本文關(guān)鍵詞：石家莊平原區(qū)地下水流場(chǎng)演變特征與尺度效應(yīng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石家莊平原區(qū)是我國(guó)小麥主產(chǎn)高產(chǎn)區(qū),也是華北平原淺層地下水超采最為嚴(yán)重地區(qū),氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)地下水流場(chǎng)變化都有明顯影響。自1972年發(fā)生區(qū)域性特大干旱以來,該區(qū)地下水開采量不斷增大,累計(jì)超采量已超過180億m3,地下水位埋深已由20世紀(jì)60、70年代的10-15m,下降至目前的25-50m,地下水流場(chǎng)已由自然狀態(tài)演變?yōu)椤白匀?社會(huì)”二元影響狀態(tài),縱向徑流不斷減緩,垂向水分通量交換不斷增強(qiáng),對(duì)當(dāng)?shù)毓┧踩a(chǎn)生明顯影響。因此,開展本研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。 本文采用水循環(huán)理論和小波變換、地下水系統(tǒng)水量平衡及相關(guān)分析等研究方法,基于石家莊平原區(qū)近50年來氣象、水文、農(nóng)業(yè)灌溉和地下水動(dòng)態(tài)相關(guān)資料,以及應(yīng)用MPI-ESM-MR大氣環(huán)流模式預(yù)測(cè)2011-2060年期間降水量和氣溫等數(shù)據(jù),開展了石家莊平原區(qū)地下水流場(chǎng)演變特征及其時(shí)間尺度效應(yīng)研究,揭示了該區(qū)地下水流場(chǎng)演變與氣候變化和人類活動(dòng)之間關(guān)系與機(jī)制,預(yù)測(cè)了不同氣候情景下未來50年地下水位變化趨勢(shì)。 主要進(jìn)展和創(chuàng)新研究成果： (1)發(fā)現(xiàn)：近50年以來隨著人類活動(dòng)影響強(qiáng)度變化,石家莊平原區(qū)地下水流場(chǎng)演變呈現(xiàn)4個(gè)階段性特征。①在超采初期,地下水位下降速率0.38m/a。②在地下水漏斗形成階段,地下水位加速下降,達(dá)0.69m/a。③在地下水嚴(yán)重超采階段,地下水位下降進(jìn)一步加劇,平均下降速率1.03m/a。④在地下水壓采嚴(yán)管階段,因采取壓減開采量和嚴(yán)格管理措施,地下水位下降速率明顯減緩,由前期的1.03m/a減小為0.74m/a。 (2)研究表明,石家莊平原區(qū)地下水流場(chǎng)演變存在尺度效應(yīng)。采用1年時(shí)間尺度研究,地下水流場(chǎng)演變階段性較難厘清；采用4-5年、12年或更長(zhǎng)時(shí)間尺度研究,存在地下水流場(chǎng)演變階段性特征不同程度的概化情況。采用2-3年時(shí)間尺度研究,能夠清晰的展現(xiàn)近50年以來石家莊平原區(qū)地下水流場(chǎng)演變過程中各個(gè)階段特征。 (3)通過石家莊平原區(qū)地下水流場(chǎng)演變主導(dǎo)因素識(shí)別研究,查明在1980年(漏斗形成階段)之前,開采等人類活動(dòng)影響強(qiáng)度小于43.45%；在嚴(yán)重超采階段,開采等人類活動(dòng)影響強(qiáng)度達(dá)55.1%；在壓采嚴(yán)管階段,開采等人類活動(dòng)影響強(qiáng)度53.47%。降水量枯豐變化對(duì)地下水流場(chǎng)有明顯影響,1972年以來石家莊地區(qū)降水偏枯頻發(fā),以至超采初期降水量變化影響強(qiáng)度19.19%、漏斗形成階段20.62%、嚴(yán)重超采階段21.19%和壓采嚴(yán)管階段24.30%。 (4)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)降尺度模型、水量平衡原理等研究方法,對(duì)石家莊平原農(nóng)業(yè)區(qū)未來50年現(xiàn)狀氣候條件及大氣環(huán)流模式MPI-ESM-MR下RCP4.5氣候情景地下水流場(chǎng)的演變趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。結(jié)果表明：現(xiàn)狀氣候條件300mm、240mm和210mm三種灌溉強(qiáng)度條件下,未來50年地下水位年均下降幅度分別為1.74m、0.79m和0.41m。RCP4.5氣候情景較現(xiàn)狀氣候條件地下水位的下降幅度有不同程度的縮小,三種灌溉定額條件下分別為1.58m、0.67m和0.33m。
【關(guān)鍵詞】：地下水流場(chǎng) 演變 氣候變化 人類活動(dòng) 影響機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P641.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 研究的目的、意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線18-21
• 1.4 數(shù)據(jù)來源21-22
• 1.5 關(guān)鍵科學(xué)問題與創(chuàng)新點(diǎn)22
• 1.6 修改說明22-24
• 第二章 自然地理與區(qū)域水文地質(zhì)條件24-39
• 2.1 交通與位置24-25
• 2.2 自然地理概況25-28
• 2.3 地質(zhì)及水文地質(zhì)概況28-35
• 2.4 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀35-37
• 2.5 社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況37
• 2.6 小結(jié)37-39
• 第三章 地下水系統(tǒng)源匯項(xiàng)演變特征39-51
• 3.1 地下水系統(tǒng)補(bǔ)給項(xiàng)演變特征39-47
• 3.2 地下水系統(tǒng)排泄項(xiàng)演變特征47-50
• 3.3 小結(jié)50-51
• 第四章 地下水流場(chǎng)演變特征識(shí)別51-75
• 4.1 地下水流場(chǎng)演變尺度效應(yīng)與識(shí)別方法51-63
• 4.2 地下水流場(chǎng)演變階段特征與標(biāo)識(shí)63-69
• 4.3 超采區(qū)地下水流場(chǎng)異變階段特征與標(biāo)識(shí)69-73
• 4.4 小結(jié)73-75
• 第五章 地下水流場(chǎng)演變主導(dǎo)影響因素識(shí)別75-93
• 5.1 地下水流場(chǎng)演變主導(dǎo)影響因素分析75-78
• 5.2 地下水流場(chǎng)演變主導(dǎo)因素影響程度量化識(shí)別78-90
• 5.3 降水變化和人類活動(dòng)耦合影響地下水流場(chǎng)特征90-91
• 5.4 小結(jié)91-93
• 第六章 地下水流場(chǎng)演變機(jī)制93-123
• 6.1 氣溫變化特征及其對(duì)地下水流場(chǎng)演變影響93-96
• 6.2 降水變化特征及其對(duì)地下水流場(chǎng)演變影響96-107
• 6.3 河道干涸及過水量變化對(duì)地下水位影響107-112
• 6.4 人類活動(dòng)對(duì)地下水流場(chǎng)異變影響112-119
• 6.5 農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)地下水流場(chǎng)影響分析119-121
• 6.6 小結(jié)121-123
• 第七章 未來不同氣候情景對(duì)地下水流場(chǎng)演變影響123-140
• 7.1 未來不同氣候情景的建立123-124
• 7.2 未來氣候變化對(duì)作物需水量影響124-130
• 7.3 氣候變化對(duì)地下水補(bǔ)給影響分析130-137
• 7.4 氣候變化對(duì)地下水位變化影響137-139
• 小結(jié)139-140
• 結(jié)論140-143
• 致謝143-144
• 參考文獻(xiàn)144-153
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、攻讀學(xué)位期間的研究成果及公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文153

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：339370