西平县水源地地下水数值模拟及脆弱性研究

发布时间：2020-04-19 11:56

【摘要】：地下水是我国北方地区主要开采使用资源,水源地合理的开发利用及科学管理是不可或缺的,因此,本文以驻马店市西平县拟建二期水源地项目为依托,采用数值模拟及脆弱性评价手段对于水源地地下水动态变化进行预测研究。全文分为三个部分:第一部分采用数值模拟的方法研究水源地地下水动态特征;第二部分采用基于AHP-熵权的指标系数法研究水源地地下水脆弱性;第三部分采用数值法及回归分析法对研究区地下水均衡量及允许开采量进行预测,并提出合理开采方案。以下为本次研究主要结论:(1)收集研究区自然地理状况以及水文地质资料等,分析了研究区的地下水流场特征及地表水和地下水的补排关系;采用GMS软件中的Borehole模块构建三维地质结构模型;采用MODFLOW模块构建了研究区地下水流模型。并进行了模型识别验证,精度达到了要求,可用于地下水流动态特征的模拟。(2)以研究区水文地质资料为基础,运用AHP法、熵权法、AHP-熵权指标系数法分别对水源地进行了脆弱性评价。评价指标的选取是根据实际情况以及指标之间相互影响的强弱反复甄别而来,其中包含水位埋深(D)、富水性(R)、水力传导系数(C)、包气带介质(I)、包气带岩性(A)、含水层厚度(M)、污染源(P)、等七个评价参数,建立了DRCIAMP模型作为评价体系,将研究区基于此模型运用三种方法进行地下水脆弱性评价,根据ArcGIS的空间分析功能得到脆弱性指数分布,经比较,结果表明:基于AHP-熵权的脆弱性评价方法能够较好的反映出评价样本对权重本身的影响,评价指标客观,评价结果可靠。地下水脆弱性指数处于4.2~8.5之间,研究区脆弱性划分为四个等级,由西南向东北呈逐渐递减的状态,其中:高脆弱性(7.0)的地区位于西南专探乡一带,占总体的22.51%;较高脆弱性(6.0~7.0)的区域位于谭店乡-双庙王沿线以及人类活动集中的县城一带,占总体的19.34%;地下水脆弱性中等(5.0~6.0)区域位于焦店-西平县城一带,占总体的37.03%;低脆弱性(4.0~5.0)区域位于徐楼一带,占总体的21.12%。(3)在上述结论的基础上,对西平县拟建二期水源地进行了开采量预测,提出了两种开采方案,分别运用数值法、回归分析法、解析法对研究区中深层地下水允许开采量、储量进行了计算,结果显示:研究区中深层地下水允许开采量为11.2万m~3/d,研究区中深层地下水储存量2.114亿m~3,西平县地下水总储量7.526亿m~3。对比分析两种设计方案,第一种方案是在保证供水量的情况下以保护水源地长期开采为目标,拥有经济环保性;第二种方案在方案一的基础上扩大了水源地开采量,确保供水系统不会制约城市未来快速发展,但会造成水源地局部降落漏斗增大,水源地开采中心位置脆弱性增高的现象。通过分析,两种开采方案供水量是有保障的,且均不会破坏水源地地下水动态平衡。在所建地下水数值模型的基础上,通过模型运行预测及AHP-熵权指标系数法所求地下水脆弱性评价结果,可对水源地地下水资源评价、地下水资源可持续开发利用提供科学参考依据,可为当地政府部门制定地下水资源保护管理政策提供借鉴思路。
【图文】：

西平县水源地地下水数值模拟及脆弱性研究

区域地貌图

区域第四纪地质图
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P641.8

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