【摘要】： 全球25%人口的生活用水、農業(yè)用水和工業(yè)用水基本都依賴巖溶地下水。中國是喀斯特發(fā)育最好的國家之一,全球大約1/4的巖溶面積分布在中國,若按碳酸鹽巖的分布面積統(tǒng)計,包含地下埋藏,約占中國國土面積1/3,巖溶地下水資源儲量占我國地下水資源總量的23%。 中國北方地區(qū)工農業(yè)生產及居民生活的主要供水水源取自巖溶地下水。特別在我國華北地區(qū),巖溶含水層面積廣大,地下水存儲量大且流量穩(wěn)定,對該地區(qū)的國民經(jīng)濟建設,有著十分重要的作用。近些年來,人們對巖溶含水層的研究不斷增加。由于巖溶含水層對其所處的環(huán)境變化的響應十分敏感,因此作為主要的信息載體,巖溶泉的變化也間接地反映出氣候變化和人類活動的作用程度。 最近幾十年來,我國北方地區(qū)許多巖溶泉流量呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢。然而,該地區(qū)居民賴以生存的生產生活用水主要來源于巖溶地下水。巖溶地下水資源的日益衰減,直接導致該地區(qū)水資源緊張,甚至對該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展產生影響。因此,分析引起我國北方地區(qū)巖溶泉流量下降的主要原因,將影響泉水流量變化的兩個因素,氣候變化和人類活動對巖溶泉的作用過程分別模擬出來,分析巖溶泉流量對這兩個因素的分別響應過程,更能為巖溶地下水的可持續(xù)開發(fā)利用以及區(qū)域地下水規(guī)劃保護提供科學,有針對性地依據(jù)。 本文選擇的研究對象是中國北方地區(qū)最大的巖溶大泉—娘子關泉。通過資料分析,在1957-1978年這段時期內,娘子關泉流量基本上處于無人為因素干擾的自然狀態(tài)。因此,我們利用1978年以前的娘子關泉流量數(shù)據(jù),建立氣候變化條件下泉水流量的灰色系統(tǒng)GM(1,1)分解模型,將該模型外推,模擬出1979-2006年氣候變化條件下的泉水流量數(shù)據(jù),與同期實測流量數(shù)據(jù)相比較,得到了人類活動對泉水流量衰減的貢獻。結果表明,在1979-2006年這段時間內,氣候的變化引起泉水流量衰減量為2.30m~3/s,人類活動影響引起泉水流量衰減量為2.07-3.05 m~3/s。在娘子關泉域,人類活動造成的泉水流量衰減量大于氣候因素作用于泉水流量引起的衰減量。因此,相對于氣候因素,人類活動對娘子關泉域的水文狀況的影響是不容忽視的。在人類活動對泉水流量的影響中,地下水開采量僅占到其中的10%-50%;其他因素包括泉域修建水利設施、周邊地區(qū)地下水開采、采礦伴隨的礦坑排水、森林植被的破壞等等,這些因素對泉水流量衰減的貢獻占到50%-90%。因此可以看出,傳統(tǒng)的單純以地下水開采量作為人類活動對泉水的影響是不合理的。本文將灰色系統(tǒng)理論應用于地下水研究中,成功地將氣候變化和人類活動對泉水流量的影響過程分別模擬出來,揭示了泉水流量對氣候變化及人類活動的分別響應過程,為巖溶地下水的可持續(xù)開發(fā)利用以及區(qū)域地下水規(guī)劃保護提供科學,針對性地依據(jù)。
【學位授予單位】：山西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：P641.134;N941.5

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本文編號：2641009