【摘要】：利比亞位于非洲北部,是舉世聞名的沙漠之國,撒哈拉沙漠為利比亞提供了豐富的石油資源,但干旱的氣候條件使利比亞地表水資源極其缺乏,地下水便成為重要的供水水源。自20世紀(jì)60年代以來,為滿足北部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)發(fā)展,加之對地下水循環(huán)規(guī)律與水資源的可持續(xù)利用認(rèn)識不足,地下水長期遭受過量開采,導(dǎo)致含水層枯竭以及沿海地區(qū)海水入侵,使利比亞陷了水量和水質(zhì)雙重缺水的困境。為理解并解決這些水環(huán)境地質(zhì)問題,利比亞政府開始研究北部沿海地區(qū)有限地下水資源的合理開發(fā)利用。因此,本文以利比亞北部Wadi Bay地區(qū)為例,通過分析地下水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及區(qū)域地下水循環(huán)特征,利用地下水流數(shù)值模擬技術(shù),對該區(qū)地下水資源的合理開發(fā)利用進(jìn)行研究。本研究不僅能為利比亞經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)發(fā)展提供理論指導(dǎo),也對地下水資源的可持續(xù)利用與水環(huán)境災(zāi)害的防治具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文在系統(tǒng)分析Wadi Bay地區(qū)地質(zhì)與水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,分析了研究區(qū)的地層巖性與結(jié)構(gòu)、含水層分布和地下水系統(tǒng)。選取淺層始新世灰?guī)r含水層與深層早白堊系. KiKlah砂巖含水層作為主要研究對象。結(jié)合研究區(qū)特有的氣象、水文等特點(diǎn)分析了地下水系統(tǒng)的補(bǔ)給、徑流、排泄條件。根據(jù)研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)剖面及深層鉆孔資料,運(yùn)用GMS軟件建立了Wadi Bay地區(qū)三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型,從不同角度與剖面直觀展示了各地層及含水層的空間展布規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,對含水層的邊界條件、水力特征等進(jìn)行研究概化,將地下水系統(tǒng)概化為非均質(zhì)各向同性三維非穩(wěn)定流,建立了研究區(qū)的水文地質(zhì)概念模型。 分析了深淺含水層地下水中TDS及地下水化學(xué)類型的空間分布,含水層主要離子的空間演化特征,發(fā)現(xiàn)淺層與深層地下水TDS及主要離子含量均隨距海距離的減小而增加,并存在突變現(xiàn)象。運(yùn)用Piper三線圖示法、礦物飽和指數(shù)、離子比例系數(shù)法、描述性統(tǒng)計(jì)與同位素證據(jù)等方法研究了Wadi Bay地區(qū)地下水化學(xué)特征的形成作用。淺層地下水化學(xué)特征突變主要受沉積古咸水的影響；深層地下水化學(xué)組分特征在近海50 km附近迅速升高主要受現(xiàn)代海水與地下水混合作用的影響。 建立了研究區(qū)地下水流動系統(tǒng)的數(shù)值模型,采用Visual MODFlow軟件對數(shù)學(xué)模型求解,對模型參數(shù)進(jìn)行校正,確定了合理的水文地質(zhì)參數(shù)分區(qū)及參數(shù)值。選擇滲透系數(shù)、給水度(彈性釋水系數(shù))以及降雨入滲系數(shù)采用局部靈敏度分析方法對各參數(shù)進(jìn)行了靈敏度分析,結(jié)果顯示：滲透系數(shù)的變化對模型輸出的影響最大。 根據(jù)地下水?dāng)?shù)值模型模擬結(jié)果,分析了各含水層現(xiàn)狀條件下地下水均衡狀況,淺層與深層地下水現(xiàn)狀年均為負(fù)均衡。利用模型識別后的水文地質(zhì)參數(shù)對研究區(qū)地下水資源量進(jìn)行計(jì)算。采用皮爾遜Ⅲ型曲線進(jìn)行頻率分析,計(jì)算了降雨保證率為P=25%、P=50%、P=75%、及多年平均降雨量時(shí)的降水入滲補(bǔ)給量。多年平均情況下研究區(qū)地下水資源總補(bǔ)給量為16.7萬m3/d。運(yùn)用均衡法計(jì)算多年平均情況下淺層地下水可開采資源量為3.37萬m3/d,深層地下水可開采資源量為3.56萬m3/d。通過對地下水開采潛力分析得出,淺層地下水已經(jīng)處于嚴(yán)重超采狀態(tài),深層地下水處于超采狀態(tài)。 根據(jù)已建立的地下水流數(shù)值模型,制定了3個地下水開采方案,并預(yù)報(bào)了各開采方案未來10年的地下水流場變化：在擴(kuò)大開采量(方案1)和現(xiàn)狀開采量(方案2)條件下,淺層與深層地下水位均持續(xù)下降,原深層地下水位降落漏斗逐漸擴(kuò)大,并在研究區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)新的地下水位降落漏斗；減小開采量至等于允許開采量(方案3)時(shí),深淺層地下水位降幅明顯減小,整體地下水位保持穩(wěn)定或略有上升,但處于各含水層集中開采區(qū)的地下水位在預(yù)報(bào)期內(nèi)仍呈略微下降趨勢,其原因?yàn)殚_采井分布過于密集,使局部地下水量為負(fù)均衡所致。針對上述情況提出研究區(qū)地下水合理開發(fā)利用與保護(hù)對策。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：P641.8
【圖文】：

降雨量大幅下降，僅為17Omm。研究區(qū)降雨主要在秋冬季節(jié)，從9月份到次年的3月，占全年降雨量的90%;旱季通常為4一8月(圖2.6)。受干旱氣候條件的影響，研究區(qū)年蒸發(fā)量大，為2400一3900mm(圖2.7)。同降雨量

主要沿著干谷的河床分布，巖性組成主要是未膠結(jié)的，細(xì)粒和粗粒的砂、礫石。其巖性組成不一致，主要取決于河床的巖石類型。該沉積物的厚度變化較大，但通常為1一sm。研究區(qū)內(nèi)典型鉆孔柱狀圖見圖2.10。

圖2.11研究區(qū)斷層分布圖1)Fl。該斷層的走向?yàn)?230，發(fā)育在始新世地層內(nèi)。斷層的兩盤分別為AIJirshimah地層。巖性為灰?guī)r，泥灰質(zhì)灰?guī)r，泥灰?guī)r。2)F2。斷層走向?yàn)?8“，沿叭厄diBay河谷分布。此斷層發(fā)育在始新世Bishimah。巖性為砂質(zhì)灰?guī)r、泥灰質(zhì)灰?guī)r與泥灰?guī)r。3)F3、FS。該斷層的走向?yàn)?380，發(fā)育在始新世Bishimah地層內(nèi)部。巖性為砂泥灰質(zhì)灰?guī)r與泥灰?guī)r。4)F4、F6。該斷層的走向?yàn)?17“，發(fā)育在始新世內(nèi)，一部分發(fā)育在AIJir地層分在Bishimah地層。巖性為灰?guī)r，泥灰質(zhì)灰?guī)r，泥灰?guī)r。地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的建立本次地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的建立采用GMS6.0(GroundwaterModelingSystem)軟件，迄今為止功能最齊全的地下水模擬軟件包之一。依據(jù)利比亞農(nóng)業(yè)中央研究處所提年的研究區(qū)地質(zhì)剖面圖與1:100000地質(zhì)圖以及深層地質(zhì)鉆孔資料，將其數(shù)字化

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2783444