人民胜利渠灌区地下水时空动态变化分析及模拟研究

发布时间：2020-11-05 06:26

　　 人民胜利渠灌区是黄河下游兴建的第一个大型引黄灌溉工程,是我国重要的粮、棉、油生产基地。在黄河流域水资源短缺和水量统一调度的大背景下,引黄灌区的地下水资源量显得尤为重要。灌区目前仍存在部分区域地下水位过低或埋深分布极不均匀的问题,长此以往,对灌区水资源合理开发及可持续发展十分不利,因此就灌区地下水时空变化进行规律分析及动态预测相关研究,从而正确认识地下水系统演变规律,合理开发利用灌区水资源,保持地下水资源可持续发展具有重要意义。本文通过分析引起地下水动态变化的影响因素,从时间和空间两个方面对人民胜利渠灌区地下水动态变化特征进行深入的研究,进而在区域水均衡的基础上建立地下水模型,通过数值模拟对不同水平年的地下水埋深变化进行分析预测。研究内容主要包括以下几个方面:(1)灌区地下水时空变化分析。时间序列用趋势分析方法分析年际和年内的变化;空间上通过插值方法对整个灌区地下水动态空间结构特征进行年际和年内的分析体现。表明灌区的地下水埋深30年来基本呈下降趋势,其中渠系末梢下降最快,渠系中段次之,渠首下降不明显;年内水位一般是冬季处于高水位,春末夏初处于低水位。(2)灌区地下水外部环境影响因素的趋势变化分析。对可能引起地下水动态变化的影响因素进行时间序列上的定量分析,深入了解每个因素的变化特征。表明气候条件中降水量、蒸发量多年来都呈上升趋势,且年际变化波动大;人类活动影响因素中,引黄水量年际变化幅度较大,地下水开采量年内分配不均匀,且有地域性差异。结合地下水时空变化分析结果,分析引起地下水动态变化的主要因素为降水量、地下水开采量、引黄水量和渠系布置。(3)灌区地下水动态数值模拟。根据水文地质参数和数据资料计算地下水均衡,2001-2010年间呈负均衡的状态,补给量平均每年少于排泄量314.97万m3。在计算补给排泄项的基础上运用Visual Modflow进行灌区地下水数值模拟。(4)不同情景下的地下水位预测。根据不同水平年的需水量和降水量,调整灌区渠首、渠中和渠末的地下水开采量和引黄水量的用水比例,设置不同情景进行地下水位预测。经调整,丰水年和平水年水位有所上升,且渠末回升最为明显,枯水年下降幅度较小。由此可见,设置的井渠比例有效地缓解了灌区内地下水埋深下降趋势,同时在一定程度上改善了灌区内地下水埋深分布不均的情况。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S273
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 变化环境对地下水流场影响的进展
        1.2.2 地下水模拟研究进展
        1.2.3 存在问题
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
    注释
2 研究区概况
    2.1 自然地理概况
        2.1.1 研究区位置
        2.1.2 地形地貌
        2.1.3 气候条件
        2.1.4 渠系布置
        2.1.5 河流水系
        2.1.6 水资源状况
    2.2 水文地质条件
    2.3 地下水状况
    2.4 地下水动态监测
    2.5 社会和农业概况
        2.5.1 社会概况
        2.5.2 农业生产状况
    注释
3 地下水时空动态变化及影响因素分析
    3.1 地下水时间上动态分析
        3.1.1 长系列变化分析
        3.1.2 短系列变化分析
    3.2 地下水空间上动态分析
        3.2.1 分析方法
        3.2.2 年际分析
        3.2.3 年内分析
    3.3 地下水外部环境影响因素及变化趋势
        3.3.1 气候因素及变化趋势
        3.3.2 人类活动因素及其变化趋势
    3.4 地下水变化的影响因子
    注释
4 地下水动态数值模拟及预测
    4.1 地下水均衡计算
        4.1.1 水文地质参数确定
        4.1.2 灌区地下水均衡计算
    4.2 灌区地下水模型的建立
        4.2.1 模型原理
        4.2.2 模型时间和空间的离散
        4.2.3 概化含水层和边界条件
        4.2.4 水文地质参数初值的给定
        4.2.5 初始水头确定
        4.2.6 源汇项处理
    4.3 模型识别与检验
        4.3.1 模型的识别
        4.3.2 模型的验证
    4.4 不同情景下地下水位预测
        4.4.1 不同情景的设置
        4.4.2 地下水位预测
    注释
5 结论和展望
    5.1 主要结论
    5.2 主要成果及创新点
    5.3 展望
个人简历、硕士期间发表论文及研究成果
    1 个人简历
    2 发表论文
    3 参与的科研项目
致谢

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本文编号：2871257