开采条件下华北平原浅层地下水系统演变研究

摘要

华北平原在长期、大量开采地下水等因素的影响下，地下水系统及循环规律发生变化，进而导致地下水资源数量、质量发生较大变化，环境问题也日益严重。研究开采条件下地下水系统演化特征和水文地质参数的变化，可为华北平原水资源合理利用提供科学依据。 本文依托于“华北平原地下水可持续利用调查评价”项目，以华北平原浅层地下水系统为研究对象，从地下水补径排、水动力场、水文地质参数等方面，研究地下水系统演变特征，并探讨地下水开采对浅层地下水系统演变的影响机制。其中，重点研究了水位变动带给水度的变化，利用现代软件工具做出了华北平原不同开采时段水位变动带综合给水度的分布图；在正定试验场对现状水位埋藏条件下山前平原降水入渗补给量进行了野外试验，利用天然环境氯离子示踪法和人工氚示踪法对开采导致的巨厚包气带降水入渗补给地下水进行了初步研究，计算了降水入渗补给速率和入渗补给量，分析了降水入渗系数的变化。 研究表明，大规模高强度开采条件下，华北平原浅层地下水系统多年平均补排均衡差为-21.76×10<'8>m<'3>/a，导致浅层地下水水位持续下降。相比于1959年来说，2003年山前平原浅层地下水位降幅大部分地区达20-40m，部分地段高达60-70m；中部平原也多在1-10m，部分地段则达10-15m；滨海平原多在1-5m。水位大幅下降，使华北平原浅层地下水系统以降水-蒸发为主导的天然补径排方式演变为以人工开采为主导的新的补径排方式，从山前平原经中部平原向滨海流动的天然地下水流场演变为以开采为主导、以地下水水位降落漏斗为汇点的新流场。水位埋深增大，包气带变厚，导致相关水文地质参数发生变化：水位变动带给水度变幅在山前平原相对较大，多在0.018～0.06之间，部分地段高达0.072以上，中东部平原则普遍变化较小，变幅在-0.018～0.018之间：蒸发系数在山前大部分地区基本为零，但沿黄灌区则有所增大；山前平原正定试验场计算的降水入渗系数为0.158，与80年代计算结果0.16相比减小不明显，中东部平原典型区降水入渗系数为0.082～0.219。 总之，大规模开采地下水引起水位下降，使地下水系统剧烈变化，是导致水文地质参数变化和水文地质环境问题产生的主要因素。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第一节选题依据与研究基础

第二节研究现状

第三节主要内容与研究意义

第四节技术路线

第五节创新点

第二章区域背景

第一节自然地理概况

第二节社会经济概况

第三节地质背景

第四节第四系含水系统分布

本章小结

第三章地下水系统变化特征

第一节地下水补、径和排条件变化特征

第二节地下水动力场变化

第三节含水层结构的变化

本章小结

第四章水文地质参数变化

第一节给水度变化及影响因素

第二节潜水蒸发系数变化特征

第三节入渗系数变化特征

第四节其它参数的变化特征

本章小结

第五章开采对地下水系统演变影响分析

第一节地下水开采状况

第二节地下水位变化的开采时效性

第三节地下水开发利用的环境问题

第四节开采对地下水系统演变的影响分析

本章小结

结论与建议

第一节结论

第二节建议

致谢

参考文献

个人简历