發(fā)布時(shí)間：2017-12-02 00:21

  本文關(guān)鍵詞：片麻巖典型流域地表水與地下水相互作用研究

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【摘要】：隨著氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)流域水循環(huán)過程的影響,地表水和地下水相互作用頻繁發(fā)生。為了能夠準(zhǔn)確地掌握在氣候變化和人類活動(dòng)影響下,流域水循環(huán)過程影響的響應(yīng)規(guī)律和機(jī)理,需要從過程上把地表水和地下水作為一個(gè)整體系統(tǒng)行研究。研究區(qū)威海市母豬河流域位于華北地臺(tái),山東臺(tái)背斜膠東臺(tái)凸的軸部。流域內(nèi)出露地層主要為前震旦紀(jì)變質(zhì)巖系,片巖、片麻巖、千枚巖構(gòu)成背斜基地。地下水類型主要為基巖裂隙水和第四系孔隙水,基巖裂隙水主要賦存于片麻巖和花崗片麻巖的風(fēng)化裂隙中,第四系孔隙水主要分布在山間河谷沖積平原、山前平原及濱海海相沉積物的細(xì)砂、粉細(xì)砂地層中。該流域地下水位較淺、含水層富水性較弱且河網(wǎng)密集,使得在強(qiáng)烈和頻繁降雨條件下,容易產(chǎn)生復(fù)雜的地表—地下水相互作用過程。本文采用地表-地下水流耦合模型GSFLOW(Coupled Ground-Water and Surface-Wa ter Flow Model Based on the Integration of PRMS and MODFLOW-2005)程序包進(jìn)行地表水與地下水的相互作用研究。在分析母豬河流域水文氣象與水文條件、區(qū)域地質(zhì)背景、水文地質(zhì)條件、水資源及其開發(fā)利用概況的基礎(chǔ)上,構(gòu)建地表水文模擬模型(PRM S)與地下水流數(shù)值模擬模型(MODFLOW)的耦合模型,并進(jìn)行水文數(shù)據(jù)和水文地質(zhì)數(shù)據(jù)挖掘及地表-地下水流耦合模型(GSFLOW)的參數(shù)率定和驗(yàn)證,模擬分析不同降水條件和不同開采條件下地表水與地下水的相互作用。研究結(jié)果表明:(1)片麻巖山丘區(qū)流域,由于特殊的地質(zhì)、地形條件及水文地質(zhì)條件,強(qiáng)降雨使得地下水得到迅速補(bǔ)給、地下水位急劇升高,引起地下水滲入淺層土壤優(yōu)先補(bǔ)給河流,進(jìn)而導(dǎo)致低滲透性含水介質(zhì)中地下水儲(chǔ)存時(shí)間相對(duì)較短,地表水、地下水相互作用明顯。(2)GSFLOW能夠揭示降雨量轉(zhuǎn)化為地下水補(bǔ)給量的復(fù)雜非線性過程以及強(qiáng)降雨條件下地下水補(bǔ)給土壤層與河流的排泄過程,可以較好地模擬地表水-地下水相互作用過程。(3)根據(jù)GSFLOW原理構(gòu)建研究區(qū)地表水-地下水耦合模型,利用2008-2013年米山水庫(kù)徑流測(cè)站數(shù)據(jù)、地下水觀測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明,徑流量的Nash模型確定性系數(shù)大于0.65,母豬河流域觀測(cè)孔水位的計(jì)算值與觀測(cè)值的絕對(duì)平均誤差約0.3m,模擬精度較好。(4)通過對(duì)不同降水條件和地下水開采條件下的地表水-地下水相互作用過程模擬,發(fā)現(xiàn)降雨量作用影響下地表徑流量與地下水的補(bǔ)給通量均具有較強(qiáng)的時(shí)間變異性,影響最大的是地表徑流(eP),影響相對(duì)較小的是:非飽和帶降雨入滲補(bǔ)給量(pR)、總補(bǔ)給量(gR)、有效補(bǔ)給量(eR)和凈補(bǔ)給量(nR),而在低滲透性硬巖區(qū)域短期高強(qiáng)度降雨不能造成大面的有效補(bǔ)給。相同下墊面和降雨條件下,受地下水開采的影響,地下水位與河流基流量呈明顯的線性正相關(guān)關(guān)系。本次構(gòu)建的GSFLOW模型能夠有效反映地表水-地下水相互作用的一般規(guī)律,可作為水資源評(píng)估的有效工具,對(duì)于流域地表水-地下水綜合管理具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P641;P333

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本文編號(hào)：1242992