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《中国地质科学院》 1988年
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石羊河流域武威盆地地下水系统的管理模型

周仰效  
【摘要】: 武威盆地位于祁连山北麓、河西走廊东段、腾格里沙漠西侧,是一个历史悠久的农业灌溉盆地。本文针对该区由于不合理开采水资源所引起的生态环境问题,采用系统工程的思想和方法,用地下水系统管理模型确定盆地地下水系统的最优开采方案,以使地下水的开采在取得最大经济效益的同时,保持良好的生态环境和社会环境。主要内容与结论如下。 1、从系统的观点出发,采用系统工程的思想和方法,总结了地下水系统管理模型的研究内容和方法。地下水系统管理模型的研究,应包括地下水系统目标分析、地下水系统环境分析、地下水系统结构分析、地下水系统模型化、地下水系统最优化、和地下水系统评价等六个方面。 2、从理论上探讨了响应矩阵的水文地质意义,介绍了用数值模型计算响应矩阵的两种方法。重点讨论了用响应矩阵法建立地下水系统管理模型对非齐次边界条件、非齐次初始流场和天然非可控补给量与排渣量的处理方法。结论为:天然非可控补给量与排渣量、非齐次边界条件和非齐次初始流场的作用可用一个附加降深场单独模拟,在齐次边界和初始条件下,人工开采引起的降深为开采量与响应矩阵的卷积积分,各种因素综合作用下引起的总降深为二者的叠加。 3、设计了地下水系统管理模型程序包。把管理模型的整体计算工作分解为7个相互联系的部分,由7个主程序完成,主程序之间由数据文件联接为一个整体,可以在小型计算机上解比较大型的地下水管理问题。 4、系统地总结了前人在武威盆地的研究成果和积累的资料,经过综合分析和归纳,形成了武威盆地地下水系统的概念模型。通过调整水文地质参数和边界条件,进一步提高了范锡朋(1984)所建数值模型的精度,为管理模型的建立,提供了水文地质模型基础和数值模型工具。 5、用数值模型生成了武威盆地地下水系统的响应矩阵。它既可作为藕合数值模型与管理模型的工具,也可根据规划的开采方案预测地下水位的变化。 6、在综合分析盆地水资源系统组成及其特征,地表水和地下水的相互转化规律、区域地下水的开采条件和水资源开发利用现状的基础上,确定了武威盆地地表水-地下水联合利用模式,在此前提下,通过地下水系统的目标分析和环境分析,确立了地下水系统管理的目标及其自然环境、技术经济环境和社会环境约束条件,用响应矩阵法把数值模型与最优化模型藕合起来,构成了武威盆地地下水系统的管理模型。 7、通过管理模型的运转,获得了武威盆地平水年、枯水年、丰水年三个典型年份各灌期地下水的最优开采方案。按年最优开采模数,区域地下水的开采条件可分为六个区,地下水最强的开采区位于出山河流的主河道、石羊大河和洪水河沿岸,最弱的地区为泉水溢出带,河水灌区和沙漠区不开采地下水。同时表明,袭夺潜水蒸发量可增加地下水的开采量,该区现状条件下增加地下水的开采量的唯一途径是袭夺潜水蒸发带地下水蒸发量。 8、根据最优开采方案,提出了武威盆地地下水合理开发利用的意见。通过最优开采方案与开采现状的比较,提出的水量调配与地下水的开采方案为: (1)、按平水年袭夺潜水蒸发条件下的最优开采模数调整开采井布局和开采量,袭夺潜水蒸发带潜水蒸发量,扩大环河灌区的井采规模。环河灌区完全建成纯井灌区,并向民勤灌区下调井水0.60亿米~3/年,盆地按最优开采方案布局开采时,最大开采量应控制在4.95亿米~3/年。 (2)、向下游民勤灌区输水平水年3.35亿米~3,枯水年2.90亿米~3,丰水年3.75亿米~3。
【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】:1988
【分类号】:P641.8

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