喀什三角洲是南疆地區(qū)重要的社會經濟中心,也是絲綢之路通向南亞地區(qū)的重要節(jié)點。該區(qū)氣候干旱,生態(tài)環(huán)境脆弱,原生水質不佳,高硫酸鹽水分布廣泛,水質型缺水突出,嚴重制約了該區(qū)的社會經濟發(fā)展,也影響著該區(qū)的居民身體健康。近年來,相關單位圍繞高硫酸鹽區(qū)地下淡水的勘探和開發(fā)利用開展了大量的工作;然而,如何保障在開采淡水過程中不引起高硫酸鹽水入侵這一實際問題,尚未開展系統(tǒng)研究。因此,探討高硫酸鹽地下水成因和淡水資源合理開發(fā)利用是該區(qū)亟待解決的重要課題。本文以中國地質調查局地質調查項目和新疆自治區(qū)地勘基金項目為依托,以高硫酸鹽地下淡水資源合理開發(fā)利用為目標,以第四紀地質學、地下水動力學和水文地球化學等學科為指導,通過野外調查、原位示蹤試驗、土柱淋濾實驗和數值模擬為手段,分析了高硫酸鹽地下水成因,構建了地下水流和溶質運移相耦合的數值模型,開展了基于水質和生態(tài)雙重約束的地下水資源開發(fā)利用研究,為研究區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供了優(yōu)質的水源保障。主要取得以下認識和成果:(1)以地下水系統(tǒng)理論為指導,根據研究區(qū)水文地質條件,研究區(qū)分為庫山河-蓋孜河地下水流系統(tǒng)和克孜勒河-恰克馬克河地下水流系統(tǒng)�？俗卫蘸�-恰克馬克河地下水系統(tǒng)的淺層地下水硫酸鹽超標,深層地下水存在少量優(yōu)質淡水;烏魯阿特河-蓋孜河-庫山河地下水系統(tǒng)硫酸鹽含量相對較低,符合國家生活飲用水標準,可適用于生活飲用。山前的新近系含有石膏等礦物的地層是高硫酸鹽地下水的重要物源,干旱的氣候條件和滯緩的地下水徑流速度是主要的形成條件。(2)通過研究區(qū)地下水硫酸鹽均衡分析發(fā)現,農田灌溉對土壤包氣帶的淋濾是地下水硫酸鹽的主要輸入源,其對硫酸鹽地下水形成的貢獻為76.29%;流經山前硫酸鹽地層的側向徑流攜帶的硫酸鹽是次要的輸入源,其對硫酸鹽地下水形成的貢獻為18.72%。人工開采是地下含水層硫酸鹽主要的輸出源之一,占43.1%。由此看見,農田灌溉和人工開采等人類活動改變了地下水硫酸鹽的重新分布特征和富集狀況。(3)在綜合分析地質地貌和水文地質條件的基礎上,建立了研究區(qū)水文地質概念模型、地下水流數值仿真模型以及地下水溶質運移模型。以Visual MODFLOW軟件為平臺,以WHS(穩(wěn)定共軛梯度法)作為運算方法,采用PEST進行了參數反演計算,保證了數值模型具有較高的仿真性和可靠性,為不同開采方案下地下水動力場和化學場的模擬預測奠定了基礎。(4)為保證地下淡水資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)為前提,以開發(fā)地下淡水資源為目的,設計了四種預測方案,進行了不同方案下地下水動力場和化學場的模擬預測。結果表明,在保障工農業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境不被破壞和高硫酸鹽水不入侵淡水區(qū)的前提下,在蓋孜河沖洪積扇現狀開采10萬m~3/d的基礎上,可再增加烏魯阿特河沖洪積扇60萬m~3/d、庫山河沖洪積扇20萬m~3/d和阿圖什地區(qū)承壓水5萬m~3/d的開采量,為喀什三角洲社會經濟快速發(fā)展提供優(yōu)質水源保證。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P641.8
【部分圖文】：

技術路線圖

疏附縣、阿克陶縣、英吉沙縣、伽師縣、岳普湖縣(圖 2.1)。圖 2.1 研究區(qū)地理位置及研究區(qū)范圍示意圖2.1.2 氣候特征研究區(qū)屬暖溫帶大陸性干旱—半干旱氣候，年溫度差異較大，歷史最高氣溫39.90℃，最低氣溫-24.20℃，多年平均氣溫為 12.89℃。全區(qū)蒸發(fā)強度大，降水稀少，年蒸發(fā)量為 2600mm，年降雨量為 63mm。研究區(qū)干旱風沙較為明顯，偶爾伴隨大風、沙暴、浮沉、霜凍、冰雹等災害天氣。研究區(qū)內多年平均氣象資料如圖 2.2。

研究區(qū)多年平均氣象圖

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本文編號：2824036