【摘要】：瑪納斯河流域地處準(zhǔn)噶爾盆地南緣,流域內(nèi)蒸發(fā)強(qiáng)烈,降水稀少,水資源較為匱乏,水資源是制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)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(guān)系、轉(zhuǎn)化量是流域水資源評(píng)價(jià)中的重要一環(huán),開展地表水與地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系的研究對(duì)于進(jìn)一步揭示流域水循環(huán)模式,進(jìn)行流域水資源量評(píng)價(jià),進(jìn)而制定合理的水資源開發(fā)利用方案具有重要價(jià)值和意義。本文以瑪納斯河流域?yàn)檠芯繀^(qū),在充分分析控制地下水流運(yùn)動(dòng)的地質(zhì)地貌條件及收集和利用已有成果的基礎(chǔ)上,以地下水流系統(tǒng)理論為指導(dǎo),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(jié)合地下水流數(shù)值模擬、水文地球化學(xué)、環(huán)境同位素等多種方法,分析流域水循環(huán)特征,進(jìn)一步揭示不同地貌單元上地表水與地下水的轉(zhuǎn)化關(guān)系。研究的主要成果如下:(1)從流域地質(zhì)地貌條件及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)入手,充分分析前人的研究基礎(chǔ),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(guān)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(bǔ)給地下水,從山間溢出帶到出山口,地下水由于第二排構(gòu)造的阻擋溢出補(bǔ)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(bǔ)給地下水,溢出帶處地下水重新補(bǔ)給河水。在細(xì)土平原河水和地下水之間關(guān)系較為復(fù)雜,但總體趨勢(shì)是地下水補(bǔ)給河水。在氣候變化和人類活動(dòng)的影響下,流域地表水-地下水的轉(zhuǎn)化范圍擴(kuò)大,轉(zhuǎn)化關(guān)系更加復(fù)雜。(2)利用地下水流數(shù)值模擬技術(shù)分析了流域地表水-地下水轉(zhuǎn)化的動(dòng)力學(xué)過程。結(jié)果表明,從南部山間洼地到尾閭湖,共發(fā)育3個(gè)局部水流系統(tǒng)、一個(gè)中間水流系統(tǒng)及一個(gè)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(xué)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(shì),河水水化學(xué)類型總體演化趨勢(shì)為由山間洼地的HCO_3·SO_4-Ca型演化為細(xì)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(xué)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(xué)成分的演化揭示了地下水在流動(dòng)過程中所受的水文地球化學(xué)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(xì)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(xì)土平原的河水偏離當(dāng)?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(xì)土平原時(shí)經(jīng)歷了較強(qiáng)的蒸發(fā)作用,下游河水蒸發(fā)比例高達(dá)17.36%~30.43%。水化學(xué)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(bǔ)給徑流區(qū),山間洼地靠近出山口地段、溢出帶開始至細(xì)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(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：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(bǔ)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(guān)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(shù)路線根據(jù)本文的研究目標(biāo)，采用文獻(xiàn)查閱、野外調(diào)查、數(shù)據(jù)分析集及數(shù)值模擬等手段對(duì)流域地表水與地下水關(guān)系進(jìn)行了分析，本文采用的技術(shù)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(zhǔn)噶爾盆地南緣，地理坐標(biāo)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(gè)團(tuán)場(chǎng)、瑪納斯縣及所屬 10 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、第六師新湖總場(chǎng)（除六分場(chǎng)）、沙灣縣的 5 個(gè)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(jì)較為發(fā)達(dá)，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(dá)克拉瑪依和伊寧市至霍爾果斯口岸。

長安大學(xué)碩士學(xué)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(qiáng)的時(shí)空差異性，由南到北流域的降雨量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)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(dá) 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(xiàn)】

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本文編號(hào)：2786018