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《长安大学》 2002年
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关中盆地地下水脆弱性研究

姜桂华  
【摘要】: 随着经济的迅速发展、人口的不断增长和城市化进程的加快,地下水水质污染日益严重。水质污染导致可利用资源量日渐减少,加剧了水资源危机和供需矛盾,直接影响工农业的生产,对生态环境和人类健康造成危害。这些问题在人类活动频繁,环境脆弱的关中盆地表现比较突出。关中盆地是国家重点开发建设地区和陕西省重要的工业基地和粮棉油产区。水资源紧缺和地下水质污染已成为该地区面临的严峻问题之一。合理开发与管理和保护地下水水资源成为西部大开发新形势下的迫切需要。因此开展关中盆地地下水脆弱性研究工作,为地下水资源的合理开发利用和管理提供科学依据,从而具有重大的实际意义。还可对其它地区起指导和示范作用。论文研究的主要内容如下: 1.全面分析和总结了目前国内外地下水脆弱性的概念、分类、影响因素和地下水脆弱性评价方法及地下水脆弱性编图的研究现状和水平,指出了目前地下水脆弱性研究存在的一些问题。 2.分析和研究了关中盆地地质、地貌和水文地质条件。通过实地调查和采样分析,综合分析了关中盆地地下水污染状况及原因。结果表明,关中盆地地下水硝酸盐污染严重,出现面状污染。鉴于关中盆地氮污染的区域性和严重性,因此以研究关中盆地地下水固有脆弱性和“三氮“污染的特殊脆弱性为目标。 3.从国内外有关对地下水脆弱性概念的不同定义入手,通过分析和研究,提出了地下水固有脆弱性和特殊脆弱性的定义。 4.在深入研究关中盆地地质、地貌和水文地质条件和综合分析国内外有关资料的基础上,分析和研究了地下水固有脆弱性和“三氮”污染的特殊脆弱性的影响因素。 5.考虑到在脆弱性评价中包气带的重要地位,以及地下水“三氮”污染的特殊脆弱性与“三氮”在包气带运移转化过程有关,为此设计和开展了原位试验,对“三氮”在黄土包气带迁移转化机理进行了研究。 6.以“三氮”在包气带迁移转化过程为基础,建立了“三氮”在包气带迁移转化过程的模拟模型,运用了有限差分法求解水分运移方程和有限元法求解溶质运移方程。并对所建立的模型进行了识别和检验。 7.根据固有脆弱性影响因素的分析,结合分析国内外有关资料,以地质、地貌、水文地质因素作为地下水固有脆弱性的主控因素,从这些因素中选取地层岩性、地层结构、地貌类型、水位埋深、包气带垂向渗透系数、含水层导水系数、补给模数和矿化度等指标建 立了地下水固有脆弱性评价指标体系和评价标准。用糊综合评判和模糊自组织迭代分析数 据技术两种评价方法进行了评价。地下水固有脆弱性强和较强地区(或地下水易污染地区) 主要出现在水位埋藏较浅的渭河两岸冲积平原及黄土台源洼地。从整体上看,由盆地中心 到盆地边缘山前,地下水固有脆弱性呈由强到弱的递减变化规律,由西向东地下水易污染 区范围逐渐增大。 8.根据特殊脆弱性影响因素的分析,以地质、地貌、水文地质因素、“三氮”在包气 带迁移转化过程和人为因素等作为地下水“三氮”污染的特殊脆弱性的主控因素。选取地 层岩性、地层结构、地貌类型、水位埋深、含水层导水系数、补给模数、硝态氮污染速度、 施N肥量等指标建立了评价指标体系和评价标准。用“三氮”迁移转化过程模型与模糊 综合评判法和模糊自组织迭代数据分析技术等评价模型相结合的藕合评价方法对地下水特 殊脆弱性进行了评价。结果显示,关中盆地地下水氮污染的特殊脆弱性强和较强脆弱(易 污染)地区分布在径惠渠灌区、交口灌区和洛惠渠灌区等农业发达区,以及蒲城到大荔地 区的黄土台源洼地。 9.利用了MAPGIS编制了关中盆地地下水固有脆弱性和特殊脆弱性图以及影响因素 系列图,为实行地下水的保护和管理提供了科学依据。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:X523

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