柳林泉域巖溶水系統(tǒng)特征及泉流量動(dòng)態(tài)模擬研究.pdf

1、柳林泉是山西省呂梁市最大的巖溶泉，也是區(qū)域內(nèi)生活生產(chǎn)的重要供水水源。然而，近年來隨著人類活動(dòng)的加劇，泉流量持續(xù)衰減，局部區(qū)域水質(zhì)污染，對(duì)區(qū)域生活生產(chǎn)供水安全構(gòu)成一定的威脅。因此，加強(qiáng)對(duì)柳林泉域巖溶水系統(tǒng)的研究對(duì)保障泉域內(nèi)各縣區(qū)城鄉(xiāng)居民飲水安全、生態(tài)環(huán)境平衡、經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)快速發(fā)展、社會(huì)全面進(jìn)步等意義重大。
　　 本文在充分收集已有的勘察、試驗(yàn)資料及前人研究成果的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了柳林泉域地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地層巖性特征；通過繪制水文地質(zhì)剖面圖并

2、結(jié)合理論分析，確定了柳林泉域的邊界性質(zhì)并科學(xué)劃定了泉域的邊界范圍；研究了柳林泉域巖溶地下水系統(tǒng)的儲(chǔ)存條件和循環(huán)條件；對(duì)泉域巖溶地下水水化學(xué)特征、水質(zhì)污染狀況及地下水動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行了分析。
　　 應(yīng)用灰色斜率相似關(guān)聯(lián)度計(jì)算模型，并結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)條件，對(duì)泉域內(nèi)降水對(duì)泉水的影響時(shí)滯進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：泉域內(nèi)不同區(qū)域接受的降水對(duì)泉流量的影響時(shí)滯存在差異。補(bǔ)給區(qū)Ⅰ接受的降水在1 a之內(nèi)對(duì)泉流量產(chǎn)生影響，補(bǔ)給區(qū)Ⅱ的降水影響時(shí)滯為1-2

3、 a，補(bǔ)給區(qū)Ⅲ為4-5 a，補(bǔ)給區(qū)Ⅳ為8-9 a。當(dāng)年的泉流量同時(shí)受到Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)所接受降水的共同影響。探討了大氣降水、河道滲漏以及巖溶水開采對(duì)泉流量的影響機(jī)制，并通過對(duì)加權(quán)降水量序列p(t)、泉流量序列Q(t)以及開采量序列E(t)的對(duì)比研究，闡述了不同時(shí)段影響泉流量衰減的主導(dǎo)因素。研究結(jié)果表明：1983-1989年大氣降水的減少對(duì)泉流量的衰減起主導(dǎo)作用；1990-1999年泉流量的衰減主要是由不斷增加的開采量導(dǎo)致的；200

4、0-2005年持續(xù)衰減的大氣降水和不斷增加的開采量均對(duì)泉流量衰減產(chǎn)生了較大的影響；2006-2009年不斷增加的開采量對(duì)泉流量衰減起到了決定性作用。
　　 建立了偏最小二乘回歸模型，對(duì)泉流量進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，并根據(jù)實(shí)際物理意義對(duì)該模型進(jìn)行了校核。修正后的偏最小二乘回歸模型擬合的平均殘差為0.05 m3/s，平均殘差率為2.05％；模型檢驗(yàn)期的平均殘差為0.12 m3/s，平均殘差率為5.8％。表明該校核偏最小二乘回歸模型擬合效果好，

5、可以用于柳林泉流量的模擬預(yù)測(cè)。研究結(jié)果可為柳林泉巖溶水系統(tǒng)的合理開發(fā)利用提供一定的理論依據(jù)。利用上述模型預(yù)報(bào)的2010-2012年柳林泉流量分別為2.13 m3/s、1.99 m3/s和2.03 m3/s。
　　 通過補(bǔ)給量法和排泄量法對(duì)柳林泉域巖溶水系統(tǒng)的天然資源量進(jìn)行了估算。補(bǔ)給量法與排泄量法計(jì)算的天然資源量分別為：2.44 m3/s和2.76 m3/s，平均排泄量大于平均補(bǔ)給量，以上現(xiàn)象主要是由于巖溶水過量開采導(dǎo)致的。為了