毛烏素沙地地下淡水的形成、演化與可持續(xù)利用——以鹽池地區(qū)駱駝井水源地為例.pdf

1、毛烏素沙地屬內(nèi)陸干旱性氣候,降水稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈,地下水資源豐富,水質(zhì)良好,沙丘間的灘地地下水礦化度較高。研究區(qū)鹽池地區(qū)與毛烏素沙地南緣接壤,地表水資源匱乏,地下水資源是最主要的供水水源,但大部分地區(qū)地下水礦化度高,水質(zhì)整體較差,僅在東北部毛烏素沙地存在優(yōu)質(zhì)淡水。本文以中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“寧東能源基地地下水勘查”項(xiàng)目為依托,以研究地下淡水形成、演化與可持續(xù)開發(fā)利用為目標(biāo),以地下水動(dòng)力學(xué)理論為指導(dǎo),采用數(shù)值模擬的方法研究原生環(huán)境下地下淡水的形成

2、演化過程,揭示其機(jī)理,分析人類活動(dòng)影響下地下水流場(chǎng)及咸淡水界面運(yùn)移規(guī)律,確定地下水可持續(xù)開采閾值并提出地下淡水保護(hù)措施。研究主要獲得以下認(rèn)識(shí)和成果:
　　(1)白堊系環(huán)河組是一套湖泊相細(xì)碎屑巖、泥質(zhì)巖沉積,同時(shí)發(fā)育富含石膏的泥巖、粉砂巖夾石膏層,沉積巖石及水體含鹽度高,在古氣候干旱、地下水循環(huán)交替滯緩等因素的影響下,形成微咸水—咸水的地下水環(huán)境。
　　(2)根據(jù)研究區(qū)的鉆孔數(shù)據(jù)和地形地貌、水文地質(zhì)條件,結(jié)合研究目標(biāo),確定了模

3、擬范圍,將主要含水巖組概化為第四系風(fēng)積沙含水巖組、白堊系環(huán)河組上部及環(huán)河組下部砂巖、泥巖互層含水巖組,建立了水文地質(zhì)概念模型、數(shù)學(xué)模型和地下水流與溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)值模型,并進(jìn)行了模型的識(shí)別與驗(yàn)證。
　　(3)利用數(shù)值模型模擬了原生環(huán)境下地下淡水的形成演化過程,進(jìn)行了水鹽均衡計(jì)算和淺層含水層(模型第一層)地下水流速分區(qū)。將地下水流速處于0.2~0.5m/d、0.1~0.2m/d、0.05~0.1m/d及<0.05m/d分別劃分為較強(qiáng)徑流帶

4、、一般徑流帶、弱徑流帶和極弱徑流帶,得出淡水區(qū)水動(dòng)力條件優(yōu)越于咸水區(qū),同時(shí)淺層地下水平均水流速度大于深層地下水。
　　(4)從物源、水動(dòng)力條件、降水入滲與蒸發(fā)濃縮等幾方面分析了鹽池地區(qū)地下淡水形成與演化機(jī)理,認(rèn)為白堊系環(huán)河組和第四系風(fēng)積沙含水層差異性的母巖是構(gòu)成地下水水質(zhì)分布最基本的控制性因素,水動(dòng)力條件對(duì)地下淡水的形成與演化具有重要的驅(qū)動(dòng)作用,同時(shí),降水入滲、蒸發(fā)濃縮和包氣帶的巖性及含鹽量等對(duì)地下水水質(zhì)的形成、分布與演化具有重要

5、的影響,而且人類活動(dòng)會(huì)成為地下水水質(zhì)演化新的驅(qū)動(dòng)力。
　　(5)以?shī)Z取無(wú)效蒸發(fā)量為準(zhǔn)則,以不超過生態(tài)警戒水位為前提,以水質(zhì)約束為保障,確定了鹽池地區(qū)地下淡水可持續(xù)開采閾值為水源地開采井開采量19200m3/d,同時(shí)提出在以垂向水量交換為主、咸淡水共存的干旱半干旱地區(qū)地下淡水可持續(xù)開采閾值可確定為開采量約占淡水區(qū)水資源補(bǔ)給總量的25％左右。并提出分質(zhì)供水與綜合利用、合理開發(fā)與生態(tài)保護(hù)、加強(qiáng)地下水資源勘查工作、完善地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和節(jié)約