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《长安大学》 2006年
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鄂尔多斯盆地沙漠高原区降雨入渗补给地下水研究

黄金廷  
【摘要】:鄂尔多斯盆地矿产资源丰富,是我国21世纪能源接续地之一。盆地以白于山为界分为南部的黄土高原和北部的沙漠高原,沙漠高原降雨稀少,蒸发强烈,生态环境脆弱,水资源成为制约当地经济发展的重要因素。已有研究表明,区域水循环以垂向交换为主,降雨入渗补给量占地下水总补给量的78.5%,因此,深入研究该区降雨入渗机理,确定降雨入渗补给地下水强度具有十分重要的意义。 包气带是连接降雨与地下水的纽带,本文以确定降雨入渗补给强度为目标,以土壤水动力学理论为指导,运用数值分析、数理统计的方法,通过原位试验研究,确定不同岩性土壤水力参数,分析降雨入渗补给地下水的影响因素;在分析区域降水特征和包气带岩性结构分布特征上,应用原位实验区的土壤水力参数,计算出区域降雨入渗补给地下水强度。研究获得以下成果: (1) 分析了原位实验区包气带水分运移规律 通过野外原位实验,获取了负压数据29,610个,据此分析出原位实验场的包气带水分运移规律:当上层岩性为风积沙时,总水势上大下小,降水呈入渗状态,有利于降雨入渗;当上层岩性为风化砂岩和耕植土时,分别在埋深约0.4m和1.5m处形成零通面,零通面以上呈蒸发状态。 (2) 获得了原位实验区不同岩性的土壤水力参数 对原位实验场内不同实验小区进行数值模拟。通过识别和验证,观测点拟和平均相对误差基本小于15%,总体趋势较好,所求得的土壤水力参数能够用来模拟土壤水分运移。 (3) 探讨了降雨入渗补给地下水的影响因素 降雨入渗补给地下水受多种因素影响,主要有降水量、包气带岩性结构、潜水埋深和包气带含水量。以原位实验区的气象资料和土壤水力参数计算分析具有如下规律:①降水量越大,地下水获得的补给量越大,如年降水量为376mm、446mm时,单位面积地下水获得的补给量分别为240mm和280mm;②包气带厚度越大,岩性颗粒越细,地下水获得的补给量越少;③包气带岩性为沙土、风化砂岩和淤泥质沙时,降水补给极限深度依次为7m、5m和4m;④包气带岩性为层状结构时,上细下粗的岩性不利降雨入渗补给;⑤包气带含水量越大,越有利于降雨入渗,地下水获得的补给量越多,如包气带岩性为沙时,初始含水率每增大20%,单位面积地下水获得的补给量增多约50mm。 (4) 分析了区域降水特征 研究区降水时空分布不均。空间上,降水量由东南向西北递减;时间上,年内降水多集中在7~9月份,占全年70%~80%;年降水量偏离多年平均值幅度较小,变异系数小于0.3,属弱变异。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:P641

【引证文献】
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