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改革开放以来,我国经济迅速发展的同时也加剧了对自然环境的破坏,对地下水资源的掠夺性开采使我国出现了大量地下水漏斗区,这些区域也因此出现了地质灾害和生态环境破坏的现象,给人民的生产生活带来不利影响。淄博-潍坊地下水超采区是山东省最大的地下水超采区,占全省超采区面积的44%,区域内经济迅速发展与水资源供给不足的矛盾尤为突出。 治理地下水漏斗区,修复区内地质环境,实现地下水资源的可持续利用是目前生态水利研究的重要课题之一。积极开展地下水漏斗区治理研究与实践,对缓解地下水资源开采,提高其利用率,实现地表水和地下水的科学合理调度,具有重要的指导意义。 本研究针对山东省最大的地下水漏斗区形成及演变机理,对地下水漏斗区综合治理关键技术进行了研究。一是漏斗区水资源拓源技术研究,针对不同漏斗区成因,分别研究了低山丘陵区的水库增容技术和水库串联供水技术;山前平原区的水系联网技术;滨海平原区的蓄存回补技术。该技术可实现水资源的“丰枯相济,余缺互补”,缓解区域水资源时空分布不均的问题。二是展开海咸水入侵区湿地生境修复技术研究,包括湿地水深分区、表面流湿地技术、鸟类栖息地营造技术、鱼类栖息地营造技术、植物群落修复技术等,实行工程措施和生态措施有机结合,涵养地下水源,滨海平原区阻挡海水入侵,修复退化的滨海湿地生态系统,改善区域水生态环境质量。三是漏斗区水资源一体化物联网技术研究,包括水资源一体化监控技术、水网工程集群智能调度技术,提高水环境管理、水资源调控运行的能力和效率。本研究提出基于多水源联合优化配置的地下水漏斗区水环境修复相关理论和技术体系,为地下水漏斗区治理提供理论及技术支持。 本论文创新点主要包括:一是针对不同类型地下水漏斗区治理的关键环节,研究提出地表水-地下水耦合漏斗区水资源拓源技术;二是提出了“湿地水深分区+表面流+净风鸟岛+高程控制法植物群落”集成的海咸水入侵区湿地生境修复技术;三是构建漏斗区地下水水流与溶质迁移耦合模型及水环境三维数字模拟系统,研究提出漏斗区水资源一体化物联网技术。 该研究部分成果可应用于山东省利用亚行贷款地下水漏斗区域综合治理示范工程,该项目共利用亚行贷款1.5亿美元,为改革开放以来我省水利最大的利用外资项目,成果可为工程实施提供技术支撑,实施后每年可增加雨洪水、客水等水资源量14144万m3,净化中水540万m3,可替代、补给地下水量4977万m3,改善周边环境,产生显著的社会经济效益。