柳江盆地岩溶水系统特征及其地下水流场模拟研究

发布时间：2017-12-10 13:11

  本文关键词：柳江盆地岩溶水系统特征及其地下水流场模拟研究

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【摘要】：柳江盆地位于河北省秦皇岛市北部,以石门寨为中心,总面积约378 km~2,主体构造为柳江向斜,发育寒武系和奥陶系的灰岩含水层,属于秦皇岛应急水源地。前人的区域水文地质和环境地质调查研究对水源地的岩溶发育特征和岩溶水资源条件有了较好的认识,但是对整个柳江盆地岩溶水系统的空间结构、地下水流场及其与地表水的水文关系还不是很清楚。本论文对柳江盆地岩溶水系统的宏观特征和地下水流场进行研究,可以为当地的地下水资源可持续利用和水环境保护提供更多的依据。根据岩溶含水层的出露范围和水力联系,可以将柳江盆地的岩溶水系统划分为4个部分,分别为大石河岩溶水系统、向斜西翼岩溶水系统、东部落岩溶水系统和沙河寨岩溶水系统。其中,大石河岩溶水系统的规模最大,而且它与向斜西翼岩溶水系统具有直接的水力联系,可以合并为一个完整的岩溶水系统,是本文研究的重点。该岩溶水系统面积约122.57 km~2,由寒武系张夏组~凤山组(?2z-?2f)碳酸盐岩夹碎屑岩层状岩溶含水层和奥陶系冶里组~马家沟组(O_(1y)-O_(2m))灰岩、白云岩含水层构成,总厚度超过700 m。这些岩溶含水层在向斜核部被石炭~侏罗系弱透水层覆盖成为承压含水层,在向斜东、西两翼出露成为潜水含水层,在河谷区则被第四系覆盖形成混合结构,溶洞、溶蚀裂隙主要发育在浅表的强径流带。新的水文地质钻探和物探调查表明,大石河东岸的奥陶系灰岩在200~300 m深度也可以发育溶孔和溶蚀裂隙,而大石河的河谷第四系以下灰岩也存在隐伏型强岩溶发育带。这说明深部岩溶水也存在积极循环的条件。本文以盆地周边的地层界线为边界,以GMS软件为工具,建立了柳江盆地重点研究区的地下水流模型,包含3个模拟层,对岩溶含水层、第四系含水层、侏罗系火山岩含水层以及石炭~侏罗系的弱透水层进行处理,采用MODFLOW有限差分法进行三维的区域地下水稳定流模拟。模型以地表水系为控制性的已知水头边界,以井孔观测水位为参数识别依据,最终给出了岩溶水系统的地下水流动方向,而且在此基础上评价了主要岩溶含水层的地下水资源量。模拟结果表明,区域岩溶地下水总体上自北向南流动、在南部则有自西向东流动的趋势,地下水 地表水的交换水量达到6.5′104 m~3/d,约占大石河平均径流量的14%。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P641.134

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本文编号：1274557