运用水热运移模拟定量评价地表水与地下水的转化

• 作者: 刘亚磊 刘延锋 卢昱含 白宏伟 靳孟贵 鲜阳
• 来源期刊: 安全与环境工程
• 学科: 地球科学
• 关键词: 地表水与地下水相互转化 水热运移模拟 地下水资源定量评价 干旱地区
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 环境地学
• 页码范围: 23-31
• 页数: 9页
• 分类号: X143
• 字数: 7605字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.2020.03.004

摘要

地表水与地下水相互转化关系和转化水量的时空变化规律是干旱地区水资源评价和合理利用的基础.河床沉积物的水力参数对于河流渗漏量评价具有很高的敏感性,使用温度观测数据约束和校正,可以提高河床沉积物水力参数和地表水与地下水转化量的可信度.以新疆玛纳斯河流域炮台镇附近头道沟渠道的排水干渠为研究对象,通过野外原位试验实时监测渠道横断面地下水温度、地下水水位、渠道地表水水位和不同埋深处河流沉积物的温度变化,分析渠道地表水与地下水相互转化关系变化前后温度的规律特征,并建立二维均质多孔介质变饱和土壤水热运移耦合数值模型,模拟分析与计算头道沟干渠渠道地表水与地下水的相互转化关系和转化量.结果 表明:浅层河床沉积物的温度信号及温度梯度可有效示踪渠道地表水与地下水的相互转化关系,反演模型参数,提高数值模型的可信度;模型反演得到的土壤饱和水力传导系数为7.05 m/d;监测模拟时段内,0～28.6 d内渠道地表水补给地下水,渠道研究断面单位长度累计入渗量为35.3 m2/d,28.6～37 d内地下水向渠道排泄,渠道研究断面单位长度累计排泄量为9.626 m2/d,监测的37 d内渠道研究断面单位长度累计入渗量为25.674 m2/d;2015年7月27日22:00至8月25日12:30,头道沟干渠渠道地表水入渗补给地下水,地表水入渗补给量约为4.448×105 m3;2015年8月25日12:30至9月2日22:00,头道沟干渠排泄地下水,地下水排泄量约为1.213×105 m3.该研究结果可为研究区或类似地区水资源评价和地表水与地下水联合调度提供参考.