CN107893445A - 一种干旱地区地下水可开采资源量评价方法 - Google Patents
一种干旱地区地下水可开采资源量评价方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种干旱地区地下水可开采资源量评价方法,其特征在于:其由以下步骤完成,第一步,调查;第二步,遥感解译;第三步,获取地表水对地下水的多年平均转化量;第四步,获取相关参数;第五步,计算、绘制地下水资源开发利用曲线,确定地下水可开采资源量。本发明的有益效果在于:是一种以生态为约束条件下的新的地下水资源评价思路,是打破了我们这个领域中传统的单纯以地下水位稳定为约束的评价思路,是非常有应用与推广价值的创新成果,是将生态与地下水资源评价相结合的新技术方法,在该方法发现出的曲线中可按不同的地下水开采资源量需求查出对应的湿地面积变化情况,可根据该曲线进行地下水资源开发利用管理及红线设置。
Description
一、技术领域
本发明涉及地下水评价技术领域,具体涉及一种干旱地区地下水 可开采资源量评价方法。
二、背景技术
结合当代水文地质学发展演化为环境水文地质学、生态水文地质 学而诞生;目前地下水资源的开发利用和管理没有科学准确的依据, 处于一种无序混乱的开采方式,给环境造成很大的破坏;要基于生态 植被良性发展,以生态为约束条件,科学定量地评价地下水资源量, 是地下水资源合理开发利用必须解决的关键水文地质问题,是生态环 境保护迫切需要。
三、发明内容
针对现有技术的不足本发明提供一种干旱地区地下水可开采资 源量评价方法,其特征在于:其由以下步骤完成,第一步,调查:利 用采用试坑、浅井及剖面调查方法获取洪积扇前部细土平原湿地分布 情况与地下水位埋深之间的关系具有以下的空间分布规律,根据这一 规律得出了湿地面积现状与地下水埋深分布依据,得出地下水位埋深 小于Wm为流域湿地范围;
冲洪积扇中后缘:地下水位埋深浅,一般为大于Xm,地表盐渍 化轻,只生长相应地下水指示植物,呈丛状零星发育,扇轴区多呈片 状大面积发育,植被覆盖度一般都小于5%,两翼则很少见到,植被 覆盖度为0;
冲洪积扇中前缘:地下水位埋深为Ym,植被以相应地下水指示 植物为主,植被覆盖度一般小于20%,地表盐渍化轻微发育;
冲洪积扇前缘:地下水位埋深为Zm,地表多有盐霜发育,植被 以相应地下水指示植物为优势植物,生长茂盛,大面积连续分布成为 茂密的草原,植被盖度一般大于60%;
在水位埋深小于2m时,矿化度小于3.5g/l时,植被长势最好;
第二步,遥感解译:采用遥感解译的手段,获取流域现状年的地 下水位埋深小于Hm的湿地区域的面积在丰水年条件下,为Akm2;
通过水位模型模拟得出流域平水年的湿地区域的面积为Bkm2;而 最小流量枯水年条件下,湿地面积为Ckm2,枯水年较丰水年的湿地面 积萎缩了17.9%,该萎缩比率为湿地面积的自然变动比率;
第三步,获取地表水对地下水的多年平均转化量:通过同位素222Rn 质量平衡质量平衡、测流、温度热量平衡、地下水位波动法手段获取 地表水对地下水的多年平均转化量为D m3/d;
第四步,获取相关参数:采用水文地质钻探、抽水试验的方法获 取地下水含水层的渗透系数(K)、影响半径(R)、给水度(μ)和 水力坡度(I)参数。
第五步,计算、绘制地下水资源开发利用曲线,确定地下水可开 采资源量:将所取得的参数,输入建立的地下水数值模型中,进行长 系列的数值模拟计算出不同地下水开采量条件下的地下水流场,结合 湿地变化与地下水位的对应关系的生态约束条件得出湿地面积的变 动比率,将地下水开采量作为变量,湿地面积变动比率作为因变量, 绘制地下水资源开发利用曲线,最终确定出拐点处的对应的地下水开 采量为地下水可开采资源量。
本发明的有益效果在于:一种以生态为约束条件下的新的地下水 资源评价方法,克服了传统的单纯以地下水位稳定为约束的评价思 路,非常有应用与推广价值,将生态与地下水资源评价相结合的新技 术方法,有效解决了地下水资源开发利用与生态环境协调的关系,为 地下水资源红线管理提供了技术依据,为地下水合理发利用提供直观 的参考系列地下水开采资源量与湿地面积变化的量化数据,可为干旱 区生态环境保护提供地下水位变化与湿地面积变化方面的水文地质 依据,在该方法绘制的曲线中可按不同的地下水开采资源量需求查出 对应的湿地面积变化情况,可根据该曲线进行地下水资源开发利用、 管理及红线设置。
四、附图说明
图1为本发明的地下水开采量与湿地面积萎缩比例关系。
五、具体实施方式
实施例1,那陵格勒河流域地下水可开采资源量评价
第一步,调查:利用采用试坑、浅井及剖面调查方法获取那陵格 勒河洪积扇前部—细土平原湿地分布情况与地下水位埋深之间的关 系具有以下的空间分布规律,根据这一规律得出了湿地面积现状与地 下水埋深分布依据,得出地下水位埋深小于4m为那陵格勒河流域湿 地范围。
冲洪积扇中后缘:地下水位埋深浅,一般为大于4m,地表盐渍 化轻,只生长茴草,呈丛状零星发育,扇轴区多呈片状大面积发育, 植被覆盖度一般都小于5%,两翼则很少见到,植被覆盖度为0。
冲洪积扇中前缘:地下水位埋深为1~4m,植被以芦苇、红柳、 沙柳为主,冰草等发育较少,植被覆盖度一般小于20%,地表盐渍化 轻微发育。
冲洪积扇前缘:地下水位埋深为0~1m,地表多有盐霜发育,植 被以芦苇、冰草为优势植物,生长茂盛,大面积连续分布成为茂密的 草原,植被盖度一般大于60%。
在水位埋深小于2m时,矿化度小于3.5g/l时,植被长势最好。
第二步,遥感解译:采用遥感解译的手段,获取那陵格勒河流域 现状年的地下水位埋深小于4m的湿地区域的面积在现状年(丰水年) 条件下,为757.93km2;
通过水位模型模拟得出了那陵格勒河流域平水年的湿地区域的 面积为687.7km2;而最小流量年(枯水年)条件下,湿地面积为 622.29km2,枯水年较丰水年的湿地面积萎缩了17.9%,该萎缩比率为 湿地面积的自然变动比率。
第三步,获取地表水对地下水的多年平均转化量:通过同位素222Rn 质量平衡质量平衡、测流、温度热量平衡、地下水位波动法手段获取 地表水对地下水的多年平均转化量为166.42×104m3/d。
第四步,获取相关参数:采用水文地质钻探、抽水试验的方法获取 地下水含水层的渗透系数(K)、影响半径(R)、给水度(μ)和水 力坡度(I)等参数。
滤水管有效长度(La)的计算与确定
工作区为大厚度潜水含水层,所施工的勘探井均为非完整井,为了 精确计算
含水层的水文地质参数,需要确定抽水试验的滤水管有效长度和含 水层的有效厚度。在大厚度含水层中含水层的有效厚度相当于滤水管 有效长度。为此,应用了邱树航公式进行滤水管有效长度的计算(选 自《井水量计算的理论与实践》,施普德,第288页公式),计算结 果见中。
La=alg(Q+1)
式中:La—滤水管的有效长度(m)
Q—相应于L的井的出水量(L/s)
a—校正系数,与含水层渗透性及井的结构有关,一般在砂砾石、卵石 层条件下采用加权平均方法求得校正系数为17。
滤水管的有效长度的计算成果统计表
渗透系数(K)的计算与确定
工作区内大口径勘探孔12眼,共完成了单孔抽水试验9组,含有 单观测孔的孔组抽水试验3组,采用了稳定流理论及非稳定流理论计 算渗透系数。由于带观测孔抽水试验少,采用稳定流理论计算成果中 比较符合工作区实际的K值计算地下水资源量。
㈠稳定流理论计算参数
根据工作区水文地质条件,选用了五个计算公式进行渗透系数计 算。
⒈潜水稳定流渗透系数计算公式
⑴稳定流计算公式(《供水水文地质手册》第二册28页1-1-85公 式(带一个观测孔的非完整井))计算渗透系数:
式中:K—渗透系数(m/d);
Q—抽水井稳定涌水量(m3/d);
rw—抽水井滤水管半径(m);
r1—抽水井和观测井的距离(m);
Sw—抽水井井中的水位降深(m);
S1—观测井井中的水位降深(m);
l—滤水管的长度(m)。
⑵利用影响半径公式迭代计算渗透系数K值:
式中:K—渗透系数(m/d);
R—抽水井的影响半径(m);
Q—抽水井稳定涌水量(m3/d);
S0—抽水井井中的水位降深(m);
rw—抽水井滤水管半径(m)。
⑶采用巴布什金—吉林斯基公式(《地下水流向井的非稳定流动的原理及计算 方法》第253页(杨天行等著,地质出版社1980年)),该式适用于半无限厚 含水层的潜水非完整井(S≤0.1H):
式中:K—渗透系数(m/d);
La—滤水管的有效长度(m);
Q—相应于La的井的出水量(m3/d);
S—抽水井内降深(m);
rw—抽水井半径(m)。
⒉承压水稳定流渗透系数计算公式
⑴稳定流承压水渗透系数计算公式:
式中:K—渗透系数(m/d)
M—含水层厚度(m)
Q—抽水井涌水量(m3/d)
S—抽水井内降深(m)
r—抽水井半径(m)
R—影响半径(m)
⑵稳定流承压水渗透系数计算公式((带一个观测井,抽水孔远离补水或隔水 边界)《文水地质手册490页8-1-6公式》):
式中:K—渗透系数(m/d);
Q—抽水井稳定涌水量(m3/d);
rw—抽水井滤水管半径(m);
r1—抽水井和观测井的距离(m);
Sw—抽水井井中的水位降深(m);
S1—观测井井中的水位降深(m);
m—含水层厚度(m)。
巴布什金—吉林斯基公式及其它稳定流公式计算渗透系数(K)成果表
巴布什金—吉林斯基公式及其它稳定流公式计算渗透系数(K)成果表
影响半径法公式计算渗透系数(K)成果表
影响半径法公式计算渗透系数(K)成果表
非稳定流计算参数
利用停抽后的恢复水位资料,采用恢复水位法计算渗透系数。
恢复水位法计算渗透系数(观测孔)成果表
影响半径(R)的计算与确定
采用了不同经验公式根据抽水试验资料对潜水及承压水抽水井的影响半径R 进行了计算,结果列入表中。
㈠潜水稳定流计算公式:
⑴因工作区潜水含水层为大厚度含水层,抽水时间也较长,则采用《供水水文 地质手册》第二册268页1-6-9公式计算:
式中:R—影响半径(m)
Sw—抽水井内降深(m)
K—渗透系数(m/s)
⑵采用《井水量计算的理论和实践》141页表3-22(计算影响半径的经验公式):
式中:K—渗透系数(m/d);
R—抽水井的影响半径(m);
S—抽水井井中的水位降深(m);
H—含水层有效厚度(m)。
影响半径(R)计算成果表
影响半径(R)计算成果表
⑶采用《水文地质手册》544页表8-1-16公式2计算(潜水带一观测孔):
式中:K—渗透系数(m/d);
R—抽水井的影响半径(m);
Q—抽水井稳定涌水量(m3/d);
Sw—抽水井井中的水位降深(m);
S1—观测井井中的水位降深(m);
rw—抽水井滤水管半径(m);
r1—抽水井和观测井的距离(m);
H—含水层有效厚度(m)。
㈡承压水影响半径计算公式:
⑴采用《井水量计算的理论和实践》141页表3-22(计算承压水影响半径的经 验公式2):
式中:K—渗透系数(m/d);R—抽水井的影响半径(m);Sw—抽水井井中 的水位降深(m)。
四、给水度(μ)的计算与确定
采用适用于K=0—600m/d中细砂以粗地层的经验公式计算给水度(μ)值(表 5-2-6)。
给水度计算成果一览表
续表5-2-6给水度计算成果一览表
由表可见,用经验公式计算的给水度(μ)值与经验值比较接近,但有些偏大, 计算的地下水资源量会偏大。给水度计算公式:
式中:μ—给水度(无纲量)
K—含水层非稳定流确定的渗透系数(m/d)。
计算结果表明,那陵格勒河冲洪积扇平均给水度(μ)为21.56%。
五、水力坡度(I)的计算与确定
本次勘查在那陵格勒河冲洪积扇上布置了两条垂直地下水流向的水文地质勘 探剖面,可以根据两条勘探剖面的钻孔潜水水位标高和前人资料,绘制等水位线 图。水力坡度(I)值是在1∶50000潜水等水位线图用济姆三角法计算求得。
水力坡度计算公式:
式中:I—水力坡度(‰);
H—水位高差(m);
L—水平距离(m)。
表5-2-7那陵格勒河冲洪积扇断面水力坡度计算一览表
表5-2-7那陵格勒河冲洪积扇断面水力坡度计算一览表
由表可见:
⒈那陵格勒河冲洪积扇中游西翼地下水天然水力坡度平均值为: A-B断面枯、平、丰分别为4.26、4.90和4.77,C-D断面枯、平、 丰分别为5.32、6.41和7.46;
⒉那陵格勒河冲洪积扇中游轴部地下水天然水力坡度平均值为: A-B断面枯、平、丰分别为4.82、5.42和5.41,C-D断面枯、平、 丰分别为5.67、7.20和7.19;
⒊那陵格勒河冲洪积扇中游东翼地下水天然水力坡度平均值为: A-B断面枯、平、丰分别为4.52、3.71和4.50,C-D断面枯、平、 丰分别为3.23、4.30和5.28。
采用坑探及渗水试验、室内地下水动力试验获取河流垂直入渗参 数。
从河流出山口到地下水溢出带,在那陵格勒河河床开展了多组渗水 试验工作,分别进行了低浊度水和高浊度水的入渗试验。测试结果表 明,河水中的悬浮物浓度对介质渗透性的影响很大,使用高浊度水源 进行渗水试验时,所得到介质渗透系数远小于清水入渗试验;在清水 水源条件下,除那陵格勒河大桥附近河床渗透性较低外,其他地区渗 透性相对较好(大于10m/d),沿河流向并没有明显的变化规律。因 此,每一段的渗漏量大小主要取决于河床面积,将河流渗漏补给量相 等的强度分配到全区河流分布的位置。
采用电测水位计按2次/月两次的频率获取丰、平、枯水期的地下 水位动态变化。
地下水动态类型
本项目共布设长观点17个,15个地下水长观点,2个为地表水长 观点。
地下水长观点J5、41、J4、J1、J3、J2、J6自东向西横穿那陵格 勒河洪积扇中部,J7、J8为观测那陵格勒洪积扇西翼的宏兴水源地 地下水动态,31位于那陵格勒洪积扇轴部,其余的地下水长观点分 布于那陵格勒洪积扇前部。地表水长观点H19位于出山口,H18位于引水口。根据观测资料将观测区划分为两种动态成因(自然、人为) 类型,三种动态(水文、径流、开采)类型。
自然动态类型
⒈水文型
位于洪积扇中部那陵格勒河两岸1—10公里,含水层为巨厚的第四 系松散岩类所组成,主要岩性为砂卵砾石、砂砾石、含泥砂卵砾石等, 颗粒松散,透水性好,地下水补给来源以河流入渗为主。J4位于那 陵格勒河洪积扇轴部,地下水位变幅最大,为16.47m;洪积扇西翼 离那陵格勒河4km处的J1水位变幅为8.90m,东翼离那陵格勒河 6.5km处的J5水位变幅为4.05m,6—10月间,地下水水位变幅随着 距河距离的不同,而随之变化,离河流越远,地下水水位上升幅度越 小,地下水动态类型属于水文型。水化学类型基本为HCO3·Cl-Na·Ca· Mg水,矿化度0.7g/L左右。
径流型
大致分布在远离河流两侧,接受河流滞后补给,河流对地下水的补 给强度明显减弱,水位升降频率和年水位变化速率受那陵格勒河河水 入渗补给影响小,6—12月变幅在1m以内。J6点位于那陵格勒河洪 积扇西翼边缘,6—10月间的水位上升了0.42m,水位上升不但缓慢, 而且明显滞后。水化学类型基本为HCO3·Cl-Na·Ca·Mg、SO4·Cl-Na 型,矿化度0.7g/L左右。
人为动态类型
分布在宏兴水源地,接受河流入渗补给,地下水水位变幅受到水源 地开采地下水影响。观测点J7、J8均位于洪积扇西翼近前缘水源地, 在6—10月间J7点水位上升3.79m,J8点水位上升3.24m,水源地 开采抽取地下水,直接影响了该段地下水动态的正常变化规律,地下 水动态类型为开采型,其中M10水位下降1.975m,主要由于枸杞种 植户灌溉用水抽取地下水,影响了该地段地下水动态的正常变化规 律。
地下水动态特征
那陵格勒河为网状河道类型,河道东西摆动,河床不稳定。据调查 河漫滩东西向最宽可达10km。河水渗漏面积受洪水流量大小而发生 变化,河水漫流是河水大量渗漏的主要因素。河水在枯水期的1、2、 3、11、12月份五个月内出山口约20余公里即渗失殆尽,其它月份 河水的30—72%渗入地下。少量河水可至下游与台吉乃尔河汇合,流 入东、西台吉乃尔湖。
地下水动态与河水流量密切相关。冲洪积扇轴部的近河两岸地下水 位过程线在河流流量波动影响下形成,两者形态十分相似,只不过地 下水位升降稍滞后于河流流量的变化,J4地下水水位的峰值滞后于 H18地表水流量峰值,地下水位年变幅从冲洪积扇轴部向两翼逐渐减 小,到边界附近,地下水水位基本保持不变,J4、J3、J2、J1和J6 水位年变幅依次呈线性降低;到了冲洪积扇的两翼,随着地下水位观 测孔与河流之间的距离加大,地下水动态受河水流量波动的影响程度 逐渐变小,滞后时间拉长。
根据图所体现的关系,可以近似得到地下水位变化幅度以及与河流 距离之间的对应统计关系为:
Δh=14.47161-0.00161x+6.97328×10-8x2-1.12606×10-12x3 (式 2-4-1)式中:Δh为地下水位变化幅度(m);x为地下水位观测孔距 河流的距离(m)。
由式2-4-1所体现出的地下水位动态与河流距离的关系可以推 测,在冲洪积扇的中部,那陵格勒河对地下水补给的影响带宽度约为 25.8Km。
第五步,计算、绘制地下水资源开发利用曲线,确定地下水可开 采资源量:将所取得的参数,输入建立的地下水数值模型中,进行长 系列的数值模拟计算出不同地下水开采量条件下的地下水流场,结合 湿地变化与地下水位的对应关系的生态约束条件得出湿地面积的变 动比率,将地下水开采量作为变量,湿地面积变动比率作为因变量, 绘制地下水资源开发利用曲线,最终确定出拐点处的对应的地下水开 采量为地下水可开采资源量。
1、地下水可开采量的约束条件
(1)生态约束
将溢出带地下水位埋深小于4m的范围作为湿地区域,在现状年 (丰水年)条件下,湿地面积为757.93km2;通过模型模拟,可以得 到多年平均(平水年)条件下,湿地面积为687.7km2;而最小流量 年(枯水年)条件下,湿地面积为622.29km2,枯水年较丰水年的湿 地面积萎缩了17.9%,该萎缩比率为湿地面积的自然变动比率。要求 地下水开采所产生的湿地萎缩比率不大于自然变动率。
(2)技术经济条件约束
采用地面参照扬程不大于50m,开采漏斗水位降深上限不大于 30m作为地下水开采的约束条件。
2、地下水可开采量计算的模拟方案与结果
本次通过地下水数值模型,模拟30年不同开采量条件下的地下 水流场,结合湿地变化率与地下水位的对应关系得出湿地面积的变动 比率,绘制出地下水资源开发利用曲线,确定合理的地下水可开采量。
式中:D—渗流区域;Γ0—渗流区的潜水面边界;Γ1、Γ2、Γ3—渗 流区的一类、二类和三类边界;h—地下水水位标高(m);t—时间(d); k—渗透系数(m/d);m1—含水层厚度(m);s—贮水率;μ—给水度;w— 单位体积上垂向补给强度和排泄强度的代数和(1/d);h0(x,y,z)—初始时 刻地下水水位标高(m);h1(x,y,z,t)—一类边界上的水位标高(m); q1(x,y,z,t)—二类边界上的单位面积流量(m/d);hn—三类边界上的地下 水水位标高(m)。
以重点区地下水流三维数值模拟模型为基础,在重点区范围内平 均布井,据实际工程经验,设计井深为150m,过滤器深20—150m, 井距1000m,单井出水量为6000m3/d,按照不同开采量分别布设N口 井。通过地下水数值模拟试算分析可见,随着地下水开采量的增大, 湿地面积萎缩,泉流量和蒸发量衰减,地下水向下游地表水和地下水 的排泄量不发生变化,说明地下水的开采袭夺了泉流量和蒸发量,并 且由于地下水埋深降低,湿地面积萎缩,但地下水的开采未对向下游 地表水和地下水的排泄造成影响。当开采量为65×104m3/d的时候, 湿地面积为569.83km2,萎缩了17.14%,小于湿地面积的自然变动比 率,此时,泉流量为0.86×108m3/a,衰减了45.57%,蒸发量1.72×108 m3/a,衰减了37.00%,地下水向下游地表水排泄量为0.38×108m3/a, 未发生明显变化,地下水向下游地下水排泄量为0.7×108m3/,未发 生变化。因此重点开采区的多年平均可开采量确定为65×104m3/d, 在该条件下,开采地下水主要袭夺了泉流量和蒸发量,未对地下水向 下游地表水和地下水的排泄造成影响,同时也保护了相对较大面积的 芦苇的良好生长,对生态环境的影响较为微弱。
由地下水开采量与湿地面积萎缩比例关系图可见,地下水开采量 为65×104m3/d时是曲线的一个拐点。
当地下水开采量小于65×104m3/d时,地下水开采量与湿地面积 萎缩比例的关系公式为:
Q=278.33w+17.879 (1)
其中:Q为地下水开采量,W为湿地面积萎缩比例。
当地下水开采量大于65×104m3/d时,地下水开采量与湿地面积 萎缩比例的关系公式为:
Q=82.496w+50.56 (2)
其中:Q为地下水开采量,W为湿地面积萎缩比例。
当地下水开采量小于65×104m3/d时,每增加开采地下水 1×104m3/d,湿地面积萎缩比例增加0.359%,当地下水开采量大于 65×104m3/d时每增加开采地下水1×104m3/d,湿地面积萎缩比例增加 1.21%。说明当地下水开采量超过65×104m3/d时,继续增加开采,将 使得湿地面积萎缩比例显著增加。因此,65×104m3/d是在一个生态 损失相对较小范围内的最大可开采量。
通过以上分析可知,开采地下水,必将影响到生态环境,促进生 产和保护生态环境是两个不可兼得的方面,寻找生产和生态的平衡点 才是我们寻求的方向,以上两个公式可提供给决策者,为以何种生产 量的目标会产生什么样的生态环境问题或以何种生态环境约束条件 可以产生多少的生产量提供科学依据。
从现状技术经济条件考虑,目前本地所用的水泵型号为 350QJ320-60/2,最大扬程为60m,考虑现状地下水位埋藏深度(约 20m)、水泵安装空间需求以及井底淤积问题,要求地下水开采所引 起的最大降深不应大于30m。经过数值模拟的验证,在地下水开采量 为65×104m3/d时,最大降深为23.33m,满足提水设备的运行要求。
因此,在综合考虑生态环境以及现有技术经济条件下,本区地下 水的可开采量为65×104m3/d。
不同地下水开采量条件下各个特征值的变化(30年)
注:(1)多年平均湿地面积为687.7km2;(2)多年平均泉流 量为1.58×108m3/a;(3)多年平均蒸发量为2.73×108m3/a;(4) 地下水向河多年平均排泄量为0.38×108m3/a;(5)地下水向下游 多年平均径流量为0.7×108m3/a。
Claims (1)
1.一种干旱地区地下水可开采资源量评价方法,其特征在于:其由以下步骤完成,第一步,调查:利用采用试坑、浅井及剖面调查方法获取洪积扇前部细土平原湿地分布情况与地下水位埋深之间的关系具有以下的空间分布规律,根据这一规律得出了湿地面积现状与地下水埋深分布依据,得出地下水位埋深小于Wm为流域湿地范围;
冲洪积扇中后缘:地下水位埋深浅,一般为大于Xm,地表盐渍化轻,只生长相应地下水指示植物,呈丛状零星发育,扇轴区多呈片状大面积发育,植被覆盖度一般都小于5%,两翼则很少见到,植被覆盖度为0;
冲洪积扇中前缘:地下水位埋深为Ym,植被以相应地下水指示植物为主,植被覆盖度一般小于20%,地表盐渍化轻微发育;
冲洪积扇前缘:地下水位埋深为Zm,地表多有盐霜发育,植被以相应地下水指示植物为优势植物,生长茂盛,大面积连续分布成为茂密的草原,植被盖度一般大于60%;
在水位埋深小于2m时,矿化度小于3.5g/l时,植被长势最好;
第二步,遥感解译:采用遥感解译的手段,获取流域现状年的地下水位埋深小于Hm的湿地区域的面积在丰水年条件下,为Akm2;
通过水位模型模拟得出流域平水年的湿地区域的面积为Bkm2;而最小流量枯水年条件下,湿地面积为Ckm2,枯水年较丰水年的湿地面积萎缩了17.9%,该萎缩比率为湿地面积的自然变动比率;
第三步,获取地表水对地下水的多年平均转化量:通过同位素222Rn质量平衡质量平衡、测流、温度热量平衡、地下水位波动法手段获取地表水对地下水的多年平均转化量为Dm3/d;
第四步,获取相关参数:采用水文地质钻探、抽水试验的方法获取地下水含水层的渗透系数(K)、影响半径(R)、给水度(μ)和水力坡度(I)参数;
第五步,计算、绘制地下水资源开发利用曲线,确定地下水可开采资源量:将所取得的参数,输入建立的地下水数值模型中,进行长系列的数值模拟计算出不同地下水开采量条件下的地下水流场,结合湿地变化与地下水位的对应关系的生态约束条件得出湿地面积的变动比率,将地下水开采量作为变量,湿地面积变动比率作为因变量,绘制地下水资源开发利用曲线,最终确定出拐点处的对应的地下水开采量为地下水可开采资源量。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110163416A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-23 | 水利部牧区水利科学研究所 | 一种地下水管理方法及装置 |
CN111338000A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-26 | 山东省地勘局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院) | 一种砂岩热储地热水富集区圈定方法 |
CN111504425A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-07 | 中国水利水电科学研究院 | 一种估算干旱平原地区生态地下水位的方法及装置 |
CN112330485A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-05 | 济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司 | 一种利用地下冲洪积扇储存水资源方法及系统 |
CN113240274A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-10 | 水利部水利水电规划设计总院 | 一种基于合理生态水位的平原区地下水可开采量评价方法 |
CN114519308A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-20 | 河南大学 | 河流水沙调节影响下河水地下水相互转化滞后响应时间的确定方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10033422A1 (de) * | 2000-07-08 | 2002-01-17 | Zueblin Ag | Verfahren und Vorrichtung für die Behandlung eisen- und manganhaltigen Grundwassers mit Grundwasserzirkulationsbrunnen |
CN102819047A (zh) * | 2012-08-03 | 2012-12-12 | 中国地质大学(武汉) | 获得地下水与天然植被系统的关系的方法及系统 |
CN103530530A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-01-22 | 中国水利水电科学研究院 | 一种干旱区湖泊湿地生态需水的定量计算方法 |
-
2017
- 2017-11-14 CN CN201711121180.9A patent/CN107893445A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10033422A1 (de) * | 2000-07-08 | 2002-01-17 | Zueblin Ag | Verfahren und Vorrichtung für die Behandlung eisen- und manganhaltigen Grundwassers mit Grundwasserzirkulationsbrunnen |
CN102819047A (zh) * | 2012-08-03 | 2012-12-12 | 中国地质大学(武汉) | 获得地下水与天然植被系统的关系的方法及系统 |
CN103530530A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-01-22 | 中国水利水电科学研究院 | 一种干旱区湖泊湿地生态需水的定量计算方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
太媛媛: "《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)》", 30 August 2015 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110163416A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-23 | 水利部牧区水利科学研究所 | 一种地下水管理方法及装置 |
CN114239904A (zh) * | 2019-04-23 | 2022-03-25 | 中国水利水电科学研究院 | 一种地下水管理方法及装置 |
CN111338000A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-26 | 山东省地勘局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院) | 一种砂岩热储地热水富集区圈定方法 |
CN111504425A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-07 | 中国水利水电科学研究院 | 一种估算干旱平原地区生态地下水位的方法及装置 |
CN112330485A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-05 | 济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司 | 一种利用地下冲洪积扇储存水资源方法及系统 |
CN112330485B (zh) * | 2020-10-29 | 2023-02-21 | 济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司 | 一种利用地下冲洪积扇储存水资源方法及系统 |
CN113240274A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-10 | 水利部水利水电规划设计总院 | 一种基于合理生态水位的平原区地下水可开采量评价方法 |
CN113240274B (zh) * | 2021-05-13 | 2023-09-05 | 水利部水利水电规划设计总院 | 一种基于合理生态水位的平原区地下水可开采量评价方法 |
CN114519308A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-20 | 河南大学 | 河流水沙调节影响下河水地下水相互转化滞后响应时间的确定方法 |
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