喀什三角洲是南疆地區(qū)重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)中心,也是絲綢之路通向南亞地區(qū)的重要節(jié)點(diǎn)。該區(qū)氣候干旱,生態(tài)環(huán)境脆弱,原生水質(zhì)不佳,高硫酸鹽水分布廣泛,水質(zhì)型缺水突出,嚴(yán)重制約了該區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,也影響著該區(qū)的居民身體健康。近年來(lái),相關(guān)單位圍繞高硫酸鹽區(qū)地下淡水的勘探和開(kāi)發(fā)利用開(kāi)展了大量的工作;然而,如何保障在開(kāi)采淡水過(guò)程中不引起高硫酸鹽水入侵這一實(shí)際問(wèn)題,尚未開(kāi)展系統(tǒng)研究。因此,探討高硫酸鹽地下水成因和淡水資源合理開(kāi)發(fā)利用是該區(qū)亟待解決的重要課題。本文以中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目和新疆自治區(qū)地勘基金項(xiàng)目為依托,以高硫酸鹽地下淡水資源合理開(kāi)發(fā)利用為目標(biāo),以第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)、地下水動(dòng)力學(xué)和水文地球化學(xué)等學(xué)科為指導(dǎo),通過(guò)野外調(diào)查、原位示蹤試驗(yàn)、土柱淋濾實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬為手段,分析了高硫酸鹽地下水成因,構(gòu)建了地下水流和溶質(zhì)運(yùn)移相耦合的數(shù)值模型,開(kāi)展了基于水質(zhì)和生態(tài)雙重約束的地下水資源開(kāi)發(fā)利用研究,為研究區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)的水源保障。主要取得以下認(rèn)識(shí)和成果:(1)以地下水系統(tǒng)理論為指導(dǎo),根據(jù)研究區(qū)水文地質(zhì)條件,研究區(qū)分為庫(kù)山河-蓋孜河地下水流系統(tǒng)和克孜勒河-恰克馬克河地下水流系統(tǒng)�？俗卫蘸�-恰克馬克河地下水系統(tǒng)的淺層地下水硫酸鹽超標(biāo),深層地下水存在少量?jī)?yōu)質(zhì)淡水;烏魯阿特河-蓋孜河-庫(kù)山河地下水系統(tǒng)硫酸鹽含量相對(duì)較低,符合國(guó)家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn),可適用于生活飲用。山前的新近系含有石膏等礦物的地層是高硫酸鹽地下水的重要物源,干旱的氣候條件和滯緩的地下水徑流速度是主要的形成條件。(2)通過(guò)研究區(qū)地下水硫酸鹽均衡分析發(fā)現(xiàn),農(nóng)田灌溉對(duì)土壤包氣帶的淋濾是地下水硫酸鹽的主要輸入源,其對(duì)硫酸鹽地下水形成的貢獻(xiàn)為76.29%;流經(jīng)山前硫酸鹽地層的側(cè)向徑流攜帶的硫酸鹽是次要的輸入源,其對(duì)硫酸鹽地下水形成的貢獻(xiàn)為18.72%。人工開(kāi)采是地下含水層硫酸鹽主要的輸出源之一,占43.1%。由此看見(jiàn),農(nóng)田灌溉和人工開(kāi)采等人類活動(dòng)改變了地下水硫酸鹽的重新分布特征和富集狀況。(3)在綜合分析地質(zhì)地貌和水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,建立了研究區(qū)水文地質(zhì)概念模型、地下水流數(shù)值仿真模型以及地下水溶質(zhì)運(yùn)移模型。以Visual MODFLOW軟件為平臺(tái),以WHS(穩(wěn)定共軛梯度法)作為運(yùn)算方法,采用PEST進(jìn)行了參數(shù)反演計(jì)算,保證了數(shù)值模型具有較高的仿真性和可靠性,為不同開(kāi)采方案下地下水動(dòng)力場(chǎng)和化學(xué)場(chǎng)的模擬預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。(4)為保證地下淡水資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)為前提,以開(kāi)發(fā)地下淡水資源為目的,設(shè)計(jì)了四種預(yù)測(cè)方案,進(jìn)行了不同方案下地下水動(dòng)力場(chǎng)和化學(xué)場(chǎng)的模擬預(yù)測(cè)。結(jié)果表明,在保障工農(nóng)業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境不被破壞和高硫酸鹽水不入侵淡水區(qū)的前提下,在蓋孜河沖洪積扇現(xiàn)狀開(kāi)采10萬(wàn)m~3/d的基礎(chǔ)上,可再增加烏魯阿特河沖洪積扇60萬(wàn)m~3/d、庫(kù)山河沖洪積扇20萬(wàn)m~3/d和阿圖什地區(qū)承壓水5萬(wàn)m~3/d的開(kāi)采量,為喀什三角洲社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)水源保證。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P641.8
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

疏附縣、阿克陶縣、英吉沙縣、伽師縣、岳普湖縣(圖 2.1)。圖 2.1 研究區(qū)地理位置及研究區(qū)范圍示意圖2.1.2 氣候特征研究區(qū)屬暖溫帶大陸性干旱—半干旱氣候，年溫度差異較大，歷史最高氣溫39.90℃，最低氣溫-24.20℃，多年平均氣溫為 12.89℃。全區(qū)蒸發(fā)強(qiáng)度大，降水稀少，年蒸發(fā)量為 2600mm，年降雨量為 63mm。研究區(qū)干旱風(fēng)沙較為明顯，偶爾伴隨大風(fēng)、沙暴、浮沉、霜凍、冰雹等災(zāi)害天氣。研究區(qū)內(nèi)多年平均氣象資料如圖 2.2。

研究區(qū)多年平均氣象圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2824036