银川平原地下水动态特征及地下水年龄分布特征研究

发布时间：2018-12-12 18:11

【摘要】：本研究选取银川平原中部、南部、北部的三条典型剖面,运用MODFLOW模拟计算剖面的地下水水流模型,在水流模型基础上构建地下水~(14)C溶质运移模型,结合剖面上放射性同位素3H、~(14)C浓度从剖面层次上对地下水循环系统的循环特征、补径排特征以及地下水年龄特征展开分析。首先,分析区域地下水动态特征,根据其动态类型分为径流型、灌溉型、开采型三种类型。根据聚类分析以及多元线性回归模型分析地下水动态影响因素及其影响系数。结合地下水动态类型的影响因素分析以及区域水均衡各项计算,分析剖面上的水均衡,得出剖面上的主要补给来源主要为农田灌溉回渗、水渠渗漏、山洪入渗等,排泄去向主要有排水沟排泄、人工开采、蒸发等。其次,三条剖面主要发育了地下水局部循环系统和区域循环系统二级地下水循环系统,局部地下水循环系统发育深度较浅,水平距离较小,地下水径流强度大,滞留时间短,区域地下水循环发育深度较深,水平距离较大,地下水径流缓慢,滞留时间长。通过各个剖面整体水均衡计算,每条剖面上的水流主要集中在浅层局部地下水循环系统。其次,通过地下水中~(14)C溶质运移模型计算结果展示~(14)C质点浓度分布情况,与地下水中放射性同位素~(14)C以及3H定年结果对比分析得知,地下水中~(14)C质点运移浓度大小分布特征与地下水放射性同位素定年年龄分布特征较好的吻合,验证了剖面地下水~(14)C溶质运移模型具有一定的可靠性,可以参考溶质运移模型初步指导分析剖面上地下水年龄分布。得出剖面上的潜水年龄大多在60a以下,承压水年龄分布从上往下、从西至东地下水年龄由小变大,年龄范围2~20Ka,为古地下水。最后,剖面上地下水矿化度以及水化学类型沿着补径排循环路线特征差异明显。在贺兰山前单一潜水区以及临近单一潜水区的中西部地下水矿化度较低,过度到东部矿化度逐渐增加,从西至东,水化学类型主要由HCO3·SO4型水→Cl·SO4型水演化。
[Abstract]:In this study, three typical sections of Yinchuan Plain were selected, and the groundwater ~ (14) C solute transport model was built on the basis of MODFLOW simulation. Combined with the radioisotope 3H ~ (14) C concentration on the profile, the circulation characteristics of groundwater circulation system, the characteristics of supplementary diameter discharge and the age characteristics of groundwater are analyzed from the section level. Firstly, the dynamic characteristics of regional groundwater are analyzed. According to its dynamic types, there are three types: runoff type, irrigation type and mining type. Based on cluster analysis and multivariate linear regression model, the factors affecting groundwater dynamics and their influence coefficients are analyzed. Based on the analysis of the influencing factors of groundwater dynamic type and the calculation of regional water balance, the water balance in the section is analyzed. The main recharge sources in the section are mainly farmland irrigation backflow, canal leakage, mountain flood infiltration and so on. Drainage to the main drainage, artificial mining, evaporation and so on. Secondly, the local circulation system of groundwater and the secondary circulation system of regional circulation system are mainly developed in the three sections. The development depth of local groundwater circulation system is relatively shallow, the horizontal distance is small, the intensity of groundwater runoff is large, and the retention time is short. The development depth of regional groundwater circulation is deep, the horizontal distance is large, the groundwater runoff is slow and the retention time is long. Through the whole water balance calculation of each section, the flow in each section is mainly concentrated in the shallow local groundwater circulation system. Secondly, the results of ~ (14) C solute transport model in groundwater show the distribution of ~ (14) C particle concentration, which is compared with the radioisotope ~ (14) C and 3H dating results in groundwater. The distribution characteristics of ~ (14) C mass transport concentration in groundwater are in good agreement with the radioactive isotopic age distribution of groundwater, which verifies the reliability of the ~ (14) C solute transport model in groundwater profile. The age distribution of groundwater on the profile can be analyzed with reference to the solute transport model. It is concluded that most of the diving ages in the section are below 60 years, the age distribution of confined water is from top to bottom, the age of groundwater from west to east has changed from small to large, and the age range is 220 Kaa, which is paleogroundwater. Finally, the characteristics of groundwater mineralization and hydrochemical types along the complementary path and discharge cycle in the profile are obviously different. The mineralization degree of groundwater in the central and western regions in the front of Helan Mountain and near the single diving area is low, and the mineralization degree of groundwater in the transition to the east increases gradually. From west to east, the hydrochemical types are mainly evolved from HCO3 SO4 type of water to Cl SO4 type of water.
【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】：2017
【分类号】：P641.6

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