统。 黄河水文系统是黄河水侧渗补给的源流,多孔介质地层结构提供了渗透演化的地质环境,渗流的理论基础是流体动力学。在重力作用下,只要有水头差,水体就要由高水头向低水头产生渗流运动,使地表河水渗入多孔介质地层中而转化为地下水,形成水动力系统。受水文地质条件控制,地下水以黄河水为补给源,在多孔介质含水层中赋存、运移、汇源为地下水系统,随时空而变化,然后蒸发、迳流消亡于输出系统。 黄河水侧渗补给浅层地下水系统,从源到汇的发生、发展和消亡,反应了地表水转化为地下水的全过程,研究和掌握这一过程的水位、水量和水质信息,将为沿黄地区地下水资源评价提供依据,对黄河水资源合理利用、黄河下游治理 开发、黄河下游生态环境保护产生着积极而现实的意义。 经多种方法分析与计算,得出黄河水对地下水的侧渗补给宽度、补给强度 具有从上游到下游逐渐变小、北岸大南岸小的变化规律,并运用多种方法求得黄 河侧渗补给宽度上游为7一gkm,下游为3一skm;补给强度上游为3.75m3/(d·m), 下游为0.63m3/(d·m)。 早涝盐碱灾害实质是水的问题,治理旱涝盐碱的关键是治水,特别是地下水 的合理开发和调蓄,因此,开展山东沿黄地带浅层地下水资源开发利用研究与探 讨,查明水资源条件,研究其最佳开发利用模式,对区内自然环境的综合利用, 促进区内工农业生产的更大发展,提高防灾抗灾能力等都具有很大的理论价值和 现实意义。 山东黄泛平原区,第四系上部松散岩类孔隙含水层,以粉砂、粉细砂为主。 它具有分布广、埋藏浅、厚度大、水质好、水量丰富等特点。是浅井开采的主要 目的层。但因含水介质颗粒细;又间夹粉土、亚砂土簿层。使得井出水量小,泥 沙含量高,井易淤易堵,使用寿命短,成井困难。严重影响着此层水的开发利用。 因此,研究粉细砂层的取水方法,已成为解决黄泛平原区工农业供水的关键问题。 通过对井径与井出水量关系、井型结构与井出水量关系、填砾厚度与单井出水量 及井水泥沙含量关系、填含比与单井出水量及井水泥沙含量关系试验研究资料的 分析与研究,建立了相关的方程式,并得出适宜细颗粒地层地下水开发利用的成 井参数:选择井管直径200一400Inln,填含比15一20,填砾厚度150一20OInln,梅花 井型主副孔距1.2一1.5m,副孔个数6一7个;这样既能增大单井出水量,又能使 井水清,井的使用寿命长。如若采用梅花井型结构,单井出水量可增大2一3倍, 尤其当含水层簿,井出水量很小,达不到农灌或供水取水设备起码要求时,特别 在土地比较紧张的情况下,采用梅花井型成井,经济效益更为显著。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P641.8

【引证文献】
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5 谈梦月;基于GIS的晋江市浅层地下水功能区划研究[D];南京师范大学;2013年
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