水利工程对某市大沽河地下水水量影响及硝酸盐污染预测

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1、水利工程对某市大沽河地下水水量影响及硝酸盐污染预测1绪论1.1研究目的和意义青岛市是我国北方严重缺水城市之一，水资源短缺一直是制约青岛市发展的重要因素。通过保护水资源质量，对现有水资源进行合理而充分的开发，运用水利工程等措施来增加水资源储量是青岛市水资源工作的重点。大沽河位于胶东半岛西部，是青岛市最大的河流，在青岛市内流域面积4631.3km2，流域范围覆盖莱西市、平度市、胶州市、即墨市和城阳区。大沽河流域水资源丰富，多年平均河川径流量为6.311亿m3。大沽河丰富的水资源为青岛市的经济社会发展提供了强大的

2、保障，但随着工农业的开采加剧，大沽河流域地下水水位出现下降，个别地区甚至形成了降落漏斗而引发地质灾害。对大沽河流域地下水的开采进行有效的监管和评价，才能更加合理和充分地利用该区域地下水资源。为了更加充分地利用大沽河流域的水资源，大沽河位于青岛市的河段已建成中型水库8座，小型水库90座，塘坝拦河闸1223座，这些水利设施的地表总拦蓄水量达4.143亿m3。水利设施的修建显著提高了大沽河流域地表水储量，从而加强了河水向地下水的补给，增加了大沽河流域地下水水量，这些增加的水量是我们可开发的宝贵资源。对大沽河河道水

3、利设施进行研究，可以更好地评价其作用，定量地掌握激发开采量，进而为水资源的进一步开采利用提供理论依据。.........1.2研究现状1.2.1地下水水量水质评价方法研究进展地下水对人类生产和生活具有很大影响，对地下水的监测评价研究由来已久，监测评价方法有定性和定量两种。定量研究地下水的方法有水均衡法、相关分析法、解析法和数值法[1]。水均衡法的原理是质量和能量守恒定律，适用的空间范围很广，而且原理简单，方法灵活，计算较为简便，但日益频繁的人类活动早已打破地下水系统的天然平衡，多年水均衡分析中已很难找到一个

4、多年的平衡期，这是制约水均衡法在可持续性评价中应用的最大问题[2]。相关分析法属于数理统计法的一种，它应用统计和数学方法来寻找现象与主要因素之间的关系，并利用相关分析思路来推求这种关系，相关分析法切实可行而且相对比较简单，它的主要缺点是运用时须有地下水位、降水等的长观资料，而且资料要有一致性，在相关计算之前，要认真分析所研究的现象，明确是否存在内在的联系[3]。解析法是从机理上深入分析地下水的渗流运动和特征，缺点是在理论和形式上都要求几近完美，然而实际含水层的结构和边界条件都比较复杂，极难得出解析解，有时即

5、使得出了解也无法在实际中应用[4]。数值法能很好的解决解析法遇到的问题，它适用于各种复杂地下水问题，均能得出满足某一精度的结果，随着时间的推移，数值法在各种地下水问题中得到越来越广泛的应用，特别是近年计算机技术的迅猛发展，使得数值法的大型复杂运算成为可能。2研究区概况2.1自然地理概况研究区为温带大陆性季风气候，受海洋环境的影响和调节，季风明显，四季分明。春季风大、少雨干旱，夏季高温多雨、湿度大，秋季晴朗干爽，冬季漫长干冷。青岛市南村站1951年以来的气象长观资料显示，青岛市年平均气温12℃，最热月份7月平

6、均气温25.3℃，最冷月份1月平均气温-3.3℃，年温差不大于50℃。观测期最低气温出现在1981年12月27日（-21.1℃），最高气温出现在2002年7月15日（38.2℃）。降水量在时间和空间上分布都不均匀。时间上的分布不均匀主要表现在年际分布不均匀和季节分布不均匀上。以南村站长观资料分析，1997年为降水量最小年（310.7mm），1964年为降水量最大年（1242.6mm），最大年降水量几近为最小年降水量的4倍。一年内6~9月降水量达到全年降水量的71.76%，因此研究区常出现季节性干枯。2.2区

7、域地质条件研究区内出露的地层结构简单，只有白垩系地层和第四系地层。主要地层分三类：岩性为中基性火山岩及火山碎屑岩的下白垩系青山组（K1q)，分布面积较小，裂隙较发育，主要存在于即墨七级乡的岔河、后吕戈庄一带，抗风化力强弱不均，半坚硬-坚硬；呈暗红色厚层状粉砂质粘土层、粉砂岩的白垩系王氏组（K2。研究区内第四系的砂层富水性最强，是主要含水层，白垩系青山组含水性较差，而白垩系中的泥页砂岩含水透水性都差，是区域的隔水边界。研究区位于中朝准地台、鲁东迭台隆的中南部，跨胶莱中台隆和胶南、胶北台拱三个三级构造单元，以褶

8、皱构造、韧性剪切带及脆性断裂构造为主。北西和北东为主要节理方向，呈斜交或直角状态。节理的发育受岩性和断裂构造的共同影响。缓慢上升是新构造运动在本区的主要表现，而且上升具有不均衡性[60]。沉积地貌占流域的4/5。山区高程为200~300米以上，丘陵高程50～200米，平原地貌一般高程在50米以下。3大沽河水源地地下水流数值模型........253.1研究区水文地质概念模型和数学模型的建立........253.