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《中国地质科学院》 2001年
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强渗透开放岩溶水系统开采激励效应研究

吴爱民  
【摘要】: 双村岩溶水系统位于山东省南部,面积553km~2,是中国北方地区68个典型岩溶水系统之一,以强渗透、开放性为特征,已形成27万m~3/d的开采规模。本文以该岩溶水系统为例,开展岩溶水系统开采激励效应研究,主要取得以下研究进展: (1)在岩溶水系统特征方面,以总结建立地下水系统的强渗透、开放性分类标准为基础,论证了双村岩溶水系统的强渗透开放性特征。 (2)在岩溶水系统开采激励效应方面,通过天然状态与开采状态岩溶水水位、水质、水量等要素的历史资料对比与回归分析、聚类分析指出,双村岩溶水系统的开采激励效应主要表现在水位降落漏斗加深、水位震荡加剧、水质演化加快、补给构成多元化等方面。岩溶水位在不同开采阶段受不同的主导因素控制。开采不仅改变了岩溶水动力场,而且改变了岩溶水化学场。 (3)在岩溶水动力系统数值模方面,认识到降水入渗补给的非线性性质,引入降水补给函数,实现了降水入渗补给的非线性模拟,进一步改进完善了双村岩溶水系统的双层拟三维水流模型,使模型精度进一步提高,模拟再现了双村岩溶水系统1985—1998年的水动力、水循环系统的演化过程与开采激励效应。 (4)在岩溶水文地球化学方面,总结论证了双村岩溶水系统水化学成份的形成作用与水化学分带。水化学平衡的模拟计算表明,天然状态与开采状态岩溶水主要矿物饱和指数的平面分布规律存在明显差异,表现为山区的饱和指数降低、溶蚀能力增强,平原区的饱和指数升高、溶蚀能力降低。 (5)在岩溶水开采激励效应研究方法方面,把铀同位素方法应用于开采激励效应研究,并把面积坐标原理应用于地下水三元补给体系混合比的计算,取得了水文地质条件认识的新进展。研究指出,双村水源地岩溶水的补给主要来自山区,两城水源地岩溶水的补给主要来自上层第四系孔隙水,目前西部地区岩溶水中含有10%左右的河水成份。 (6)在岩溶水资源评价方面,从岩溶水可持续利用的角度,探讨了双村岩溶水系统的岩溶水资源评价原则,论证了孔隙水最低水位、孔隙水越流补给量、岩溶水最低水位三个岩溶水可持续利用的衡量指标。计算评价了岩溶水的允许开采量并提出合理开采建议。
【学位授予单位】:中国地质科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:P641.8

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1 吴爱民;强渗透开放岩溶水系统开采激励效应研究[D];中国地质科学院;2001年
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