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民勤盆地地下水时空格局分析及数值模拟研究

作　者: 张艳林
导　师: 马金辉
学　校: 兰州大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 民勤盆地地下水时空格局地下水数值模拟
分类号: P641.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

民勤盆地是典型的荒漠绿洲。历史上是一个水草丰盛、环境优美的地方。近几十年来,特别是进入70年代后,民勤绿洲大量开采地下水,地下水位急剧下降,引发了湖泊萎缩、干涸,天然植被枯萎死亡,土地沙漠化等一系列生态问题。目前这些问题已成为制约当地社会经济可持续发展的重要瓶颈,严重危害绿洲的生存。对民勤盆地地下水的时空动态规律及其均衡要素进行定量研究,不仅在地下水资源规划、利用及预测方面具有管理意义,而且对于恢复盆地生态具有科学指导意义。本文首先以地统计空间分析技术为平台,利用1999-2008年10年地下水位动态观测资料,对民勤盆地地下水位的时空格局进行了分析和研究,并探讨了10年来地下水位的空间异质性;在此基础上,选取2003-2008年的观测数据,再结合地质、水文地质调查资料,以月为时间步长,分析进行水资源各均衡要素,并对盆地地下水流场进行数值模拟,进而对民勤盆地地下水资源做出定量评价。通过研究,本文得出以下主要结论:1.1999-2008年10年来民勤盆地地下水埋深下降剧烈,集中下降区域不断扩大,地下水漏斗区逐年扩大,并有与附近漏斗区融合的趋势。1999年地下水位最小埋深为2.26m,最大埋深为27.14m,平均埋深为13.86m,2008年最小埋深为3.55m,最大埋深为31.19m,平均埋深为17.29m。埋深大的区域面积逐年扩大,埋深小的区域面积逐年减少。地下水位埋深大于21m的区域面积从1999年的6.94%增至2008年的39.75%,小于16m的区域面积比从1999年的67%减少到2008年的30.65%。不同区域地下水位下降幅度有所不同,人类活动集中绿洲平原中心区地下水位下降幅度大,平均降幅5-6m,最大降幅达9m左右。绿洲边缘的荒漠区和沙漠边缘地区,地下水位降幅小,平均降幅2-3m之内。总体看来狼坡泉山上游地下水位下降明显,湖区及盆地南缘地下水位下降幅度较小。2.1999-2008年期间地下水位埋深的空间相关性逐年增大,其结构性也逐年增强,影响地下水位埋深的随机性因素略有下降。人类活动对地下水位的影响已经不再表现为随机性,越来越呈结构性。随着地下水的持续超采,地下水位大范围下降,区域性漏斗已经形成并持续扩大,地下水总的空间异质性和最大相关距离都在增大,导致盆地内地下水资源连通性和脆弱性增加。3.文章建立了民勤盆地的地下水流数值模型,较好的刻画了盆地的水文地质条件及地下水位动态,并获得了研究区地下水流场的基本构架,反映了宏观条件下地下水位的变化趋势。根据计算结果,民勤盆地2003-2008年的平均补给量为17615.36241×10~4m~3,平均排泄量为43544.79×10~4m~3,平均每年超采量为25929.43×10~4m~3。其中民勤盆地降水补给量大约105.4×10~4m~3/a,边界流入量大约为32334477.33m~3/a,03-08年石羊河年平均来水量大约为1亿方左右,民勤盆地天然补给量即水资源可开采量为132334582.7310×10~4 m~3/a。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 研究背景及意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-15
  1.3 研究内容与技术路线  15-17
第二章研究区概况  17-27
  2.1 研究区自然概况  17-19
  2.2 社会经济概况  19
  2.3 水文水资源概况  19-23
  2.4 民勤盆地水文地质概况  23-27
第三章民勤盆地地下水时空格局分析  27-41
  3.1 原理  28-29
  3.2 数据说明  29-30
  3.3 结果分析  30-38
  3.4 本节问题  38-39
  3.5 小结  39-41
第四章民勤盆地地下水数值模拟研究  41-67
  4.1 前言  41-42
  4.2 数值模拟原理介绍  42-46
  4.3 民勤盆地地下水数值模拟  46-65
  4.4 小结  65-67
第五章结论与展望  67-70
  5.1 结论  67-69
  5.2 问题及展望  69-70
参考文献  70-75
致谢  75-76

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