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陕西米脂县姬家峁水源地廊道取水数值模拟及水资源评价

宋秀玲  
【摘要】:地下水是水资源的一个重要组成部分,地下水在时间和空间分布上相对均匀、稳定,上覆盖层保护地下水既不易蒸发也不易遭受污染,因此比地表水耗损小、水质好,是干旱半干旱地区城镇和工矿企业的主要供水水源。为了解决在陕北米脂县内拟建的10万吨/年聚氯乙烯工程近期的1.8~2.0×10~4m~3/d的需水要求,拟在米脂县建姬家峁水源地,开发其地下水资源。本文针对拟建的姬家峁水源地,以建成后水量及水质是否满足工程用水要求,水源地投入运行后对邻近地下水位的影响及引发的主要的水环境问题为研究目的,进行了允许开采量评价和地下水位预报,并提出了合理的开采方案和水资源保护对策。 文中首先系统地研究了姬家峁水源地的地质、水文地质条件,详细阐述了该区地下水的赋存、循环条件以及地下水动态,并进行了地下水水质评价。根据研究区含水层厚度小、储水能力差,第四系松散层直接叠加在基岩强风化层之上的具体特点,认为管井集中开采难以满足聚氯乙烯工程的需水量要求,采用集水廊道最大限度地激发河流对地下水的补给,是在这一地区获得较大开采量的有效方式。文章以大量的抽水试验、渗水实验资料为基础,采用解析法、数值法确定了含水层的水文地质参数,发现在无定河河床及河漫滩区第四系含水层的水平渗透系数显著大于垂向渗透系数,含水层具有明显的各向异性特征,据此对研究区的水文地质概念模型进行了概化,建立地下水渗流的三维数学模型,采用有限差分法对模型进行了求解。模型校正结果表明所建立的数学模型具有较好的拟合程度,所确定的地质参数基本符合本地区的具体水文地质条件,可以用于本区地下水资源评价。文中提出了三种开采方案,分别是廊道处于河床下部、廊道处于河流西侧10 m及廊道处于河流西侧20 m的廊道取水方案,并以所建立的渗流数学模型为基础,对各方案下地下水开采后的地下水流状态和开采量进行了模拟计算。根据计算结果,在第一方案下,3 Km廊道的取水量为20968.42 m~3/d,完全满足工程需水量要求,同时对河流两岸地下水位影响也很小。第二方案3 Km廊道的取水量为9029.5 m~3/d,西岸地下水位普遍下降了0.5 m米左右。第三方案3 Km廊道的取水量为5820.4 m~3/d,需水量难以达到工程要求,同时对岸地下水位有更大的影响,水位普遍下降了0.65 m左右。对比各方案,推荐第一方案为较优方案,文章最后对水源地开采后的水环境问题及水资源保护措施进行了论述。


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