地下水开采对河流流量衰减的影响分析(1)(2)
2017-08-17 05:41
导读：(1) 式中：vb是基流量减少的体积；r0为抽水前的基流量；r是抽水后的基流量；δt是时间段的长度。 而任一时段内河流渗漏量增加的体积则可用下式计算：
(1)|
式中：vb是基流量减少的体积；r0为抽水前的基流量；r是抽水后的基流量；δt是时间段的长度。 而任一时段内河流渗漏量增加的体积则可用下式计算：
(2)
式中：vi是渗漏量增加的体积；q0为抽水前的渗漏量；q是抽水后的渗漏量；δt是时间段的长度。本文分别计算了抽水期间(每年的6～8月)和抽水后期(本年的9月～下一年的5月)的vb和vi，总的vb和i之和，就是河流流量衰减的体积。研究河流流量衰减时，常用河流流量的衰减量与抽水井开采量的比值来表达[3,8,10]基流减少量、渗漏增加量与抽水量的比值分别为：
(3)
和
(4)
式中：vbr为某一时段内总的基流减少量与总抽水量的比值；vir为某一时段内总的渗漏增加量与总抽水量的比值；q为抽水井的抽水量。本文分别计算了抽水期间和抽水后期5年内vbr和vir的平均值。 3 计算结果及分析 3.1 河流基流的减少 图2为ｖbr的空间分布特征，对比图2(a)和图2(b)可知，无论是在河流的南侧，还是北侧，vbr2比vbr1要大约3倍，这说明：当抽水井开采地下水时，抽水后期对河流基流量减少的影响约是抽水期间影响的3倍。这一信息提示人们：在设计地下水的优化开采方案时，不仅要考虑抽水井开采地下水在抽水期间对河流基流量减少的影响，更要重视开采地下水在抽水后期对河流基流量减少的影响，即抽水的残余影响(the residual effect)。 从图2(c)可以看出：河流南侧的vbr比北侧的大。这说明：抽水井开采地下水在河流南侧对河流基流量减少的影响要明显大于在河流北侧的影响。这是因为在河流南侧，地下水水位高出河水位的值要大于河流的北侧。地下水位高出河水位的值越大，抽水对河流基流量减少的影响越明显。因此，从减少抽水对河流基流量减少的影响角度出发，同等条件下(如抽水井离河流的距离相同、抽水量相同等)，应优先选择在河流北侧开采地下水。
图2 抽水期间的vbr(a),抽水后期的vbr(b)和总的vbr(c)的平面等值线 3.2 河流入渗的增加 图3为vir的空间分布特征，对比图3(a)和图3（b）可知，无论是在河流的南侧，还是北侧，vir2也比vir1要大，约大2～3倍。该信息表明：开采地下水在抽水后期对河流渗漏量增加的影响比抽水期间对河流渗漏量增加的影响要大2～3倍。
图3 抽水期间的vir(a),抽水后期的vir(b)和总的vir(c)的平面等值线 从图3(c)可以看出：河流南侧的vir比北侧的小。这说明：抽水井开采地下水在河流南侧对河流渗漏量增加的影响要明显小于在河流北侧的影响。这是因为在河流南侧，地下水水位高出河水位的值要大于河流的北侧。地下水位高出河水位的值越大，抽水对河流渗漏量增加的影响越小。因此，从减少抽水对河流渗漏量增加的影响角度出发，同等条件下(如抽水井离河流的距离相同、抽水量相同等)，应优先选择在河流南侧开采地下水。 4 结 语 研究结果表明：随着抽水井离河流的距离增大，开采地下水对河流流量衰减的影响迅速减少；抽水井无论对河流基流减少，还是对河流渗漏增加的影响，在抽水后期都比抽水期间的要大。本实例研究还显示，在不同地点，因水文地质条件的差异，抽水对河流基流减少、河流渗漏增加的影响也不相同。如在该研究区，抽水对河流基流减少和河流渗漏增加的影响在普拉特河南、北两侧截然相反。因河流两侧的含水层和包气带岩性相差不大，造成河流南、北两侧截然相反的主要原因是南侧地下水位高出河水位的值要大于河流的北侧。该研究成果对类似地区的水资源合理开发利用是极其重要的。同时，研究结果显示visual modflow可成功地用于模拟地下水开采对河流流量衰减影响的详细分析。 共2页: 1 [2] 下一页 论文出处(作者):
