松原市地下水资源与环境综合信息模拟管理研究

松原市地下水资源与环境综合信息模拟管理研究

张建伟[1]2004年在《松原市地下水资源与环境综合信息模拟管理研究》文中指出本论文是松原市水利局水资源管理办公室的立项课题(松原市地下水资源与环境综合模拟管理研究)中期研究工作的基础上完成的。本论文的研究领域属于地质科学、水利工程、环境科学、系统工程、现代计算机应用技术的交叉应用学科范畴,其研究内容反映了上述各学科理论基础和应用技术的有机结合。本论文在充分了解和分析国内外研究现状的基础上,结合松原市水资源和水环境保护的实际,从系统论、综合信息论的观点出发,运用Visual-Modflow技术软件对松原市多层介质地下水的纵横向信息进行分析、关联、综合的基础上,建立起多层介质含水系统、地下水循环与污染系统、地下水水质与水量叁维数值模拟管理系统。该系统的建立和应用,将使松原市地下水资源管理从传统的单一含水层的平面二维流信息管理跨入到多层介质含水系统的空间叁维综合信息管理的新阶段,从单一水量管理跨入到水资源与水环境综合管理的新领域。从而彻底改变松原市水资源管理的现状,废除传统的定性或半定量的单一要素管理方式,建立新型的系统化、信息化、可视化、最优化的管理模式,在地下水资源开发利用与环境保护的综合管理和动态管理技术研究方面,实现新的突破。该管理系统的优势在于,可快捷准确地解决松原市地下水资源管理中常见的而且难以解决的一些重要问题。如叁维数值模拟和预测、地下水循环系统和污染系统、地下水资源评价(区域、流域、分层、分区的评价)、地下水开采方案的抉择(现状开采方案预测评价、扩大开采方案预测评价、规划水源地开采方案预测评价、开采方案的比选优化等)和地下水环境保护措施的制定等问题。为松原市地下水资源开发与环境保护的综合管理提供先进的理论、技术、方法、模式,并树立系统化、模型化、计算机化、可视化的水资源管理样板。为松原市地下水资源管理开拓新途径,为地下水资源可持续利用提供可靠的技术保障,具有重要的理论意义和实用价值。 本论文的研究目标是,研究成果为松原市地下水资源开发与保护的综合管理树立“样板”,开拓新途径,提供一套符合21世纪可持续发展战略要求的综合管理理论、方法和模式。使松原市水资源管理早日实现现代化、规范化、科学化和计算机化,从而步入全国水资源开发利用与保护的综合管理的先列。 本论文研究的技术路线是,资料收集整理与国内调研查新→现场调查测试、形成工作大纲→地下水赋存环境背景研究(自然地理、地质、水化学环境)→地下水赋存环境演变→(自然地理、含水系统、水动力场、水化学环境)→野外室内实验与水量模型参数测定→地下水循环系统→室内实验与水质模型参数测定→地下水污染系统→含水系统叁维流场生成(浅层水流场、弱透水层流场、深层水流场)→地下水叁维数值模拟模型建立→地下水叁维数值模拟管理系统→模拟管理系统的应用→结论。 本论文的主要研究内容: 1.地下水赋存的自然环境,包括地形地貌、气象、水文、地质环境。地质环境包括岩土环境(岩土的粒度、化学、矿物组成,岩土的结构和空隙类型、岩土的物性指标)和含水系统。借助于电镜扫描、孔隙水压力传递实验、饱和粘性土渗透实验等手段,对松原市弱透水层的孔隙结构、孔隙存在形式、孔隙网络及其中水分运移规律等进行了深入的研究,在原有研究的基础上,得出水分在松原弱透水层中的渗透规律Ⅴ——Ⅰ关系曲线及其关系方程,为正确认识弱透水层透水与隔水的双层性质及其相互转化条件,对沟通上下含水层的水力联系起到的纽带作用等水分运移的机理问题,为多层介质含水系统和统一渗流场的建立奠定了基础。反映了该领域的前沿水平。 2.地下水赋存环境的演变,阐述了随着社会生产力的发展、人类活动对地下水的赋存环境的影响越来越大。这种影响主要表现在自然地理环境的演变,包括河、湖、库水吉林大学硕士论文摘要文环境的演变(第二松花江、松花江、拉林河、查干湖水质恶化、水量锐减);地质环境的演变(包括地形地貌景观的演变、含水系统的演变、水动力场的演变),原生地形地貌的变化和地下水开采的加剧,使松原市含水系统由浅、深层复合的具有统一水位的半敞开、半封闭含水系统转化为全敞开型地下水含水系统;水动力场由平面二维流演变为空间叁维流;水化学环境演变表现为水化学类型由原来较为单一的重碳酸钙型、重碳酸钙钠型、重碳酸钠型变为复杂的HCq一SqZ一代扩+、HcO3一5042义a2+一Mg2+、Heo3一5042.一衬a+一CaZ+、5042一Heo3训a+一ea,+、el‘一504,,一HCo3一Na+一CaZ+型等。矿化度、pH条件也发生明显的变化。 3.水化学与水污染系统。本文全面系统研究了松原市潜水、承压水的水化学环境特征,包括水化学类型的分布特征、矿化度、pH环境的变化特征,系统评价了潜水、承压水的水污染程度,水环境质量,根据地下水流场特征、污染源分布特征、污染途径、污染运移特征,按系统论观点阐明了地下水污染系统的构成与分布,并在此基础上综合考虑地表水与地下水环境进行了水环境功能分区和水环境保护分区治理规划,计算了第二松花江、查干湖的环境容量、划分了重点水源地的卫生防护带提出了具体的控制对策和治理措施,为松原市水?

郝洋[2]2017年在《吉林省平原区地下水水量时空演化特征研究》文中研究表明吉林省平原区主要包含长春市、四平市、松原市、白城市等4个市以及下辖17个县(区),是吉林省经济发展的核心,是全国重要的商品粮生产基地。随着地下水开采强度加大,致使部分地区地下水过量开采,造成生态环境恶化,制约了研究区的可持续发展,因此掌握研究区地下水位、地下水资源量的时空演化特征,及地下水资源模数与其影响因素的关联程度对合理开发利用研究区地下水资源具有重要意义。本文依托吉林省水利厅水资源专项《吉林省1比5万水文地质图集编制》项目,对吉林省平原区第四系地下水位和地下水资源量时空演化特征进行研究。通过绘制研究区地下水动态曲线图和2000年、2014年等水位线图,查明研究区地下水位的时空演化特征;采用补给法对研究区2000~2013年间地下水资源量进行计算,借助地理信息系统对地下水资源量的空间分布情况进行分析,通过2000~2013年地下水资源量演化曲线图对地下水资源量的时间演化特征进行分析;采用灰色关联法对地下水资源模数的影响因素进行分析。并取得如下成果:(1)基于野外水文地质调查及地下水位长期观测资料,绘制了2000年与2014年潜水、承压水等水位线图,结果表明:研究区山前倾斜平原区潜水位为134~210m,河谷平原区潜水位为106~198m,松拉河间地块潜水位为127~204m,台地高平原区潜水位为145~231m,波状高平原潜水位为122~230m。与2000年相比,2014年潜水位在山前倾斜平原与西部低平原下降区面积大,在台地高平原区潜水位下降幅度最大,为8.6m。研究区承压水位为111~203m,与2000年相比,2014年承压水位在西部低平原下降区面积大,在西部低平原水位下降幅度最大,为15.5m。(2)通过绘制年内及年际地下水动态曲线,对研究区地下水位随时间演化规律进行研究,结果表明:研究区地下水位随时间变化与降水量随时间变化趋势一致。其中长春市、四平市、松原市的地下水位变化幅度较小,地下水位升降幅度在合理范围内。白城市地下水位下降明显,且下降范围较大。(3)运用补给法对研究区地下水资源量进行计算和分析,并对比不同年份地下水资源模数的空间分布情况,结果表明:研究区地下水资源总量为63.24×108m3/a,其中降水入渗补给量占地下水资源总量的92.0%。各地貌单元分区地下水资源模数由大到小为:河谷平原>西部山前倾斜平原>波状高平原>松拉河间地块>西部低平原>台地高平原;各行政区地下水资源模数由大到小为:长春市>四平市>白城市>松原市。2000~2005年全区地下水资源模数普遍增加,2005~2010年西部低平原区地下水资源模数下降明显,2010~2013年山前倾斜平原和西部低平原地下水资源模数上升明显。(4)通过计算研究区2000~2013年间地下水资源量及资源模数,结合各行政区开采量对地下水资源量进行分析,结果表明:地下水资源量与资源模数整体上随时间变化趋势与降水量随时间变化趋势一致。长春和四平地区的地下水资源模数随时间变化幅度稍大,松原市的地下水资源量变化幅度较小。长春市和松原市开采量小于地下水可开采量,四平市在枯水年开采量接近地下水可开采量,白城市在部分枯水年开采量超过地下水可开采量。(5)影响地下水资源模数的因素主要有:下垫面因素、气象因素、水文因素以及人为因素,其中降水量是影响地下水资源模数的主导因素。由于各分区的自然条件及人为作用的差异,使不同分区内各影响因素对地下水资源量的影响也略有不同。

李红薇[3]2017年在《基于DPSIR模型的松原市水资源可持续利用评价》文中研究指明在社会与经济处于不断发展的情况下,使得人类对水资源产生的需求日益增加,加重了整个世界范围内水资源短缺的严重程度。松原市位于吉林省西部,下辖宁江区、前郭县、长岭县、乾安县和扶余市5个县市(区),在水资源的可持续利用方面出现的问题主要有水资源不均匀的分布及利用方式的不合理带来的日益突出的供需矛盾,小型水利工程设施相对较为薄弱等问题,这些问题均会成为松原市实现水资源可持续利用的最大阻碍,因此,评价松原市近几年的水资源可持续发展情况,并对其未来的可持续发展潜力进行预测,有助于对水资源系统的变化及其带来的影响进行了解;进而,使松原市的水资源可持续利用水平向着良好的方向发展;同时,实现整个地区社会经济和生态环境的和谐发展。本研究以DPSIR模型为基础,进行水资源可持续利用评价指标体系的建立,对松原市2010~2015年水资源可持续利用水平进行评价。同时,采用灰色预测法对其2016~2020年的可持续利用水平进行预测,得到以下结论:以构建的DPSIR模型为基础,分析应用于水资源系统的驱动力、压力、状态、影响和响应5个因素的涵义及这些因素相对应的指标选择需考虑的方面。以因素分析的结果为依据,结合松原市的实际情况筛选出21个指标,构建了水资源可持续利用评价指标体系。通过将变异系数法与改进熵值法综合形成的客观组合赋权法对所选指标的权重值进行计算,并根据综合指数法计算出松原市水资源可持续利用水平综合评价值,计算结果表明,宁江区和前郭县的综合评价值变化趋势均为先升后降,且下降幅度较大;乾安县和扶余市的综合评价值均屡有波动;长岭县的综合评价值呈先降后升的变化。由此可知,松原市水资源可持续利用水平的发展变化趋势具有较大的波动性,同时朝着不可持续的方向发展。利用GM(1,1)灰色预测模型,预测松原5个县市(区)在2016~2020年水资源可持续利用水平,结果表明:宁江区,前郭县和扶余市的水资源可持续利用水平均呈持续下降趋势;长岭县的水资源可持续利用水平呈平缓上升的趋势;乾安县的水资源可持续利用水平上升幅度与长岭县相比更为缓慢,即,整个松原地区水资源可持续利用水平的发展趋势相对乐观的仅有长岭县和乾安县,其余县市(区)的水资源可持续利用水平的发展趋势较差。通过本文的研究,较全面地揭示了松原市水资源可持续利用水平及发展变化趋势,有针对性地提出有利于松原市的水资源可持续利用的对策及建议,有助于改善当地水资源开发利用模式。

邰伟[4]2017年在《松原市地下水资源调查评价》文中指出城镇化进程的加快,社会经济的变革,生活用水和生态建设用水,特别是工业用水量的急剧增加,使水资源供需的矛盾日益加大。作为水资源的重要组成部分,地下水的合理开发利用尤为重要。本文以松原市作为研究区域,通过开展地下水资源调查评价,掌握松原市地下水资源的基本情况,为科学管理和有效开发利用地下水资源提供科学依据,保证水资源可持续开发利用。本文在充分了解松原市自然地理及社会经济情况,全面研究松原市的地形地貌、地质及水文地质环境、地下水化学等资料的基础上,进行了地下水资源量计算评价及地下水质量评价。评价过程中参考了松原市各县(市、区)地下水资源规划报告和前人有关研究成果,分析整理了2001~2014年气象、水文和地下水动态监测资料,调查统计了该时段全市各乡镇农业灌溉面积、各业地下水实际开采量、地表水引灌等资料,引用了吉林省水资源综合规划地质单元和计算参数,最终形成35年(1980~2014)系列和14年(2001~2014)系列两套评价成果。经分析,全区地下水资源量为:35年系列137084.6310~4m~3,14年系列133863.3310~4m~3。地下水可开采量总计为:35年系列104912.3310~4m~3,14年系列地下水可开采量为106061.4310~4m~3.分析了松原市地下水现状开发利用情况,对地下水开发潜力进行评价,并提出了相应的地下水资源保护对策与措施。分析表明有开采潜力区在全市除拉林河流域外,其他六个四级区中都有分布,分布面积约为20358.71 km~2,占全市面积的91.4%。

杜川[5]2015年在《松原市地下水水量、水质演化趋势研究》文中进行了进一步梳理松原市位于吉林省中西部,属于松嫩平原腹地,地下水是松原市城市供水的重要水源。近年来,地下水水资源紧缺、地下水水质恶化等问题已严重制约了本市社会经济的发展和人民生活水平的提高。因此,要解决本地区地下水资源面临的问题,必须了解研究区内地下水的演化特征及趋势,进行科学有效的开发利用,这对保障松原市社会稳定和经济持续发展有重要的现实意义。研究区第四系含水层分布广泛、水量丰富且埋深适宜,含水层为第四系各种成因的松散堆积物,利用价值较大,重要性较高;而新近系孔隙裂隙承压水水量少、分布不均且埋深相对较大。地下水整体流向是由研究区东南部流入,在北部区域流出,水位差在100m左右,在松拉河间地块有较明显分水岭。本次地下水资源评价目标含水层以第四系孔隙含水层为主,包括孔隙潜水和孔隙承压水。采用解析法和水量均衡法对松原市地下水资源量进行评价,得出2002-2012年研究区多年平均地下水补给资源量为12.73108m3/a,地下水可开采量为9.29108m3/a;对研究区内潜水井55个水样、承压水井42个水样进行了分析,研究区中部及北部潜水水化学类型主要为HCO3-Ca、HCO3-Mg型,南部主要为Cl-SO4-Mg型;研究区东北部松拉河间地块承压水水化学类型主要为HCO3-Ca-Mg型,中部低平原主要为HCO3-Na、HCO3-Ca型,南部主要为HCO3-Na-Mg型。研究区内潜水和承压水水质以Ⅳ类水为主,Ⅴ类水零星分布。建立地下水水量、水质数值模型,对地下水水位及总氮的演化趋势进行预测。预测结果表明本区地下水多年平均状态下为负均衡,地下水位在现状开采情况下持续下降。采用3种不同方案预测地下水位变化情况,预报结果表明,水位变化受开采量影响较大,在开采量以历年增长趋势变化时,研究区潜水位下降2~6m,承压水位下降3~6m,在松原市区形成明显降落漏斗。建立地下水水质数值模型对地下水潜水含水层的总氮浓度作进行预测,结果表明地下水中的总氮浓度基本呈现缓慢逐年增加的趋势,在不断累积作用下,总氮富集区域由初始年份的3~12mg/L增长到8~18mg/L,初始年份总氮浓度较小的区域,也由之前的2~5mg/L增长到6~10mg/L。在地下水流场作用下,在特殊区域富集作用明显。建立模糊综合评价模型对研究区地下水系统演化趋势进行评价,评价时段为2002~2018年。选择11项评价因子,将各项指标分别划分为五类等级,对指标进行量化,进而做出分析评价。评价结果显示,地下水系统呈现“好”的区域主要分布在中西部低平原区域以及第二松花江和拉林河流域附近,呈现“差”的区域主要分布在松拉河间地块。随着时间的推移,中部低平原评价为“好”的区域面积在减少,尤其是靠近松拉河间地块的区域。在评价时段内,地下水系统向“好”的方向演化的计算分区有2处;“基本不变”的分区有10处,主要分布在松拉河间地块和中西部低平原;变差的分区占多数,有12处,主要分布在研究区西南部低平原以及与松拉河间地块紧邻的西部低平原。

何迪[6]2010年在《吉林省松原市宁江区地下水资源开采潜力评价与合理开发利用对策研究》文中研究说明本文以松原市宁江区的地下水水资源开发使用现状出发,在深入分析该地区水文地质条件的基础上,评价该区地下水开发利用潜力,并结合该区的资源地理优势,研究伴随着工农业生产的发展和人民生活水平的不断提高,地下水资源合理开发利用策略。本文通过收集整理大量实际资料和已有的科研成果,分析该区的地质、水文地质和环境地质条件,以水文地质单元为基础,运用多种方法计算地下水资源量,并对地下水资源量及质量进行了评价;科学评价和分析了该区地下水资源开采潜力,针对该区地下水资源的开发利用提出了合理的建议与可行的技术方法,为松原市宁江区的地下水资源与社会经济和谐可持续发展提供了依据,具有重要的实际意义。

王晓丹[7]2010年在《松原市宁江区雅达虹工业集中区环境保护规划研究》文中提出作为一门综合性科学,环境规划成为了实现区域的可持续发展最重要手段之一。本文结合和利用了环境规划的理论和方法,对松原市宁江区雅达虹工业集中区的环境保护规划进行了研究。根据对松原市雅达虹工业集中区区域环境质量现状和污染源的调查评价,结合该区总体规划的产业结构布局以及发展目标等参数,对雅达虹工业集中区规划时段内的环境空气、水环境、声环境以及生态环境等环境因素的变化趋势进行预测和分析。根据区域环境特征、规划目标及环境容量的计算结果,主要规划内容包括区域环境保护目标和环境功能区划,并切合实际的区划,根据具体的情况提出区域污染防治与综合的整治规划,主要包括对地表水、地下水、大气、噪声、固体废物、生态及环境管理等七个方面。为保证规划的顺利实施,制定可操作性较强的规划实施政策、支持保障措施、资金保障措施、技术保障措施、管理保障措施等,从而可以确保规划环境目标的实现和区域的可持续发展。松原市宁江区雅达虹工业集中区具有优越的区位优势和资源优势,以石油开采及加工为主导产业,经济发展迅速,是吉林省经济发展的热点。因此在集中区发展之初,从可持续发展的角度对雅达虹工业集中区的环境保护进行规划研究,希望可以起到“预防为主”的目的,为雅达虹工业集中区的环境管理和污染治理提供参考。

方樟[8]2011年在《松原市龙坑水源地水量水质演化特征及预测研究》文中研究指明地下水资源是水资源中的重要组成部分,特别是在干旱半干旱地区的北方城市,地下水成为人们生产生活中不可或缺的资源。随着社会经济的迅速发展,近年来地下水资源的开采量也相应增加,导致水量的减少和水质的恶化,随之产生的各种生态环境问题也越来越严重。针对上述问题,本文以松原市龙坑水源地及其周边地区为研究对象,通过野外调查、抽水试验和室内试验等工作,大量收集研究区现有钻探、抽水试验、地下水动态等相关资料。在分析了大量的地质、水文地质资料、抽水试验资料的基础上,采用抽水试验法、泉流量反推法、地下水动态推求法、室内试验等方法确定了研究区的各水文地质参数;采用同位素法、水化学动力学法计算了地下水可更新能力,确定了地下水的循环特征;结合地下水长期观测资料和野外调查取样测试分析资料对研究区地下水水质演化特征进行了分析;采用内梅罗指数法、投影寻踪法、物元可拓法分析评价了地下水水质类型;确定了研究区地下水中的特征污染物,采用室内实验法等手段对特征污染物的迁移转化规律进行了研究;提出并采用累积水量均衡法计算了地下水资源量和可开采资源量;采用多年长系列资料进行识别和验证建立了地下水水量水质模拟模型,对不同开采方案下研究区地下水流场进行预测预报,得到在将来可能的水资源规划的前提下地下水水量水质演化状态。在此基础上,确定了地下水水量水质演化的影响因子,建立了地下水水量水质演化的评价指标体系,并利用该体系对研究区的地下水水量水质演化方向及趋势进行了分区评价。通过对松原市龙坑水源地下水水量水质演化的分析和评价,为松原市地下水的合理开发利用提供了可靠依据,对地下水的整体调度具有重要的意义,也为松原市社会经济的平稳发展提供了保障。

顾松圃[9]2006年在《第二松花江流域松原市江段水污染控制研究》文中研究表明本文分析了第二松花江流域松原市水环境的现状、水质变化趋势,通过对污染源进行评价,确定污染排放量;分析2004年松原市污染排放情况;通过水质评价,确定河流的水质污染状况,分析水环境问题。根据河流的水文特征,本文选用一维稳态模型来模拟水质,根据水文资料来确定参数,并用实测的水质资料对模型加以验证。以河道的功能分区情况为基础,利用一维稳态的模型,选择段首控制法,对第二松花江的污染物CODcr在90%保证率下进行环境容量的计算;并结合实际排放情况,计算出污染物削减量和削减率,并根据第二松花江流域水系污染源的具体情况,对污染物提出了有针对性的防治措施。

刘强, 邹立芝, 李虎[10]2002年在《遗传算法在地下水资源管理中的应用──以松原市区的地下水资源管理为例》文中研究指明针对传统的求解地下水资源管理模型方法的缺点 :嵌入法在多时段计算中因为会出现维数灾难而无法进行、响应矩阵法必须对非线性的地下水数值模拟模型进行线性化处理从而带来误差 ,提出一种新的求解地下水资源管理模型的方法 ,即用遗传算法解地下水资源管理模型。该方法可以克服传统方法的缺点。

参考文献:

[1]. 松原市地下水资源与环境综合信息模拟管理研究[D]. 张建伟. 吉林大学. 2004

[2]. 吉林省平原区地下水水量时空演化特征研究[D]. 郝洋. 吉林大学. 2017

[3]. 基于DPSIR模型的松原市水资源可持续利用评价[D]. 李红薇. 吉林大学. 2017

[4]. 松原市地下水资源调查评价[D]. 邰伟. 吉林大学. 2017

[5]. 松原市地下水水量、水质演化趋势研究[D]. 杜川. 吉林大学. 2015

[6]. 吉林省松原市宁江区地下水资源开采潜力评价与合理开发利用对策研究[D]. 何迪. 吉林大学. 2010

[7]. 松原市宁江区雅达虹工业集中区环境保护规划研究[D]. 王晓丹. 东北师范大学. 2010

[8]. 松原市龙坑水源地水量水质演化特征及预测研究[D]. 方樟. 吉林大学. 2011

[9]. 第二松花江流域松原市江段水污染控制研究[D]. 顾松圃. 吉林大学. 2006

[10]. 遗传算法在地下水资源管理中的应用──以松原市区的地下水资源管理为例[J]. 刘强, 邹立芝, 李虎. 世界地质. 2002

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