陸海玉, 賈連杰, 趙正國(guó)

(山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院,山東 濟(jì)南 250013)

地下水漏斗修復(fù)及效果預(yù)測(cè)分析

陸海玉, 賈連杰, 趙正國(guó)

(山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院,山東 濟(jì)南 250013)

根據(jù)研究區(qū)水文地質(zhì)條件,建立地下水?dāng)?shù)值模型,利用模型對(duì)地下水漏斗區(qū)修復(fù)措施效果進(jìn)行對(duì)比分析,選取了 “開(kāi)源、促滲、節(jié)流、調(diào)結(jié)構(gòu)” 的修復(fù)方案;通過(guò)效果預(yù)測(cè),得出修復(fù)措施實(shí)施后效果明顯,漏斗區(qū)地下水位恢復(fù)較快,為修復(fù)措施的可行性提供支撐,對(duì)指導(dǎo)地下水漏斗區(qū)綜合治理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

地下水漏斗;水文地質(zhì);數(shù)值模型;地下水修復(fù);開(kāi)源;促滲

中國(guó)是一個(gè)水資源匱乏的國(guó)家,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,對(duì)水資源的需求量越來(lái)越大,長(zhǎng)期大量集中超采地下水造成全國(guó)特別是東部沿海地區(qū)出現(xiàn)大量地下水漏斗。山東省平原區(qū)地下水超采區(qū)面積為12 210 km2,約占全國(guó)的1/5,其中尤以淄博—濰坊超采區(qū)面積最大,達(dá)5 422 km2,占全省地下水超采區(qū)總面積的44.4%[1]。漏斗區(qū)地下水位持續(xù)下降、含水層枯竭、地面沉降、水質(zhì)惡化、海(咸)水入侵等一系列生態(tài)與環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題,危及供水安全和生態(tài)安全,嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。因此,研究地下水漏斗區(qū)修復(fù)措施,進(jìn)行修復(fù)效果預(yù)測(cè),對(duì)指導(dǎo)地下水漏斗區(qū)綜合治理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 地下水漏斗分布及形成原因

1.1 區(qū)內(nèi)地下水漏斗區(qū)分布

通過(guò)區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀地下水水位調(diào)查和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析,繪制了淺層地下水等水位線圖(圖1),可以看出研究區(qū)現(xiàn)狀地下水埋深1.20～37.63 m,地下水位-17.71～11.61 m,淺層地下水在中西部地區(qū)由四周向中北部徑流,東部地區(qū)由西向東徑流,地下水漏斗區(qū)主要集中在區(qū)內(nèi)中部和東部。中部漏斗中心位于田莊鎮(zhèn)仇王—唐山鎮(zhèn)西馬一帶,漏斗中心水位高程<-5.0 m(埋深20 m左右);東部漏斗位于索鎮(zhèn)東北部,漏斗中心水位高程<-17.0 m(埋深30 m左右)。地下水漏斗區(qū)以地下水位等水位線4.0 m為基準(zhǔn),初步確定漏斗區(qū)面積約為198 km2,占縣域面積的38.90%。

1.2 地下水漏斗區(qū)形成原因分析

區(qū)內(nèi)位于山前微傾斜沖積—洪積平原區(qū),地勢(shì)南高北低,由西南向東北緩傾,地面坡降1∶700～1∶2 000,海拔高程6.5～29.5 m。研究區(qū)第四系覆蓋層厚度250～400 m,地層巖性主要為沖洪積沉積的粘土、砂質(zhì)粘土、中細(xì)砂,沖積湖積沉積的壤土、粘土、粘土質(zhì)砂、粉細(xì)砂及沖積海積沉積的砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)粉細(xì)砂、粉砂等。上部淺層地下水主要表現(xiàn)為潛水,根據(jù)歷史地下水位數(shù)據(jù)(1980年前),地下水位埋深一般為1.5～2.8 m,地下水流向由西南向東北緩流。

根據(jù)調(diào)查,20世紀(jì)70年代初研究區(qū)開(kāi)始大規(guī)模開(kāi)采地下水,主要用于工業(yè)生產(chǎn)、城鄉(xiāng)生活及農(nóng)田灌溉,隨著城市規(guī)模擴(kuò)大和社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,地下水開(kāi)采量不斷增加,地下水位開(kāi)始不斷下降。由索鎮(zhèn)前畢村26號(hào)監(jiān)測(cè)井的長(zhǎng)期地下水位觀測(cè)數(shù)據(jù)可以看出,地下水位由1980年的17.45 m下降到2000年的-14.96 m,地下水位下降32.41 m。根據(jù)地下水資源量計(jì)算,研究區(qū)多年平均地下水可開(kāi)采量為11 648.3萬(wàn)m3,可開(kāi)采模數(shù)為28.4萬(wàn)m3/km2;實(shí)際地下水年均開(kāi)采量14 062.0萬(wàn)m3,實(shí)際開(kāi)采系數(shù)1.21[2]。地下水開(kāi)采井相對(duì)比較集中,且多數(shù)分布于漏斗區(qū)內(nèi)。

分析認(rèn)為,地下水的集中超量開(kāi)采是研究區(qū)地下水漏斗形成的主要原因。

圖1 淺層地下水等水位線圖(2014年9月)Fig.1 Contour map of shallow groundwater level (September 2014)1.河流;2.鐵路;3.村莊;4.縣界;5.鄉(xiāng)鎮(zhèn)界;6.縣城;7.閘;8.本次工程項(xiàng)目;9.調(diào)查評(píng)價(jià)范圍;10.現(xiàn)狀地下水等水位線;11.現(xiàn)狀地下水流向。

2 水文地質(zhì)概況

2.1 水文地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)位于沖積—洪積平原水文地質(zhì)區(qū),按照地下水埋藏條件及含水層巖性組合、富水性等特點(diǎn),垂直方向上由淺到深分為潛水—淺層微承壓水、中深層承壓水、深層承壓水。本次研究的漏斗區(qū)地下水主要為潛水—淺層微承壓水。

區(qū)內(nèi)潛水—淺層微承壓水主要賦存于第四系松散沉積物孔隙中,埋深在60 m以上,主要表現(xiàn)為潛水,局部具有微承壓性。含水層累積厚度5～15 m,層數(shù)多、單層薄,含水層巖性以粉細(xì)砂、細(xì)砂為主,其次為中細(xì)砂、粉砂,局部地段有中粗砂及小礫石。研究區(qū)中部及東部地帶富水性中等,單井涌水量500～1 000 m3/d,呈條帶狀分布;其余大部分區(qū)域單井涌水量<500 m3/d。含水層多受古河道的制約,呈條帶狀分布,其補(bǔ)給、徑流、排泄條件和動(dòng)態(tài)變化直接受地形地貌、水文氣象及人為因素的控制。淺層地下水主要補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水和地表水入滲,其次是灌溉回滲和上游側(cè)向徑流。人工開(kāi)采是淺層地下水的主要排泄途徑,其次是蒸發(fā)和地下徑流排泄。

2.2 地下水動(dòng)態(tài)特征

由地下水位動(dòng)態(tài)變化曲線可以看出(圖2),區(qū)內(nèi)地下水年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化主要受降水和開(kāi)采綜合影響,1—3月份由于開(kāi)采量較小,水位漸升;之后由于農(nóng)業(yè)春灌大量開(kāi)采,加之降水稀少,水位大幅度下降,一般在6月水位降至最低;隨后進(jìn)入主汛期降水增多,地下水得到有效補(bǔ)給,水位回升,多在10月出現(xiàn)最高水位;隨著秋冬農(nóng)灌開(kāi)采,水位開(kāi)始下降。綜上所述,淺層地下水年內(nèi)多呈升—降—升—降的變化規(guī)律。

3 數(shù)值模型的建立

地下水?dāng)?shù)值模擬是根據(jù)區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件,先建立地下水系統(tǒng)概念模型,再通過(guò)數(shù)值模擬建立地下水流數(shù)學(xué)模型,通過(guò)不斷調(diào)試模型參數(shù)進(jìn)行重復(fù)計(jì)算,使數(shù)值模擬工作成為“數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)”,以觀測(cè)結(jié)果和計(jì)算結(jié)果擬合差為標(biāo)準(zhǔn),不斷校正模型,最后達(dá)到利用數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)方法研究地下水運(yùn)動(dòng)機(jī)理的目的[3]。

圖2 研究區(qū)降雨量與觀測(cè)井水位曲線(唐山鎮(zhèn)唐二村監(jiān)測(cè)井)Fig.2 Rainfall and water level observation wells curve of study area(Monitoring well of Tangshan town Tang 2 village)

3.1 水文地質(zhì)概念模型

3.1.1 邊界條件的確定與概化

根據(jù)區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)特征及地下水系統(tǒng)特點(diǎn),模型西側(cè)以勝利河為界、北側(cè)以小清河為界,均概化為定水頭邊界,水頭高度根據(jù)各河流多年月平均水位按月份分別賦值,模擬河流與含水層之間的側(cè)向補(bǔ)排關(guān)系。南側(cè)、東部均概化為二類流量邊界,邊界流量根據(jù)地下水等水位線,通過(guò)達(dá)西定律分別計(jì)算賦值。模型范圍總面積約627.6 km2。

含水層自由水面為模型的上邊界,過(guò)該邊界與系統(tǒng)外發(fā)生垂向交換,上邊界高程根據(jù)地形線及地下水位進(jìn)行刻畫,下邊界高程根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)剖面進(jìn)行刻畫,取潛水—淺層微承壓水含水層層底,下邊界概化為隔水邊界。

3.1.2 含水層概化

地下水為第四系松散孔隙水,含水層厚度通過(guò)區(qū)域水文地質(zhì)鉆孔分別設(shè)定,并通過(guò)參數(shù)的分區(qū)賦值區(qū)分含水層的性質(zhì)。

區(qū)內(nèi)含水層存在一定的非均質(zhì)特征,而不同方向上的差異較小,因而將松散含水介質(zhì)概化為非均質(zhì)各向同性。區(qū)內(nèi)含水層厚度比較大,在常溫常壓下地下水運(yùn)動(dòng)符合達(dá)西定律,故將地下水流運(yùn)動(dòng)形式概化為平面二維流。地下水位動(dòng)態(tài)受降水、蒸發(fā)、側(cè)向補(bǔ)給和河流水位等因素的影響,影響地下水位動(dòng)態(tài)的因素隨時(shí)間的變化而變化,地下水水位存在動(dòng)態(tài)變化,地下水運(yùn)動(dòng)為非穩(wěn)定流,將各個(gè)水均衡要素逐月輸入模型中。綜上,將區(qū)內(nèi)的地下水流概化為非均質(zhì),各向同性潛水二維非穩(wěn)定流。

3.2 數(shù)學(xué)模型的建立及求解

3.2.1 水流模型

根據(jù)區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件,通過(guò)分析地下水補(bǔ)、徑、排特征,將區(qū)內(nèi)的含水層概化成非均質(zhì)、各向同性、二維非穩(wěn)定的地下水流模型,水流模型用下列的數(shù)學(xué)模型表述:

3.2.2 模型建立

運(yùn)用基于有限差分法的GMS軟件包建立區(qū)內(nèi)的地下水流模型,經(jīng)參數(shù)識(shí)別與模型檢驗(yàn)后,對(duì)區(qū)內(nèi)地下水流系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析。

根據(jù)區(qū)內(nèi)含水層結(jié)構(gòu)和地下水徑流特征,對(duì)區(qū)內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格剖分,剖分后的模擬區(qū)單元總數(shù)為28 731個(gè),其中有效單元數(shù)為17 154個(gè)。

3.2.3 源匯項(xiàng)處理

(1) 補(bǔ)給項(xiàng)。模型中的補(bǔ)給項(xiàng)包括降雨入滲補(bǔ)給、定流量邊界補(bǔ)給、灌溉回滲補(bǔ)給。

① 降雨入滲補(bǔ)給。在模型中降雨入滲量按面狀補(bǔ)給量處理。降雨補(bǔ)給量計(jì)算公式為:

Q=α×F×X

式中:α、F、X分別為降水入滲系數(shù)、降水入滲面積和降水量。

降水入滲面積取研究區(qū)整個(gè)面積,降水入滲系數(shù)α取0.33。降雨量按照水文站觀測(cè)的2013年1月—2013年12月份降雨資料的月平均值分月賦值。降雨入滲補(bǔ)給量可以通過(guò)模型中Recharge模塊自動(dòng)計(jì)算并進(jìn)行模擬。

② 定流量邊界補(bǔ)給。地下水邊界流量根據(jù)達(dá)西定律計(jì)算,計(jì)算公式為:

式中:Q為單位時(shí)間滲流量;K為滲透系數(shù);F為過(guò)水?dāng)嗝?h為總水頭損失;L為滲徑長(zhǎng)度。

滲透系數(shù)K取邊界處各分區(qū)地下水含水層綜合滲透系數(shù);過(guò)水?dāng)嗝鍲取區(qū)內(nèi)邊界處含水層斷面面積;h/L通過(guò)區(qū)內(nèi)邊界處現(xiàn)狀地下水等水位線計(jì)算獲取。

③ 灌溉回滲。區(qū)內(nèi)現(xiàn)有耕地面積3.2萬(wàn)hm2,經(jīng)計(jì)算,農(nóng)業(yè)灌溉回滲量扣除蒸發(fā)補(bǔ)給約850萬(wàn)m3。本次模型建立時(shí)根據(jù)耕地范圍和面積按面狀補(bǔ)給量平均分配到4月、5月、6月、10月和11月進(jìn)行處理。

(2) 排泄項(xiàng)。模型中的排泄項(xiàng)包括蒸發(fā)、定水頭邊界出流排泄、人工開(kāi)采量、對(duì)深層地下水的越流排泄。

① 蒸發(fā)量。區(qū)內(nèi)部分地區(qū)潛水埋深較大,蒸發(fā)量相對(duì)較小。蒸發(fā)量按照水文站2013年1月—2013年12月實(shí)測(cè)蒸發(fā)量取每月平均值,蒸發(fā)極限埋深取經(jīng)驗(yàn)值4 m,蒸發(fā)量通過(guò)模型中E.T.模塊自動(dòng)計(jì)算并模擬。

② 開(kāi)采量。根據(jù)地方水利局提供開(kāi)采井資料,淺層地下水開(kāi)采井共10 647眼,其中10 375眼開(kāi)采井取水用途是農(nóng)業(yè)灌溉,其它為工業(yè)用水、生活用水開(kāi)采,年開(kāi)采量總計(jì)約1.40億m3。根據(jù)開(kāi)采區(qū)域和開(kāi)采時(shí)間對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)分區(qū)分別進(jìn)行賦值。

③ 越流排泄。由于區(qū)內(nèi)深層地下水開(kāi)采程度較高,深層水位持續(xù)下降,使淺層水向深層水越流排泄。經(jīng)計(jì)算,多年平均越流排泄量為1 274.9萬(wàn)m3。

3.3 模型驗(yàn)證及識(shí)別

本次數(shù)學(xué)模型的識(shí)別采用的是試估—校正法。通過(guò)參數(shù)調(diào)整進(jìn)行反演且結(jié)合手工調(diào)參,根據(jù)收集的降水、蒸發(fā)、河流水位及地下水井觀測(cè)資料,模型模擬的地下水流場(chǎng)與區(qū)內(nèi)實(shí)際監(jiān)測(cè)地下水流場(chǎng)基本吻合,整體擬合較好(圖3)。通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)三個(gè)觀測(cè)井的地下水動(dòng)態(tài)曲線進(jìn)行擬合,各動(dòng)態(tài)曲線擬合程度滿足要求。

因此,該地下水?dāng)?shù)值模型符合區(qū)內(nèi)的實(shí)際水文地質(zhì)條件和地下水系統(tǒng)特征,可以利用其進(jìn)行地下水系統(tǒng)方面的研究,指導(dǎo)地下水漏斗區(qū)修復(fù)措施的方案選取。

4 地下水漏斗修復(fù)措施

治理措施除對(duì)地下水漏斗修復(fù)效果明顯外,還應(yīng)盡可能結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有河道、濕地、水庫(kù)等水利設(shè)施,即充分利用現(xiàn)有水利設(shè)施減低工程投資達(dá)到有效地下水漏斗修復(fù)目的。利用地下水?dāng)?shù)值模型可以對(duì)不同修復(fù)方案效果進(jìn)行預(yù)測(cè),通過(guò)效果對(duì)比、分析,選取最佳的治理方案。

通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有水利設(shè)施進(jìn)行分析研究,利用地下水?dāng)?shù)值模型進(jìn)行方案效果預(yù)測(cè)對(duì)比,區(qū)內(nèi)地下水漏斗區(qū)治理選用“開(kāi)源、促滲、節(jié)流、調(diào)結(jié)構(gòu)”的方式來(lái)減少開(kāi)采和加大補(bǔ)給,實(shí)施地下水漏斗區(qū)域的修復(fù)和促進(jìn)地下水位的回升[4]。

4.1 開(kāi)源

開(kāi)源即充分利用地表水源替換地下水開(kāi)采量。區(qū)內(nèi)充分利用分配的引黃水、引江水指標(biāo)及雨洪資源,通過(guò)實(shí)施水源工程,為北部、中部工業(yè)用水提供穩(wěn)定水源,實(shí)施引水、河道治理和馬踏湖生態(tài)濕地工程為沿河及周圍農(nóng)業(yè)灌溉提供客水資源,從而減少工業(yè)和農(nóng)業(yè)采用地下水資源現(xiàn)狀,達(dá)到替換地下水過(guò)量開(kāi)采的目的。區(qū)內(nèi)通過(guò)新建水庫(kù)、生態(tài)河道及濕地修復(fù)等綜合治理工程后,增加雨洪水、引黃及引江水等地表水利用量6 550萬(wàn)m3,預(yù)計(jì)每年可減少的淺層地下水開(kāi)采量3 630萬(wàn)m3。

4.2 促滲

促滲即通過(guò)實(shí)施河道攔蓄、生態(tài)濕地修復(fù)等措施,促進(jìn)地表水滲漏補(bǔ)給地下水。研究區(qū)實(shí)施“三橫四縱一濕地”工程加大雨洪資源利用和地表水促滲。通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)“三橫四縱”七條河道采取清淤、生態(tài)治理、新建或重建攔河建筑物,加大存蓄雨洪水資源量,促進(jìn)河道滲漏補(bǔ)給地下水;通過(guò)馬踏湖生態(tài)濕地綜合整治,對(duì)雨洪水及黃河客水進(jìn)行存蓄,加強(qiáng)水體的置換能力,增大地表水面積和范圍,增加入滲涵養(yǎng)地下水源。

4.3 節(jié)流、調(diào)結(jié)構(gòu)

地下水漏斗反映出的危機(jī)主要是水資源利用方式、治水模式與發(fā)展觀念的問(wèn)題。要想從根本上解決地下水漏斗區(qū),不僅需要工程措施保證經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,還需要提高水資源的利用效率和效益,促進(jìn)自覺(jué)節(jié)水的機(jī)制,建設(shè)節(jié)約型社會(huì)。同時(shí)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、工業(yè)技術(shù)改造,大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),研究開(kāi)發(fā)和推廣中水回用技術(shù),改變當(dāng)前的工業(yè)和農(nóng)業(yè)以地下水資源為主的用水結(jié)構(gòu)。

圖3 模擬流場(chǎng)和觀測(cè)流場(chǎng)擬合圖Fig.3 Fitting figure of simulation of flow field and flow field observation1.河流;2.鐵路;3.村莊;4.縣界;5.鄉(xiāng)鎮(zhèn)界;6.縣城;7.閘;8.本次工程項(xiàng)目;9.模擬范圍;10.模擬地下水等水位線;11.實(shí)際地下水等水位線。

5 效果預(yù)測(cè)

5.1 預(yù)測(cè)賦值

(1) 區(qū)內(nèi)通過(guò)實(shí)施水庫(kù)、生態(tài)河道及濕地修復(fù)等綜合治理工程后,增加雨洪水、引黃及引江水等地表水利用量,可減少的淺層地下水開(kāi)采量為3 630萬(wàn)m3/a。假定預(yù)測(cè)期內(nèi)保持之前建立模型的條件不變的情況下,通過(guò)關(guān)閉開(kāi)采井的方式進(jìn)行賦值,主要分配給地下水漏斗區(qū)。

(2) 馬踏湖濕地增加滲漏量按調(diào)蓄水量的20%估算,新增滲漏量約400萬(wàn)m3/a。通過(guò)在馬踏湖濕地內(nèi)增加一個(gè)面狀補(bǔ)給源賦值補(bǔ)充地下水。

(3) 河道治理后,河道及坑塘增加的滲漏量按地表徑流量的15%估算,新增滲漏量約300萬(wàn)m3/a。通過(guò)沿各河道設(shè)置河流補(bǔ)給賦值補(bǔ)充地下水。

(4) 新建的新城水庫(kù)及于家村水庫(kù)滲漏量按年調(diào)蓄水量的3%估算,新增滲漏量約153萬(wàn)m3/a,通過(guò)在庫(kù)區(qū)內(nèi)增加一個(gè)面狀補(bǔ)給源賦值補(bǔ)充地下水。

5.2 漏斗區(qū)地下水位預(yù)測(cè)

經(jīng)模型預(yù)測(cè),修復(fù)措施實(shí)施后,區(qū)內(nèi)地下水水位均有不同程度地上升,在漏斗區(qū)上升較為明顯。修復(fù)措施實(shí)施1年后田莊鎮(zhèn)漏斗區(qū)中心地下水漲幅為0.43 m,5年后地下水漲幅為2.34 m,10年后漏斗區(qū)地下水漲幅為4.36 m;1年后索鎮(zhèn)漏斗區(qū)中心地下水漲幅為2.54 m,5年后地下水漲幅為7.85 m,10年后漏斗區(qū)地下水漲幅為12.70 m。索鎮(zhèn)漏斗區(qū)中心位置上漲幅度最大,可能是由于該漏斗區(qū)地下水水位最低,且位于新建水庫(kù)于家村水庫(kù)南部不遠(yuǎn)處,由于水庫(kù)補(bǔ)給和開(kāi)采量減少,對(duì)于漏斗區(qū)的修復(fù)效果最明顯。修復(fù)措施實(shí)施10年后地下水漏斗區(qū)中心地下水位變化曲線見(jiàn)圖4。

5.3 環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題預(yù)測(cè)

經(jīng)模型預(yù)測(cè),修復(fù)措施實(shí)施后,促滲措施中涉及的7條河道、馬踏湖濕地等周邊地下水水位均有不同程度地上升,但上升幅度有限,地下水埋深均大于場(chǎng)區(qū)浸沒(méi)臨界深度1.50 m,因此修復(fù)工程不會(huì)引起浸沒(méi)、次生土壤鹽漬化等環(huán)境水文地質(zhì)問(wèn)題。

6 結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)地下水流場(chǎng)數(shù)值模擬預(yù)測(cè),修復(fù)措施實(shí)施后可以得出以下結(jié)論:

圖4 地下水漏斗區(qū)中心地下水位預(yù)測(cè)變化曲線圖Fig.4 Forecast the groundwater level change curveof groundwater funnel district

(1) 區(qū)內(nèi)地下水水位在漏斗區(qū)上升較為明顯,特別是漏斗區(qū)中心位置上漲幅度最大,修復(fù)措施將有利于漏斗區(qū)地下水位的恢復(fù),說(shuō)明修復(fù)方案有效。

(2) 地下水漏斗區(qū)中心位置較周邊地下水位上漲幅度大,這主要是受漏斗區(qū)水力坡度大的影響。

(3) 修復(fù)工程主要對(duì)漏斗區(qū)地下水水位影響明顯,其它處地下水水位影響較小,修復(fù)工程的運(yùn)行不會(huì)引起浸沒(méi)、次生土壤鹽漬化等環(huán)境水文地質(zhì)問(wèn)題。

地下水漏斗的形成是長(zhǎng)期超采地下水所致,除采取工程措施外,還應(yīng)加強(qiáng)制度管理和監(jiān)督。同時(shí),促滲工程可能會(huì)影響地下水水質(zhì),為此提出以下建議:

(1) 加強(qiáng)地下水開(kāi)采管理和監(jiān)督,關(guān)閉漏斗區(qū)地下水開(kāi)采井,防止地下水超量開(kāi)采影響漏斗區(qū)地下水水位恢復(fù)。

(2) 做好地表水的防污染措施,定期對(duì)促滲河道、濕地等地表水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),防止河水污染影響地下水水質(zhì)。

(3) 為使地下水漏斗修復(fù)更加有效,可以在漏斗區(qū)內(nèi)和流場(chǎng)上游增加回灌井,并加大促滲措施。

(4) 設(shè)置地下水長(zhǎng)期監(jiān)控井,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取措施。

[1] 山東省水利廳.山東省地下水超采區(qū)綜合整治實(shí)施方案[R].濟(jì)南:山東省水利廳,2015.

[2] 淄博市水資源管理辦公室、淄博水文水資源勘測(cè)局.山東省淄博市水資源綜合調(diào)查評(píng)價(jià)[R].淄博:淄博水文水資源勘測(cè)局,2014.

[3] 易立新,徐鶴.地下水?dāng)?shù)值模擬:GMS應(yīng)用基礎(chǔ)與實(shí)例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

[4] 山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院.山東省桓臺(tái)縣利用亞行貸款地下水漏斗區(qū)域綜合治理示范工程可行性研究報(bào)告[R].濟(jì)南:山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院,2014.

(責(zé)任編輯：陳文寶)

Remediation and Effect Forecast Analysis of Groundwater Funnel Area

LU Haiyu, JIA Lianjie, ZHAO Zhengguo

(ShandongSurveyandDesignInstituteofWaterConservancy,Jinan,Shandong250013)

Paper establishes numerical groundwater flow model based on the hydrogeological conditions of the study area,using the model of the effect of rehabilitation program are analyzed to select the optimal engineering measures; through the “open source penetration,throttling,structural adjustment” is selected. Remedy performance forecasts the results show that the water table funnel region recover faster,the effect is obvious,the feasibility of remedial measures to provide strong support,which guide the comprehensive management of groundwater funnel area has important practical significance.

groundwater funnel; hydrogeology; numerical model; groundwater remediation; raise income; permeation enhancing

2016-04-22;改回日期:2016-05-05

陸海玉(1978-),男,工程師,碩士,地質(zhì)工程專業(yè),從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察及地下水環(huán)境科學(xué)研究工作。E-mail:Luhaiyu201@163.com

P641.2; P641.8

A

1671-1211(2016)03-0483-06

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.03.055

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20160505.1531.024.html 數(shù)字出版日期:2016-05-05 15:31