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南康盆地地下水资源防海水入侵开采方案研究
作 者: 王文君
导 师: 郭纯青
学 校: 桂林理工大学
专 业: 水文学及水资源
关键词: 地下水 海水入侵 南康盆地 GMS 数值模拟
分类号: P641.8
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
目前,社会经济迅猛发展,人们对水资源保护意识薄弱以及对水资源开发利用不合理,使得淡水资源的供需矛盾日益突出。近年来,中国及其它国家的一些滨海地区,由于地下水的超量开采,海水入侵日益严重,导致淡水资源遭到了严重的破坏,人类的健康和经济的发展也受到威胁。为控制海水入侵的进一步恶化,在控制地下水开采量的基础上,己探讨出许多行之有效的防治措施,治理效果比较显著。北海市南康盆地地下水开采历史悠久,地下水是当前城乡生活用水、工矿企业的工业用水及井灌农业用水的主要水源。随着城市和经济的发展,用水量增长迅速,曾因地下水超采,南康盆地西部市辖区海岸带地下水水位降落漏斗范围持续扩大,部分降落漏斗0m等水位线越出海岸线,导致海水入侵。本文针对海水入侵这一环境地质问题,基于GMS软件,对南康盆地第Ⅰ、Ⅱ承压孔隙含水层地下水流进行模拟,以防海水入侵为出发点,拟定南康盆地第Ⅰ、Ⅱ承压孔隙含水层地下水优化开采方案。研究内容主要包括以下3个方面:(1)阐述南康盆地水文地质条件,介绍南康盆地地下水埋藏条件、循环特征、动态类型、化学特性及地下水开采现状及存在问题。(2)建立南康盆地地层三维立体模型,对各孔隙含水层及其底部隔水层的基本特征进行论述,以此为基础,结合地下水流系统水文地质条件的概化原则,确定南康盆地孔隙含水层的模拟层、边界条件以及水文地质参数分区等,从而构建与完善其水文地质概念模型。随后,分析南康盆地孔隙含水层的防海水入侵功能,为后续建立防海水入侵的地下水开采方案研究提供基础。(3)运用GMS中的MODFLOW进行南康盆地第Ⅰ、Ⅱ承压孔隙含水层地下水数值模拟,模拟期为1995年8月到2010年10月,将模拟结果与实测结果进行对比分析。同时构建BP神经网络模型,与MODFLOW的预测结果对比。根据未来不同的降水情况,拟定5种情况预测2020年南康盆地第Ⅰ、Ⅱ承压孔隙含水层地下水水位,提出防海水入侵的地下水开发方案,为水行政主管部门科学地管理海水入侵区的地下水资源,合理地制定地下水的可持续开发利用方案提供科学的依据。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-9 第1章 引言 9-19 1.1 背景及意义 9 1.2 地下水数值模拟国内外研究现状 9-14 1.3 海水入侵国内外研究现状 14-15 1.4 主要研究内容、方法与手段 15-18 1.4.1 研究内容 15-16 1.4.2 拟解决的关键问题 16 1.4.3 研究方法与技术路线 16-17 1.4.4 主要创新点 17-18 1.5 小结 18-19 第2章 南康盆地自然地理及地质概况 19-29 2.1 自然地理概况 19-25 2.1.1 地理位置 19-20 2.1.2 气象 20-22 2.1.2.1 气温 20 2.1.2.2 降水 20 2.1.2.3 蒸发 20-21 2.1.2.4 热带气旋 21 2.1.2.5 潮汐 21-22 2.1.3 水文 22-24 2.1.4 社会经济 24-25 2.2 区域地质背景 25-28 2.2.1 地形地貌 25-27 2.2.2 地层岩性 27-28 2.2.3 基底构造 28 2.3 小结 28-29 第3章 南康盆地水文地质条件 29-47 3.1 地下水埋藏条件 29-31 3.2 含水层特性 31-42 3.2.1 松散岩类孔隙水含水层 31 3.2.2 其它含水层 31-33 3.2.3 含水层富水性 33-34 3.2.4 地下水循环特征 34-36 3.2.5 地下水动态 36-37 3.2.6 潜水孔隙含水层地下水化学类型及水质评价 37-42 3.3 地下水开采现状及存在问题 42-45 3.3.1 地下水开采现状 42-43 3.3.2 地下水污染 43 3.3.3 地下水水位降落漏斗 43-45 3.4 小结 45-47 第4章 南康盆地水文地质概念模型及滨海地下水库特征分析 47-65 4.0 GMS 软件简介 47-48 4.1 基于 GMS 的地层三维立体模型 48-56 4.1.1 含水层空间分布特征 48-49 4.1.2 地层三维立体模型中的地层概化 49 4.1.3 地层三维立体模型 49-56 4.2 水文地质概念模型 56-61 4.2.1 模拟层确立 57 4.2.2 边界条件概化 57-58 4.2.3 含水介质与水流特性概化 58 4.2.4 水文地质参数分区 58-61 4.3 南康盆地孔隙含水层的防海水入侵功能 61-63 4.3.1 南康盆地孔隙含水层地下水与海水可能存在的联系方式 61-62 4.3.2 南康盆地孔隙含水层的防海水入侵功能 62-63 4.3.3 南康盆地防海水入侵功能缺陷地段分析 63 4.4 滨海地下水库特征分析 63-64 4.4.1 蓄水条件 63 4.4.2 库区边界 63-64 4.4.3 导水系统和含水系统 64 4.5 小结 64-65 第5章 南康盆地地下水水流数值模拟及防海水入侵开采方案研究 65-89 5.1 地下水水流数学模型 65-69 5.1.1 数学模型的建立 65-66 5.1.2 数学模型的求解 66-67 5.1.3 GMS 模型求解 67-68 5.1.4 空间的离散 68 5.1.5 时间的离散 68-69 5.1.6 汇源项的确定 69 5.2 模型的识别 69-75 5.2.1 初始流场的确定 70 5.2.2 模型识别 70-73 5.2.3 模型验证 73-75 5.3 地下水水流神经网络模拟 75-81 5.3.1 BP 神经网络的基本原理 75-77 5.3.2 隐含层神经元个数的确定 77-79 5.3.3 模型数据的归一化处理 79-80 5.3.4 网络的训练 80-81 5.4 防海水入侵地下水开采预测分析 81-87 5.4.1 模拟预测方案和结果 81-86 5.4.2 地下水预测结果分析 86-87 5.5 小结 87-89 第6章 结论与建议 89-92 6.1 结论 89-90 6.2 不足与建议 90-92 致谢 92-93 参考文献 93-96 个人简历 96
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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 水文地质学与工程地质学 > 水文地质学(地下水水文学) > 地下水资源管理
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