渠井雙灌區(qū)地下水超采情況下的動態(tài)分析及人工補給研究——以涇惠渠灌區(qū)為例.pdf

1、地下水作為水資源的重要組成部分，在促進社會經(jīng)濟健康和諧發(fā)展，維持生態(tài)環(huán)境平衡方面發(fā)揮著重要的作用。但是由于長期以來缺乏對地下水實行有效的管理和保護，地下水超采現(xiàn)象及由此產(chǎn)生的諸多生態(tài)環(huán)境問題日益加劇。因此，開展超采條件下的地下水資源動態(tài)分析及人工調(diào)蓄等方面的研究與實踐，對水資源的可持續(xù)利用，實現(xiàn)“三水”統(tǒng)籌統(tǒng)管具有重要的指導意義。
　　 陜西省涇惠渠地處關中盆地，古稱鄭國渠，是我國古代三大水利工程之一。灌區(qū)作為一個典型的渠井雙灌

2、區(qū)，幾經(jīng)投資改善和擴建，形成了一個渠井結合，以渠養(yǎng)井，以井補渠，灌排相濟，控制鹽漬、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的大型灌區(qū)，為關中地區(qū)糧食生產(chǎn)安全作出了巨大的貢獻，其地表水、地下水聯(lián)合運用模式曾是我國大型灌區(qū)水資源綜合利用的一個優(yōu)秀典范。
　　 但近年來，由于社會經(jīng)濟的發(fā)展和當?shù)刈匀粭l件變化，再加上灌區(qū)管理體制改革和供水水價調(diào)整等各方面原因，致使灌區(qū)地下水連年超采，特別是進入21世紀后，地下水采補失衡現(xiàn)象愈演愈烈，地下水位大面積持續(xù)下降，降落漏斗的

3、面積不斷擴大，并由此帶來的一系列環(huán)境地質(zhì)問題。因此，分析灌區(qū)地下水超采條件下的水位動態(tài)特征，開展地下水人工補給研究，恢復和發(fā)展地下蓄水，進一步科學實施渠井結合，實現(xiàn)“三水”聯(lián)合運用，就成了解決問題的有效途徑。
　　 本文依托長安大學水與發(fā)展研究院所承擔的陜西省水利廳項目“提高大型灌區(qū)水資源利用效益，促進社會主義新農(nóng)村建設的試驗與示范”項目，以前人的研究成果為基礎，在充分考慮了環(huán)境演變、人類活動影響的基礎上，分析了典型渠井結合灌區(qū)

4、——涇惠渠灌區(qū)地下水系統(tǒng)的水文地質(zhì)條件、轉化規(guī)律及其地下水超采條件下的動態(tài)特征，建立了基于三層水文地質(zhì)結構、同時考慮隨機一確定參數(shù)耦合的三維地下水預測模型，對灌區(qū)地下水資源開采現(xiàn)狀及兩種補給方案條件下灌區(qū)未來20年地下水動態(tài)變化進行了多種方式的計算、預測、評價，結合試驗并以耦合模型為平臺對在灌區(qū)大面積推廣地下水人工補給進行了研究，得到如下研究成果：
　　 1、系統(tǒng)闡述了地下水人工補給的概念、原理，分析了影響地下水人工補給的因素，

5、總結了其優(yōu)缺點，并針對人工補給地下水中采用的計算理論進行了歸納，展望了未來地下水人工補給研究和實施中的新技術、新方法和新理論。
　　 2、系統(tǒng)分析了研究區(qū)域地下水系統(tǒng)的水文地質(zhì)環(huán)境及超采情況下地下水動態(tài)的演變歷程；基于“三水轉換”原理，確定了灌區(qū)的水均衡關系和均衡參數(shù)，并進行了水均衡計算，指出灌區(qū)地下水己處在嚴重的負均衡狀態(tài)，超采嚴重，由此說明了在灌區(qū)大面積開展地下水人工補給措施已刻不容緩，同時也為人工補給的研究提供了必要的數(shù)據(jù)

6、支撐。
　　 3、將研究區(qū)水文地質(zhì)概念模型和GIS集成，建立了灌區(qū)地下水隨機一確定耦合預測模型，并進行了20年地下水位動態(tài)預測，結果表明：在現(xiàn)狀用水模式條件下未來灌區(qū)地下水系統(tǒng)一直處在負均衡狀態(tài)，地下水位將持續(xù)下降，這對灌區(qū)地下水資源可持續(xù)發(fā)展提出嚴峻考驗。
　　 4、對灌區(qū)開展地下水人工補給進行了必要性和可行性分析，嘗試建立起了灌區(qū)地下水人工補給的評價指標體系，確定了體系中各種評價因子，采用AHP（層次分析法）中語氣算

7、子比較法確定了每個評價因子的權重，利用MapGIS軟件對評價指標體系進行了統(tǒng)計分析，并根據(jù)分析結果劃分出了灌區(qū)地下水人工補給適宜性分區(qū)。
　　 5、通過地下水人工補給試驗，研究了農(nóng)業(yè)灌溉水補給地下水的機理，計算了補給量和補給效率等參數(shù)，評價了最佳引滲補給方式，為灌區(qū)大面積開展地下水人工補給提出決策建議。
　　 6、結合試驗，初步提出了灌區(qū)兩種開展地下水人工補給的方案，以建立的隨機一確定耦合模型為平臺對各種人工補給方案條件