大沽河咸水區(qū)地下水-人工湖泊水交換關(guān)系研究.pdf

1、水是人類賴以生存的資源，地下水是水資源的重要組成部分，是許多城市供水和農(nóng)業(yè)灌溉的主要水源。20世紀80年代由于人們超量開采大沽河下游地下水引發(fā)了海水入侵。1998年李哥莊南部麻灣莊截滲墻的建立，有效的阻止了海水入侵，但也使部分咸水體殘留在了李哥莊地區(qū)。后由于采砂過程在李哥莊地區(qū)形成了大小不一的人工湖泊，地下咸水與人工湖泊之間的交換關(guān)系直接影響到該片區(qū)域水資源總量與結(jié)構(gòu)的評價和地下咸水體分布變化，進而影響該片區(qū)域地下咸水體的治理。所以，深

2、入研究大沽河下游咸水區(qū)地下水-人工湖泊水交換關(guān)系，對于地下水質(zhì)的監(jiān)測和地下水資源綜合利用具有非常重要的意義。
　　本文在調(diào)查研究區(qū)域自然環(huán)境的基礎上，建立了地下水和人工湖泊水位、水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)，自行設計和加工一組滲透流量儀，采用砂槽模擬試驗分別測定了滲流穩(wěn)定時間和滲透流量儀校正系數(shù)，將標定的滲透流量儀應用于大沽河東岸魏家屯人工湖泊與地下水滲流量的測定。同時，根據(jù)氣象數(shù)據(jù)和湖泊的水位監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用水量均衡的方法，計算了地下水與人工湖泊的

3、年交換量。主要得到以下結(jié)論:
　　(1)現(xiàn)場監(jiān)測表明，地下水的水位分布與地形基本一致呈現(xiàn)西南地區(qū)較高，北部地區(qū)較低的趨勢，且動態(tài)變化具有明顯的季節(jié)性;湖泊水位呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升的趨勢。另外，鹽度僅在空間分布上有較大變化，而時間和季節(jié)的變化并沒有對鹽度的變化造成影響。在研究區(qū)的南部靠近截滲墻附近小范圍內(nèi)，鹽度存在垂向上分層的現(xiàn)象，水平方向上鹽度在研究區(qū)表現(xiàn)出東南部最高，向西北漸減的規(guī)律。
　　(2)設計并加工滲透流量儀，滲透流量儀

4、的滲透室直徑28cm，高15cm。通過砂槽試驗可知，滲流穩(wěn)定時間過短時，由于儲水袋本身的特性會導致滲流儀測定結(jié)果偏大。當砂槽滲透速度為20cm/d，滲流穩(wěn)定時間為1min時，測定滲透流速為23.31cm/d±2.33，遠大于實際砂槽滲流速度;當滲流穩(wěn)定時間過長時，容易使儲水袋飽和或被排空以導致測定失敗。另外，在確定了合適的滲流穩(wěn)定時間之后，控制水頭高度改變砂槽的滲流速度求得了滲流儀的校正系數(shù)為1.10。
　　(3)滲流儀的野外測定

5、結(jié)果表明，人工湖泊四周均表現(xiàn)為地下水補給人工湖泊，但補給速率會因為位置的改變而發(fā)生變化。在湖泊東北方向滲流儀的測定結(jié)果為3.28cm/d，而在湖泊南部滲流儀的測定結(jié)果為0.56cm/d。另外，高強度的降雨會在短時間內(nèi)改變二者的交換關(guān)系。7月24-26日的強降雨之后滲流儀測定結(jié)果顯示，此時兩者之間的交換關(guān)系為湖泊補給地下水。其原因是由于高強度的降雨使得湖泊水位驟升0.7m，導致一段時間內(nèi)湖泊水位高于地下水位，從而短時間內(nèi)改變了兩者之間的交