不同类型区地下水管理控制水位划定方法研究

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地下水水位状态是各种水文要素的综合反映,不仅反映了地下水补给、径流和排泄条件的综合变化规律,同时也是判断是否出现环境地质问题及其严重程度的重要指标。地下水水位的变化不仅是地下水资源量最直接的表现形式,而且是地下水管理过程中最重要的控制性指标。本文通过对国内外关于地下水位的管理控制相关资料研究分析,重新界定了地下水管理控制水位的概念,对地下水管理控制水位进行分级。并根据地下水开发利用特征以及地下水开发利用引起的环境地质问题划定地下水管理控制水位的不同类型区。根据不同类型区的特点,选定典型研究区,通过适当的划定方法,完成了不同类型区地下水管理控制水位的划定研究工作。本文主要研究内容及结论如下:(1)界定了地下水管理控制水位的概念,根据地下水开发利用特征以及地下水开发利用引起的环境地质问题,将地下水管理控制水位不同类型区划分为浅层地下水类型区、深层承压水类型区和环境地质灾害区。依据典型研究区的选取原则,选择不同类型区的典型研究区,并选择典型研究区地下水管理控制水位的划定方法,并结合典型研究区的特点进行改进。(2)以濮阳市为浅层地下水类型区的典型研究区,用水均衡法、疏干体积法和时间序列法分别划定典型研究区地下水管理控制水位,结合研究区浅层地下水位的变化特征和管理目标,分析计算结果的合理性。并通过三种方法划定结果的对比,分析每种方法划定地下水管理控制水位的合理性和适用条件。在三种划定方法中,水均衡法既考虑了不同降雨水平年,又考虑水文地质条件,地下水管理控制水位的划定结果最合理。(3)以河南省西平县城市水源地为深层承压水类型区的典型研究区,构建了一套适用于承压水管理控制水位的划定方法。通过收集研究区相关资料,建立研究区地下水数值模型,得到研究区范围内不同开采强度下承压水水位的变化情况;计算出研究区范围内不同开采强度下水位降深的大小,绘制出水位降深等值线图;结合已划定的水源地保护区边界,根据承压水管理控制水位划定原则,划定承压水管理控制水位,并对划定结果进行合理性分析。以G06典型观测井为例,限制开采水位为22.25m,禁止开采水位为17.78m,深层承压水管理控制水位阈值区间为17.78~22.25m。(4)以洛阳市城区地面沉降区为环境地质灾害区的典型研究区,通过地面沉降的机理分析,分析研究区各个沉降区域地下水位和地面沉降的变化关系;然后,利用实测地面沉降和地下水位的数据验证了经验公式法计算研究区地面沉降适用性;通过建立研究区地下水数值模型,预测研究区未来地下水位的变化,进而用经验公式法计算研究区内的地面沉降情况;根据研究区内地面沉降区地下水管理控制水位划定原则,划定研究区的地下水管理控制水位,并对划定结果进行合理性分析。以洛南水源地沉降中心为例,限制开采水位为126.34m,禁止开采水位为119.99m,地下水管理控制水位为119.99~126.34m。
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