【摘要】：涇惠渠灌區(qū)是一個(gè)自涇河自流引水、灌排結(jié)合、渠井雙灌，以農(nóng)業(yè)灌溉為主的大型水利工程，灌區(qū)在1932年6月建成并通水。伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)等的發(fā)展，人們對(duì)水資源數(shù)量和質(zhì)量上的要求不斷升高，但是地下水開(kāi)采的過(guò)度問(wèn)題卻成了導(dǎo)致了關(guān)于地下水的諸多環(huán)境問(wèn)題的主要問(wèn)題。因而，對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的研究顯得尤為重要，因此必需將其提升到國(guó)民發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的安全問(wèn)題高度。 根據(jù)本次研究，收集了國(guó)內(nèi)外關(guān)于地下水?dāng)?shù)值模擬方面的的諸多資料，在對(duì)前人研究方法上進(jìn)行總結(jié)并對(duì)自己小論文的擴(kuò)展的基礎(chǔ)上，最終將涇惠渠作為主要研究區(qū)域。首先對(duì)研究區(qū)域的水文地質(zhì)條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、地下水動(dòng)態(tài)實(shí)測(cè)資料、源匯項(xiàng)資料以及邊界條件、灌區(qū)水質(zhì)等條件分析進(jìn)行了搜集并分析，進(jìn)而闡明研究區(qū)域的地下水動(dòng)態(tài)類型、補(bǔ)排關(guān)系及影響因素。緊接著建立水文地質(zhì)概念模型。建立概念模型時(shí)，首先必須要對(duì)研究區(qū)域的水文地質(zhì)條件和邊界條件等資料進(jìn)行概化，利用Arcgis9.3軟件繪制研究區(qū)控制范圍圖的矢量圖，從而才能導(dǎo)入到地下水?dāng)?shù)值模擬軟件Visual MODFLOW中，通過(guò)已有資料建立地下水三維數(shù)值模型，再通過(guò)模型的迭代計(jì)算出適合該研究區(qū)域的水文地質(zhì)參數(shù)，最后，再通過(guò)模型的迭代計(jì)算出適合該研究區(qū)的水文地質(zhì)參數(shù)，最后根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際環(huán)境，假定出兩種合理方案并進(jìn)行模擬，并選出合理方案以此來(lái)建立合理評(píng)價(jià)和量化地下水資源及可持續(xù)利用的方法、調(diào)控方式和指標(biāo)體系，為流域水資源優(yōu)化配置和綜合利用提供決策支持。假定兩種不同的情景方案，對(duì)2014年的地下水位進(jìn)行預(yù)測(cè)。 本次研究的主要內(nèi)容以及結(jié)果大致分為以下幾方面： （1）首先對(duì)灌區(qū)地下動(dòng)態(tài)類型進(jìn)行了劃分。天然條件下，研究區(qū)地下水總體可歸為降雨入滲補(bǔ)給—徑流排泄型，但由于近些年人類活動(dòng)的影響較大，地下水動(dòng)態(tài)與人類活動(dòng)反映出較大的聯(lián)系，綜上所述，灌區(qū)內(nèi)地下水動(dòng)態(tài)變化可以劃分為三種類型：灌溉降雨補(bǔ)給—開(kāi)采排泄型、灌溉降雨補(bǔ)給—徑流排泄型和灌溉降雨補(bǔ)給—蒸發(fā)徑流排泄型。這三種地下水動(dòng)態(tài)類型相互轉(zhuǎn)化，其轉(zhuǎn)化條件既和降水等自然要素相連帶，還和灌溉、開(kāi)采等人為因素有關(guān)，但總體上來(lái)說(shuō)，在降雨入滲的基礎(chǔ)上，灌溉與開(kāi)采是決定地下水動(dòng)態(tài)的主要因素。 （2）對(duì)研究區(qū)的地下水動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行了分析。為了較全面分析涇惠渠灌區(qū)地下水的變化規(guī)律，首先要對(duì)地下水動(dòng)態(tài)類型進(jìn)行分析，灌區(qū)可以分為兩個(gè)階段，一個(gè)是灌區(qū)建設(shè)前，一個(gè)是灌區(qū)建立后。這樣的依據(jù)主要是考慮到人工補(bǔ)給在灌區(qū)的重要性。其次收集研究區(qū)數(shù)據(jù)，利用ArcGIS地統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)對(duì)灌區(qū)地下水1984、2002及2009年三年埋深數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)和水質(zhì)資料進(jìn)行分析，QQ圖中，1984年數(shù)據(jù)中有個(gè)別刷光值，之后有必要對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，擬合程度最好的是2009年，Voronoi圖中1984年與2009年較2002年白色區(qū)域都多，其中在三原縣的東北方向上，均出現(xiàn)了離群值，據(jù)分析調(diào)查知離群井點(diǎn)數(shù)據(jù)均屬于埋深較淺的數(shù)據(jù)，與當(dāng)?shù)毓喔扔嘘P(guān)，其余離群值經(jīng)調(diào)查亦不屬于故不屬于剔除范疇。對(duì)1984、2002,2008及2009年水位分析，可以得到?jīng)荜?yáng)縣大部分區(qū)域地下水埋深較深，而富平縣及臨潼區(qū)埋深較淺。水位逐年在下降，涇陽(yáng)縣、三原縣清浴河附近變化最明顯，而且地面出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，地下水漏斗逐漸擴(kuò)大，潛水埋深較淺的部位在急劇縮小，但2002年深色區(qū)域反而較1984年多，灌區(qū)水位的總體趨勢(shì)在下降。 （3）對(duì)灌區(qū)地下水動(dòng)態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。用過(guò)以上程序?qū)芑萸鄥^(qū)資料進(jìn)行了整理，隨后利用Visual MODFLOW軟件建立與水文地質(zhì)概念模型相對(duì)應(yīng)的地下水?dāng)?shù)學(xué)模型，利用較為完整的2008年和2009年地下水位作為初始水位建模，并進(jìn)行模型識(shí)別與檢驗(yàn)。結(jié)果顯示實(shí)測(cè)和模型模擬的地下水位的總趨勢(shì)基本相同，但是對(duì)于富平縣、高陵縣與三原縣交匯處這些地區(qū)模型的模擬結(jié)果和實(shí)測(cè)值的誤差比較大，尤其是靠近309、305和208這幾口觀測(cè)井的附近區(qū)域變化很大，富平縣208號(hào)井附近由于資料相對(duì)較少，因而對(duì)總體趨勢(shì)的影響就相對(duì)交大，故其誤差就很大。灌區(qū)地下水模擬模型模擬的地下水位與實(shí)測(cè)水位的趨勢(shì)基本相同，地下水流場(chǎng)和實(shí)測(cè)流暢基本相似，模擬值和實(shí)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.69以上，表明模型模擬精度較好，可以用于未來(lái)模擬。這就最終表現(xiàn)為模型模擬的地下水流場(chǎng)和實(shí)測(cè)地下水流場(chǎng)在圖形上基本相似。 （4）提出不同方案方式，模擬不同情景下研究區(qū)域地下水位變化趨勢(shì)及動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)。針對(duì)確定的模型并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際資料，假設(shè)兩種不同匯源項(xiàng)調(diào)控方案，將給定的地下水匯源項(xiàng)水量加入經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的數(shù)值模型中，對(duì)2014年預(yù)測(cè)地下水位的變化趨勢(shì)，并提出地下水合理開(kāi)采模式。結(jié)果顯示，在這兩種不同的假定條件下，研究區(qū)域的地下水流場(chǎng)總體上沒(méi)有發(fā)生變化，但方案一預(yù)測(cè)出的水位比方案二高，方案二水位明顯較2009年下降。總體而言，兩種方案地下水的變化趨勢(shì)還是基本一致的，只是方案一的地下水埋深較淺，故不管哪種方案，地下水的總體趨勢(shì)是一直降低的，，方案二較方案一下降的幅度稍大，但總體幅度不是很大，灌區(qū)地下水位的下降得到了有效地控制。
【圖文】：

涇惠渠灌區(qū)是一個(gè)從涇河自流引水的大(II)型灌區(qū)，是一個(gè)自涇河自流引水、、渠井雙灌，以農(nóng)業(yè)灌溉為主的大型水利工程，是由我國(guó)近代水利大師李儀祉修建，于 1932 年通水。它的前身為我國(guó)古代三大水利工程之一的鄭國(guó)渠，于6 月建成通水的灌區(qū)。涇 惠 渠 灌 區(qū) 位 于 陜 西 關(guān) 中 平 原 中 部 ， 東 經(jīng) 108°34′34″~109°21′35″ ， 25′20″~34°41′40″，灌區(qū)東西長(zhǎng)約 70km，南北寬約 20km，總面積為 1180km2。自西北向東南傾斜，海拔高程為 350~450m，坡降一般為 3.33%~1.66%，其平致 2.5%左右，地面及地下徑流排泄條件較為良好，地下水潛水平均埋深約為 15埋深 40.5m，最小埋深 5.0m，第四季河流沖擊成的黃土狀亞粘土灌區(qū)廣為分布然容重約為 1.4~1.6kg/m3，空隙率約為 40%~50%，土壤物理性狀良好，是典平原灌區(qū)，區(qū)內(nèi)各河均屬于黃河流域渭河水系，主要有涇河、清峪河、濁峪河，分別于灌區(qū)中下游匯入渭河。（周曉光 2009）（見(jiàn)圖 2-1）設(shè)施灌溉面積 145有效灌溉面積 131.9 萬(wàn)畝，灌溉著西安、咸陽(yáng)、渭南三市的涇陽(yáng)、三原、高陵閻良、富平六個(gè)縣（區(qū)），48 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，597 個(gè)行政村的耕地，灌區(qū)總?cè)丝?120 萬(wàn)鋒剛 2012）

分別為 1、6、11、16、21、26 日，并記錄所觀測(cè)的動(dòng)態(tài)資料，地下水井位觀測(cè)孔分布覆蓋整個(gè)區(qū)域，見(jiàn)圖4-1。圖 4-1 涇惠渠灌區(qū)井孔分布圖Fig. 4-1 Hole distribution were computed.in canal irrigation district21
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S273.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2659431