【摘要】：瑪納斯河流域地處準噶爾盆地南緣,流域內(nèi)蒸發(fā)強烈,降水稀少,水資源較為匱乏,水資源是制約當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和影響城鎮(zhèn)居民生產(chǎn)生活的重要因素。而地表水與地下水的轉(zhuǎn)化關系、轉(zhuǎn)化量是流域水資源評價中的重要一環(huán),開展地表水與地下水轉(zhuǎn)化關系的研究對于進一步揭示流域水循環(huán)模式,進行流域水資源量評價,進而制定合理的水資源開發(fā)利用方案具有重要價值和意義。本文以瑪納斯河流域為研究區(qū),在充分分析控制地下水流運動的地質(zhì)地貌條件及收集和利用已有成果的基礎上,以地下水流系統(tǒng)理論為指導,通過綜合分析法探討流域地表水與地下水轉(zhuǎn)化的基本格局。結合地下水流數(shù)值模擬、水文地球化學、環(huán)境同位素等多種方法,分析流域水循環(huán)特征,進一步揭示不同地貌單元上地表水與地下水的轉(zhuǎn)化關系。研究的主要成果如下:(1)從流域地質(zhì)地貌條件及構造運動入手,充分分析前人的研究基礎,明確了天然條件下和環(huán)境變化條件下流域內(nèi)地表水與地下水的轉(zhuǎn)化關系。地質(zhì)地貌條件控制了流域地表水-地下水轉(zhuǎn)化的基本格局,從南部山間洼地到北部的尾閭湖,地表水與地下水多次轉(zhuǎn)化。在山間洼地,地表水與地下水發(fā)生了兩次轉(zhuǎn)化,從肯斯瓦特到山間溢出帶地段,河水滲漏補給地下水,從山間溢出帶到出山口,地下水由于第二排構造的阻擋溢出補給河水。在沖洪積扇河水與地下水脫節(jié),河水通過較厚的包氣帶滲入到潛水面補給地下水,溢出帶處地下水重新補給河水。在細土平原河水和地下水之間關系較為復雜,但總體趨勢是地下水補給河水。在氣候變化和人類活動的影響下,流域地表水-地下水的轉(zhuǎn)化范圍擴大,轉(zhuǎn)化關系更加復雜。(2)利用地下水流數(shù)值模擬技術分析了流域地表水-地下水轉(zhuǎn)化的動力學過程。結果表明,從南部山間洼地到尾閭湖,共發(fā)育3個局部水流系統(tǒng)、一個中間水流系統(tǒng)及一個區(qū)域水流系統(tǒng)。局部水流系統(tǒng)地下水徑流較快,徑流速度1m/d,地下水年齡小于50年;中間水流系統(tǒng)地下水徑流條件減慢,徑流速度0.1-1m/d,地下水年齡在50-20000年之間;區(qū)域水流系統(tǒng)地下水循環(huán)速度慢,徑流速度0.1m/d,地下水年齡大于20000年。(3)隨著地貌單元的變化,瑪納斯河流域地表水與地下水的水化學類型及特征具有明顯的空間變異性。從山間洼地到尾閭湖,河水和潛水的TDS總體呈沿程增加的趨勢,河水水化學類型總體演化趨勢為由山間洼地的HCO_3·SO_4-Ca型演化為細土平原的SO_4·Cl-Na型,最后到瑪納斯湖演化為Cl-Na型水。潛水的水化學類型由SO_4·HCO_3-Ca型演化為HCO_3·SO_4-Ca型,再逐漸演化為SO_4·Cl-Na(Na·Ca)型和Cl·SO_4-Na型。地下水化學成分的演化揭示了地下水在流動過程中所受的水文地球化學作用,其中沖洪積扇和溢出帶潛水主要受巖石溶濾作用控制,細土平原潛水則主要受蒸發(fā)濃縮作用控制,承壓水主要受巖石溶濾作用控制。(4)同位素特征表明,瑪納斯河流域河水和地下水起源于南部高山區(qū)大氣降水及冰雪融水,但流域內(nèi)下游細土平原的河水偏離當?shù)卮髿饨邓�,與降水線呈一定夾角,說明瑪納斯河河水流經(jīng)下游細土平原時經(jīng)歷了較強的蒸發(fā)作用,下游河水蒸發(fā)比例高達17.36%~30.43%。水化學和同位素的空間演化特征表明,山間洼地上游和山前沖洪積扇為全區(qū)的補給徑流區(qū),山間洼地靠近出山口地段、溢出帶開始至細土平原為地下水的排泄區(qū),河水與潛水水力聯(lián)系較為緊密,不斷發(fā)生轉(zhuǎn)化,承壓水與河水聯(lián)系較弱。
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P592;P641;P343
【圖文】：

第一章 緒論（4）根據(jù)地表水與地下水體的同位素信息掌握水體的補給來源，根據(jù)不同水體的同位素值的沿程變化確定地表水與地下水的轉(zhuǎn)化關系，所受的蒸發(fā)作用等，并利用放射性3H 和14C 確定地下水年齡和更新速率。1.3.2 技術路線根據(jù)本文的研究目標，采用文獻查閱、野外調(diào)查、數(shù)據(jù)分析集及數(shù)值模擬等手段對流域地表水與地下水關系進行了分析，本文采用的技術路線如圖 1.1 所示。

第二章 研究區(qū)概況2.1 自然地理概況2.1.1 交通地理位置瑪納斯河流域位于天山北麓，準噶爾盆地南緣，地理坐標為北緯 43°26′～45°20′，東經(jīng) 84°56′～86°24′(圖 2.1)。流域地處歐亞大陸腹地，南部的天山山脈依連哈比爾尕山為其發(fā)源地，以尾閭湖瑪納斯湖為其北部邊界，東西則分別以塔西河和巴音溝河為界，總流域面積 2.67 萬 km2。行政范圍包含石河子市、第八師所屬的 10 個團場、瑪納斯縣及所屬 10 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、第六師新湖總場（除六分場）、沙灣縣的 5 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和克拉瑪依市小拐鄉(xiāng)。流域內(nèi)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟較為發(fā)達，有六大主要灌區(qū)。盡管地處西北內(nèi)陸地區(qū)，但瑪納斯河流域的交通條件極為便利，連通歐亞大陸的北疆鐵路、連霍(G30)高速公路、國道 G312 線從東到西橫穿瑪納斯縣、石河子市和沙灣縣，東到首府烏魯木齊，向西經(jīng)奎屯市可達克拉瑪依和伊寧市至霍爾果斯口岸。

長安大學碩士學位論文.2 氣象條件由于地處歐亞大陸中心地帶，瑪納斯河流域具有典型的大大陸性氣候特征。流降水量分布呈現(xiàn)很強的時空差異性，由南到北流域的降雨量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢南部高山區(qū)的大于 700m 降低到沙漠邊緣及下游沖洪積平原 150mm 左右。降水量間上的分布也具有不均勻性，春夏季、秋冬季的降水分別占全年降水量的 67%和%（圖 2.2）。流域內(nèi)降水稀少，但蒸發(fā)量極大。渠首肯斯瓦特站多年平均蒸發(fā)量70.4mm，山前地帶的石河子市蒸發(fā)量為 1529.8mm，靠近沙漠邊緣的莫索灣蒸發(fā)達 1944.0mm。蒸發(fā)量在年內(nèi)呈現(xiàn)出夏季大，冬季小的特征，夏季（6～8 月）蒸占年蒸發(fā)量的 43～52%，冬季（12～2 月）蒸發(fā)量僅占年蒸發(fā)量的 2～8%。

【參考文獻】

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本文編號：2786018