平原水库渗漏及其对区域地下水动态影响研究 ——以斗门水库试验段为例

论文摘要

建设平原水库是干旱及半干旱地区调配水资源的重要手段。渗漏作为平原水库建设及运行中所面临的常见问题之一,会对区域地下水环境带来一定的隐患。为揭示平原水库渗漏特性,分析其对区域地下水动态的影响,本文以陕西省斗门水库试验段为例,分析了渗漏对地下水位、水质的影响,研究了渗漏强度的时空间分布特征及其影响因子,预测了斗门水库整体建成后的渗漏特性及区域地下水流场变化规律,取得以下主要成果:(1)斗门水库试验段沉积物渗透系数在水平方向上表现为中等空间变异性,在垂向上表现为强空间变异性。经验公式(A&S公式)所得结果与室内渗透试验结果差异较小,可用于渗透系数的推求。(2)试验段库区渗漏使得区域地下水流场整体上升0.5—2.5m/a,库区年渗漏量约为7026m~3/a,约占总库容(155万m~3)的4.53‰,不会造成较大水量损失,现行防渗措施可行。(3)试验段库区渗漏强度在时间上表现为丰水期较小,枯水期较大的特征,在空间上表现为北部(壤土、粉土、中砂)较大,南部较小(壤土)的特征。渗漏强度空间分布差异的主要影响因子为渗透系数,时间分布差异的主要影响因子按综合排序依次为东部地下水位(GWF1)、库水位、降雨量、西部地下水位(GWA1)、蒸发量。(4)渗漏对试验段库区东部(GWF1)地下水水质指标影响较为明显,其中温度、pH、总磷指标变化在一定范围之内,不会带来水质隐患,氨氮浓度存在超标现象。(5)建立了斗门水库区域地下水流数值模型,预测分析表明水库蓄水面积的扩大会使得地下水流场出现了大范围的水位抬升区。北湖(第二阶段建设)和南湖(第三阶段建设)蓄水造成的水位抬升区面积分别为18.8km~2、31.44km~2,抬升区中心地下水位抬升值分别为0.2 m、0.36m。斗门水库整体蓄水5年,区域地下水位抬升约1.2—3m,库水与地下水的关系始终表现为库水补给地下水。(6)斗门水库整体蓄水情况下,水库渗漏表现出明显的时空间分布特征,在空间上表现为南湖>北湖>试验段,南湖渗漏量占总渗漏量比约为55%。在时间上水库渗漏量呈下降趋势,年均下降0.88万m~3/a,多年平均渗漏量约为22.4万m~3/a,约占库容的4.87‰。地下水位和库水位分别是造成水库渗漏时空间差异的主要原因。(7)斗门水库整体蓄水情况下,渗漏强度与地下水位呈负相关关系,与库水位呈线性正相关关系。地下水位平均每上升1m,水库渗漏强度减小约3.3—3.7mm/a。库水位平均每上升1m,渗漏强度增大约4.34mm/a。不同库水位条件下水库渗漏损失占库容比均在9‰以下,对水库运行影响不大。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 平原水库渗漏研究现状
•     1.2.2 水库渗漏对地下水动态影响研究现状
•   1.3 研究内容与技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 第二章 研究区基本概况
•   2.1 斗门水库工程概况
•     2.1.1 地理位置
•     2.1.2 工程建设规划与防渗概况
•   2.2 气象及水文条件
•   2.3 地貌及地层岩性
•     2.3.1 地形地貌
•     2.3.2 地层岩性
•   2.4 水文地质条件
•     2.4.1 潜水含水层组
•     2.4.2 补径排特征
•   2.5 斗门水库智能监测系统的建立
•     2.5.1 地下水及气象监测系统位置
•     2.5.2 监测所用传感器概况
•   2.6 本章小结
• 第三章 渗透系数的测定与分析
•   3.1 渗透系数的测定方法
•     3.1.1 变水头渗透试验
•     3.1.2 颗粒分析试验
•   3.2 试验结果分析
•     3.2.1 土样颗粒级配特征
•     3.2.2 土样渗透系数
•     3.2.3 空间变异性
•   3.3 本章小结
• 第四章 水库渗漏特性分析
•   4.1 区域地下水位动态特征
•     4.1.1 地下水位年际变化特征
•     4.1.2 地下水位年内变化特征
•   4.2 试验段地下水位动态特征
•     4.2.1 监测井地下水位特征
•     4.2.2 区域地下水流场特征
•     4.2.3 地下水位剖面线特征
•   4.3 库水-地下水位动态分析
•   4.4 渗漏量及渗漏强度的计算
•     4.4.1 水库渗漏模型的建立
•     4.4.2 库底渗漏分区
•     4.4.3 渗漏计算结果
•   4.5 渗漏时空间分布特征及其影响因子
•     4.5.1 渗漏强度时空分布特征
•     4.5.2 渗漏影响因子分析
•     4.5.3 渗漏特性的总结分析
•   4.6 渗漏条件下地下水质特征指标变化
•     4.6.1 库水-地下水温度及pH
•     4.6.2 库水-地下水氨氮及总磷
•   4.7 本章小结
• 第五章 渗漏条件下地下水流场预测
•   5.1 模型的概化
•     5.1.1 模拟区范围
•     5.1.2 水力特征及边界条件
•     5.1.3 数学模型
•   5.2 模型高程及剖分
•     5.2.1 模型剖分
•     5.2.2 模型顶底板标高
•   5.3 模型的识别和校正
•     5.3.1 水文地质参数初值的确定
•     5.3.2 模型初始流场
•     5.3.3 拟合校正结果
•   5.4 模型的应用
•     5.4.1 模型应用情景
•     5.4.2 不同情景下地下水流场特征
•     5.4.3 不同情景下观测井水位特征
•   5.5 不同情景下水库渗漏预测
•     5.5.1 渗漏的时空间分布特征
•     5.5.2 地下水及库水位对渗漏强度的影响
•   5.6 本章小结
• 结论与建议
• 参考文献
• 攻读学位期间参与科研项目及发表论文情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李文溢

导师: 周维博

关键词: 平原水库,渗漏特性,数值模拟,渗漏影响因子,地下水动态

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,水利水电工程

单位: 长安大学

基金: 陕西水利科技项目“平原水库(昆明池)蓄水条件下区域地下水环境变化”

分类号: TV223.4;P641

总页数: 89

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