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南康盆地地下水资源防海水入侵开采方案研究

作　者: 王文君
导　师: 郭纯青
学　校: 桂林理工大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 地下水海水入侵南康盆地 GMS 数值模拟
分类号: P641.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 33次
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内容摘要

目前，社会经济迅猛发展，人们对水资源保护意识薄弱以及对水资源开发利用不合理，使得淡水资源的供需矛盾日益突出。近年来，中国及其它国家的一些滨海地区，由于地下水的超量开采，海水入侵日益严重，导致淡水资源遭到了严重的破坏，人类的健康和经济的发展也受到威胁。为控制海水入侵的进一步恶化，在控制地下水开采量的基础上，己探讨出许多行之有效的防治措施，治理效果比较显著。北海市南康盆地地下水开采历史悠久，地下水是当前城乡生活用水、工矿企业的工业用水及井灌农业用水的主要水源。随着城市和经济的发展，用水量增长迅速，曾因地下水超采，南康盆地西部市辖区海岸带地下水水位降落漏斗范围持续扩大，部分降落漏斗0m等水位线越出海岸线，导致海水入侵。本文针对海水入侵这一环境地质问题，基于GMS软件，对南康盆地第Ⅰ、Ⅱ承压孔隙含水层地下水流进行模拟，以防海水入侵为出发点，拟定南康盆地第Ⅰ、Ⅱ承压孔隙含水层地下水优化开采方案。研究内容主要包括以下3个方面：（1）阐述南康盆地水文地质条件，介绍南康盆地地下水埋藏条件、循环特征、动态类型、化学特性及地下水开采现状及存在问题。（2）建立南康盆地地层三维立体模型，对各孔隙含水层及其底部隔水层的基本特征进行论述，以此为基础，结合地下水流系统水文地质条件的概化原则，确定南康盆地孔隙含水层的模拟层、边界条件以及水文地质参数分区等，从而构建与完善其水文地质概念模型。随后，分析南康盆地孔隙含水层的防海水入侵功能，为后续建立防海水入侵的地下水开采方案研究提供基础。（3）运用GMS中的MODFLOW进行南康盆地第Ⅰ、Ⅱ承压孔隙含水层地下水数值模拟，模拟期为1995年8月到2010年10月，将模拟结果与实测结果进行对比分析。同时构建BP神经网络模型，与MODFLOW的预测结果对比。根据未来不同的降水情况，拟定5种情况预测2020年南康盆地第Ⅰ、Ⅱ承压孔隙含水层地下水水位，提出防海水入侵的地下水开发方案，为水行政主管部门科学地管理海水入侵区的地下水资源，合理地制定地下水的可持续开发利用方案提供科学的依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章引言  9-19
  1.1 背景及意义  9
  1.2 地下水数值模拟国内外研究现状  9-14
  1.3 海水入侵国内外研究现状  14-15
  1.4 主要研究内容、方法与手段  15-18
    1.4.1 研究内容  15-16
    1.4.2 拟解决的关键问题  16
    1.4.3 研究方法与技术路线  16-17
    1.4.4 主要创新点  17-18
  1.5 小结  18-19
第2章南康盆地自然地理及地质概况  19-29
  2.1 自然地理概况  19-25
    2.1.1 地理位置  19-20
    2.1.2 气象  20-22
      2.1.2.1 气温  20
      2.1.2.2 降水  20
      2.1.2.3 蒸发  20-21
      2.1.2.4 热带气旋  21
      2.1.2.5 潮汐  21-22
    2.1.3 水文  22-24
    2.1.4 社会经济  24-25
  2.2 区域地质背景  25-28
    2.2.1 地形地貌  25-27
    2.2.2 地层岩性  27-28
    2.2.3 基底构造  28
  2.3 小结  28-29
第3章南康盆地水文地质条件  29-47
  3.1 地下水埋藏条件  29-31
  3.2 含水层特性  31-42
    3.2.1 松散岩类孔隙水含水层  31
    3.2.2 其它含水层  31-33
    3.2.3 含水层富水性  33-34
    3.2.4 地下水循环特征  34-36
    3.2.5 地下水动态  36-37
    3.2.6 潜水孔隙含水层地下水化学类型及水质评价  37-42
  3.3 地下水开采现状及存在问题  42-45
    3.3.1 地下水开采现状  42-43
    3.3.2 地下水污染  43
    3.3.3 地下水水位降落漏斗  43-45
  3.4 小结  45-47
第4章南康盆地水文地质概念模型及滨海地下水库特征分析  47-65
  4.0 GMS 软件简介  47-48
  4.1 基于 GMS 的地层三维立体模型  48-56
    4.1.1 含水层空间分布特征  48-49
    4.1.2 地层三维立体模型中的地层概化  49
    4.1.3 地层三维立体模型  49-56
  4.2 水文地质概念模型  56-61
    4.2.1 模拟层确立  57
    4.2.2 边界条件概化  57-58
    4.2.3 含水介质与水流特性概化  58
    4.2.4 水文地质参数分区  58-61
  4.3 南康盆地孔隙含水层的防海水入侵功能  61-63
    4.3.1 南康盆地孔隙含水层地下水与海水可能存在的联系方式  61-62
    4.3.2 南康盆地孔隙含水层的防海水入侵功能  62-63
    4.3.3 南康盆地防海水入侵功能缺陷地段分析  63
  4.4 滨海地下水库特征分析  63-64
    4.4.1 蓄水条件  63
    4.4.2 库区边界  63-64
    4.4.3 导水系统和含水系统  64
  4.5 小结  64-65
第5章南康盆地地下水水流数值模拟及防海水入侵开采方案研究  65-89
  5.1 地下水水流数学模型  65-69
    5.1.1 数学模型的建立  65-66
    5.1.2 数学模型的求解  66-67
    5.1.3 GMS 模型求解  67-68
    5.1.4 空间的离散  68
    5.1.5 时间的离散  68-69
    5.1.6 汇源项的确定  69
  5.2 模型的识别  69-75
    5.2.1 初始流场的确定  70
    5.2.2 模型识别  70-73
    5.2.3 模型验证  73-75
  5.3 地下水水流神经网络模拟  75-81
    5.3.1 BP 神经网络的基本原理  75-77
    5.3.2 隐含层神经元个数的确定  77-79
    5.3.3 模型数据的归一化处理  79-80
    5.3.4 网络的训练  80-81
  5.4 防海水入侵地下水开采预测分析  81-87
    5.4.1 模拟预测方案和结果  81-86
    5.4.2 地下水预测结果分析  86-87
  5.5 小结  87-89
第6章结论与建议  89-92
  6.1 结论  89-90
  6.2 不足与建议  90-92
致谢  92-93
参考文献  93-96
个人简历  96

南康盆地地下水资源防海水入侵开采方案研究

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