南水北調中線工程受水區地下水庫調蓄能力研究

《南水北調中線工程受水區地下水庫調蓄能力研究》是依託鄭州大學，由平建華擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：南水北調中線工程受水區地下水庫調蓄能力研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：平建華
• 依託單位：鄭州大學

項目摘要

針對南水北調引江水的來水量具有年際、年內不均勻和水源區與受水區存在同豐、同枯的特點，不能完全滿足受水區城市和工業用水的穩定性和連續性，分析了南水北調受水區修建地下水庫，調蓄水資源的必要性和可行性。指出已有研究存在的問題，包括地下水庫庫區水循環刻畫不全面，地下水庫調蓄功能模擬和調節水量計算局限於水均衡法和地下水數值模擬法。本課題將結合已有資料和水文地質試驗，進行地下水庫的調蓄條件分析。在“四水轉化”（大氣降水、地表水、土壤水和地下水）的理論下，研究南水北調受水區安陽城區地下水庫區水循環，構建三維含水層系統模型，主要採用地球化學方法、數理統計和分散式水文模擬方法定性定量評價水循環系統，評估水文地質參數，評價大氣降水、地表水、土壤水和地下水相互作用。採用分散式水文模型模擬地下水庫區的水文循環，進行地下水庫調蓄功能模擬和調節水量計算。研究成果將促進地下水庫調蓄理論的發展，具有科學價值和實際意義。

結題摘要

針對南水北調引江水的來水量具有年際、年內不均勻和水源區與受水區存在同豐、同枯的特點，分析了南水北調受水區修建地下水庫，調蓄水資源的必要性和可行性。 項目主要研究內容和成果如下： （1）刻畫了地下水庫區水循環特徵 利用CRD方法研究得到大氣降水對地下水的補給率為11%，採用基流分割法確定基徑比為26.94%。 地表水同位素值2016年8月δ18O值變化範圍為-9‰~-8.7‰，δD值變化範圍為-65‰~-63‰，2017年1月δ18O值變化範圍為-8.5‰~-8.2‰，δD值變化範圍為-63‰~-61‰，地下水穩定同位素值，2016年8月δ18O值範圍為-10.4‰~-5.5‰，δD值範圍為-75‰~-46‰，2017年1月δ18O值範圍為-10.2‰~-5.4‰，δD值範圍為-75‰~-45‰。河流中游表明地表水補給地下水，少部分降水補給地下水。下游為大氣降水補給淺層地下水。 2016年8月採樣地表水、潛水（除16號樣）和泉水平均氚年齡均小於2017年1月，地表水與潛水均小於1年。2017年1月地表水採樣點氚年齡平均值3.13年，氚年齡值2~5年集中分布，占62.5%。承壓水年齡分布特徵與氚一致。安陽河與南水北調相交處所在區域承壓水年齡在40~50年，向東在安陽河、茶坡溝和洪水河間地區增至50~60多年，南部沿洪水河樣點和安陽河下游沖洪積扇緣地帶年齡增至60年左右。 （2）分析了地下水庫調蓄條件 確定了研究區潛水及承壓水的極限最高水位（埋深4m）；潛水的極限最低水位允許疏乾至潛水含水層完全飽和厚度的1/3，承壓水的極限最低水位為承壓含水層頂板標高及其對應的特徵庫容。確定地下水庫區調蓄水源包括大氣降水、河水、灌溉回滲等補給、水庫汛期前棄水及南水北調余水。研究區西部適合採用回灌井方式進行地下水庫回灌補給。 （3）建立了地下水庫區分散式水文模型計算調蓄水量 利用MIKE SHE 耦合MIKE 11建立地下水庫區分散式水文模型，模擬計算了潛水地下水庫的最大調蓄水量為5.2億m3，實時調水水量為0.29億m3，潛水地下水庫的實時蓄水水量為4.91億m3；承壓含水層的最大調蓄水量為0.55億m3，承壓含水層的實時調水庫容為0.36億m3，承壓含水層的實時蓄水庫容為0.196億m3。 研究成果將促進地下水庫調蓄理論的發展，具有科學價值和實際意義。