硕士河南省平顶山沙王水源的评价secret文档格式.docx

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企业导师王志光职称教授级高级工程师

2006年12月

中国地质大学工程硕士学位论文

河南省平顶山沙王水源地地下水资源评价

培养单位水资源与环境学院

专业地质工程

研究方向地下水模拟与评价

导师邵景力教授

研究生段明发

声明

本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国地质大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：

日期：

关于论文使用授权的说明

本人完全了解中国地质大学有关保留、使用学位论文的规定，即：

学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；

学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。

（保密的论文在解密后应遵守此规定）

签名：

导师签名：

日期：

摘要

ABSTRACT

引言

第一章自然地理及地质概况

1.1自然地理

1.1.1交通位置

1.1.2气象水文

1.1.3地形地貌（附图）

1.2地层与构造

1.2.1地层

1.2.2构造

第二章区域水文地质条件

2.1岩溶水水文地质条件

2.2孔隙裂隙水水文地质条件

2.3第四系孔隙水水文地质条件

第三章水源地水文地质条件

3.1主要含水岩组

3.2地下水的补给、径流和排泄

3.3地下水的动态变化

3.4地下水的化学特征

3.5断层对地下水系统的影响

第四章地下水资源量计算与评价

4.1地下水资源量评价原则与方法

4.2水文地质参数计算与确定

4.3水均衡法计算水资源量

4.3.1现状条件下地下水水量均衡

4.3.2开采条件下地下水水量均衡

4.4数值法计算地下水资源量

4.4.1模拟范围

4.4.2水文地质概念模型

4.4.3数学模型

4.4.4初始条件及边界条件

4.4.5求解方法

4.4.6模型中的参数选用

4.4.7模型识别

4.4.8现状年模拟结果

4.4.9水位动态预测分析

4.5水质评价

第五章地下水资源保护与管理

5.1保护

5.2管理

结论与建议

致谢

参考文献

目前数值模拟方法是对地下水资源评价的主要手段。

本文通过对三门峡辛店水源地有关地质水文及气象环境等资料的分析研究，建立了地下水流二维非稳定流数学模型进行数值计算，对开采性抽水试验条件下地下水位变化进行模拟，预测开采期间地下水资源的变化趋势，评价其对原有各水源地和农业等的影响，并采用水均衡方法进行了对比分析。

尽管各开采井所处单元的水位呈持续下降趋势，但是由于靠近黄河，水位下降趋势越来越小，最后趋于稳定，表明水源地在黄河侧向补给的保障下，对电厂的供水开采是有保证的。

同时说明本文所建立的评价模型适用于刻画傍河型水源地地下水流场的变化，用来对水源地开采动态进行预测取得了良好的实际效果，为同类型水源地水资源评价积累了可资借鉴的经验。

关键词：

傍河水源地，数值模拟，评价，预测

Abstract

Numericalsimulationmethodisthechiefmeasuretoevaluategroundwaterresouceactually.Throughanalyzingandresearchingonthedataofgeology,hydrologyandclimaticphenomenonofSanMenXiaXinDiangroundwaterresoucearea,thispaperestablishesthemathematicsmodelof2-Dtransientseepage.Andusethismodeltoemitatethechangeofgroundwateronconditionoftheexploitationofpumptest,topredictthechangingtendencyofgroundwaterintheexploitperiod,toevaluateitsinfluncestotheoriginalgroundwaterresouceareaandagriculture,andtocompareandanalyzethroughthewater-balancedmethod.Althoughthewater-levelofeachunitoftheexploitwellcontinuetohavethetendencyofdecline,yetbecauseitisneartheYellowRiver,thetendencyofwater–leveldeclinewillbecomesmalleransmaller,andfinallywillstayataboutthesamelevelwithfewchanges.ItsuggeststhatunderthesecurityoftheYellowRiversupply,thegroundwaterresouceareaprovidetheguaranteetothewaterexploitationofthepowerstation.Italsoshowsthattheevaluationmodelinthispaperisfitfordepictingthechangesontransientseepageofgroundwaterresouceareaalongriver.Thismodelisusedforthepredictionofexploitedtrendsofgroundwaterresoucearea,andacquiredgoodpractical-results.Sothismethodaccumulatevaluedexperiencefortheevaluationofthesametypegroundwaterresoucearea.

Keywords:

groundwaterresouceareaalongriver;

numericalsimulation;

prediction;

evaluation

三门峡惠能热电有限责任公司扩建总装机容量16万千瓦热电联产工程，厂址选在原惠能电厂之西侧，供水水源拟采用地下水，需水量2.5×

104m3/d。

本次评价主要建立在河南省有色金属地质勘查总院对其原辛店水源地东、西两侧沿黄河扩大延伸地段进行的供水勘探基础之上。

评价方法是通过考察扩大开采区150m以浅的含水层的分布、岩性、厚度、富水性、水质特征和地下水的补给、径流、排泄等条件，对研究区水文地质条件进行合理概化，建立地下水二维非稳定流数学模型，并对模型进行求解、识别和检验，利用验证过的数值模型对水源地地下水流场以及开采远景进行模拟评价，论证地下水开采条件和保证程度，预测开采期间地下水资源的变化趋势，以及对原有各水源地和农业等的影响。

从而对整个水源地的规划提供参考依据。

评价区面积为92km2，现有耕地面积为72349亩，占总面积的52.4%，实灌面积为66349亩，占耕地面积的91.7%；

即水利化程度已达91.7%。

区内全部开发利用地下水，年开采地下水1298.177×

104m3。

工农业开采井深度一般为85~150m，均为混合开采。

由于区内农业水利化程度较高，工农业开采量大，区内地下水位有逐渐下降趋势。

原电厂辛店水源地施工探采结合孔10眼（其中T6孔已冲坏），经近六年来开采资料统计，其开采量有逐年增大的趋势，年开采过程中，一般10月份至次年1月份开采量较大，其它月份开采量较小。

六年来平均开采量0.607~1.3573×

扩大开采水源地是辛店水源地在黄河南岸向上、下游东、西两端的自然延伸，地质地貌及水文地质条件基本类同，均属典型傍河型水源地。

傍河水源地地下水的补给来源主要是河流的侧向入渗补给，河流的水量对傍河地下水源地的开采量影响较大。

傍河水源地一般具有如下特征：

（1）赋水介质一般由第四系地层构成，自河流的上游到下游，傍河含水层的颗粒由粗到细；

（2）与所傍河流水力联系密切，水源地的集中开采能够激发增大河水对傍河含水层的入渗补给；

（3）傍河型水源地的开采井一般采取沿河平行布设的形式。

对于傍河型地下水水源地，其论证评价目标主要包括如下内容：

（1）地下水赋存条件及水环境质量；

（2）不同的开采条件下，可资开发的水资源数量；

（3）补给量的组成及河水补给量所占比例分析；

（4）允许开采量的综合保证程度；

（5）水源地开发引起的区域水资源变化状况及对其它用水户的影响。

局部水源地地下水资源的评价一般有两种作法：

一种是按降深要求对最大允许开采量的评价，另一种是按供水要求论证水源地的保证程度或评价不同开采期限内的水位降深情况。

对未来开采量的计算，一般多采用水动力学的解析法或数值法与电模拟法等，含水介质条件和边界条件简单时常用解析法，复杂时则用数值法或电模拟法。

本文采用数值模拟方法对辛店水源地开采条件下的水位变化状况进行了模拟，对前述论证目标进行了预测和评价，同时采用水均衡法对结果进行了相互验证。

二十世纪五十年代以来，评价区内曾先后作过不同比例尺的地质、水文地质工作，积累了较为丰富的基础资料，特别是《河南省三门峡西能源基地水文地质初步勘察报告》，《河南省三门峡西能源基地供水方案研究报告》和《河南省陕县热电厂辛店水源地供水水文地质勘探报告》等成果，对区域地下水类型、埋藏分布规律和开发利用前景作了全面调研和论证。

对认识本区地质、水文地质条件更具有重要意义。

平顶山三和热电有限责任公司沙王水源地，位于平顶市北渡镇沙王村南。

测绘总面积为165km3，勘探范围西起荆山，东至屈庄，北起牛楼，南至张村，面积2.9km2。

地理坐标为：

东经113°

20′30″至113°

21′30″，北纬33°

42′至33°

43′。

焦枝线从勘测区西部通过，叶宝路从中部东西向通过，交通十分便利（见图1.1.1-1）。

图1.1.1-1交通位置图

本区属大陆性半干旱季风气候。

据平顶山气象站1966~1998年的降水量、蒸发量资料及22年气温、相对湿度、绝对湿度气象资料统计，多年平均气温15.1℃，多年极端最高气温43.3℃（1972年6月11日）；

极端最低气温－18℃（1969年1月4日）。

多年平均降水量734.59mm