本文關鍵詞：石家莊平原區(qū)地下水流場演變特征與尺度效應，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石家莊平原區(qū)是我國小麥主產(chǎn)高產(chǎn)區(qū),也是華北平原淺層地下水超采最為嚴重地區(qū),氣候變化和人類活動對地下水流場變化都有明顯影響。自1972年發(fā)生區(qū)域性特大干旱以來,該區(qū)地下水開采量不斷增大,累計超采量已超過180億m3,地下水位埋深已由20世紀60、70年代的10-15m,下降至目前的25-50m,地下水流場已由自然狀態(tài)演變?yōu)椤白匀?社會”二元影響狀態(tài),縱向徑流不斷減緩,垂向水分通量交換不斷增強,對當?shù)毓┧踩a(chǎn)生明顯影響。因此,開展本研究具有重要現(xiàn)實意義。 本文采用水循環(huán)理論和小波變換、地下水系統(tǒng)水量平衡及相關分析等研究方法,基于石家莊平原區(qū)近50年來氣象、水文、農(nóng)業(yè)灌溉和地下水動態(tài)相關資料,以及應用MPI-ESM-MR大氣環(huán)流模式預測2011-2060年期間降水量和氣溫等數(shù)據(jù),開展了石家莊平原區(qū)地下水流場演變特征及其時間尺度效應研究,揭示了該區(qū)地下水流場演變與氣候變化和人類活動之間關系與機制,預測了不同氣候情景下未來50年地下水位變化趨勢。 主要進展和創(chuàng)新研究成果： (1)發(fā)現(xiàn)：近50年以來隨著人類活動影響強度變化,石家莊平原區(qū)地下水流場演變呈現(xiàn)4個階段性特征。①在超采初期,地下水位下降速率0.38m/a。②在地下水漏斗形成階段,地下水位加速下降,達0.69m/a。③在地下水嚴重超采階段,地下水位下降進一步加劇,平均下降速率1.03m/a。④在地下水壓采嚴管階段,因采取壓減開采量和嚴格管理措施,地下水位下降速率明顯減緩,由前期的1.03m/a減小為0.74m/a。 (2)研究表明,石家莊平原區(qū)地下水流場演變存在尺度效應。采用1年時間尺度研究,地下水流場演變階段性較難厘清；采用4-5年、12年或更長時間尺度研究,存在地下水流場演變階段性特征不同程度的概化情況。采用2-3年時間尺度研究,能夠清晰的展現(xiàn)近50年以來石家莊平原區(qū)地下水流場演變過程中各個階段特征。 (3)通過石家莊平原區(qū)地下水流場演變主導因素識別研究,查明在1980年(漏斗形成階段)之前,開采等人類活動影響強度小于43.45%；在嚴重超采階段,開采等人類活動影響強度達55.1%；在壓采嚴管階段,開采等人類活動影響強度53.47%。降水量枯豐變化對地下水流場有明顯影響,1972年以來石家莊地區(qū)降水偏枯頻發(fā),以至超采初期降水量變化影響強度19.19%、漏斗形成階段20.62%、嚴重超采階段21.19%和壓采嚴管階段24.30%。 (4)應用統(tǒng)計降尺度模型、水量平衡原理等研究方法,對石家莊平原農(nóng)業(yè)區(qū)未來50年現(xiàn)狀氣候條件及大氣環(huán)流模式MPI-ESM-MR下RCP4.5氣候情景地下水流場的演變趨勢進行了預測。結果表明：現(xiàn)狀氣候條件300mm、240mm和210mm三種灌溉強度條件下,未來50年地下水位年均下降幅度分別為1.74m、0.79m和0.41m。RCP4.5氣候情景較現(xiàn)狀氣候條件地下水位的下降幅度有不同程度的縮小,三種灌溉定額條件下分別為1.58m、0.67m和0.33m。
【關鍵詞】：地下水流場 演變 氣候變化 人類活動 影響機制
【學位授予單位】：中國地質科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P641.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 研究的目的、意義11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.3 研究內容與技術路線18-21
• 1.4 數(shù)據(jù)來源21-22
• 1.5 關鍵科學問題與創(chuàng)新點22
• 1.6 修改說明22-24
• 第二章 自然地理與區(qū)域水文地質條件24-39
• 2.1 交通與位置24-25
• 2.2 自然地理概況25-28
• 2.3 地質及水文地質概況28-35
• 2.4 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀35-37
• 2.5 社會經(jīng)濟概況37
• 2.6 小結37-39
• 第三章 地下水系統(tǒng)源匯項演變特征39-51
• 3.1 地下水系統(tǒng)補給項演變特征39-47
• 3.2 地下水系統(tǒng)排泄項演變特征47-50
• 3.3 小結50-51
• 第四章 地下水流場演變特征識別51-75
• 4.1 地下水流場演變尺度效應與識別方法51-63
• 4.2 地下水流場演變階段特征與標識63-69
• 4.3 超采區(qū)地下水流場異變階段特征與標識69-73
• 4.4 小結73-75
• 第五章 地下水流場演變主導影響因素識別75-93
• 5.1 地下水流場演變主導影響因素分析75-78
• 5.2 地下水流場演變主導因素影響程度量化識別78-90
• 5.3 降水變化和人類活動耦合影響地下水流場特征90-91
• 5.4 小結91-93
• 第六章 地下水流場演變機制93-123
• 6.1 氣溫變化特征及其對地下水流場演變影響93-96
• 6.2 降水變化特征及其對地下水流場演變影響96-107
• 6.3 河道干涸及過水量變化對地下水位影響107-112
• 6.4 人類活動對地下水流場異變影響112-119
• 6.5 農(nóng)業(yè)活動對地下水流場影響分析119-121
• 6.6 小結121-123
• 第七章 未來不同氣候情景對地下水流場演變影響123-140
• 7.1 未來不同氣候情景的建立123-124
• 7.2 未來氣候變化對作物需水量影響124-130
• 7.3 氣候變化對地下水補給影響分析130-137
• 7.4 氣候變化對地下水位變化影響137-139
• 小結139-140
• 結論140-143
• 致謝143-144
• 參考文獻144-153
• 個人簡歷、攻讀學位期間的研究成果及公開發(fā)表學術論文153

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙建青;冉慧;晁曼妮;;南水北調中線工程對石家莊地下水水位的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2011年25期

2 李安娜;許廣明;趙偉玲;;滹沱河沖洪積扇地下水庫調蓄庫容研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2012年20期

3 許月卿,蔡運龍;基于GIS的河北平原地下水位時空變化動態(tài)分析[J];北京大學學報(自然科學版);2005年02期

4 杜\海;蘇小四;呂航;;不同降水豐枯遭遇條件下滹沱河地下水庫人工補給效果[J];吉林大學學報(地球科學版);2010年05期

5 張云;王秀艷;劉長禮;張明;;利用北調江水補充調蓄石家莊地下水的工程技術方法探討[J];中國地質;2007年01期

6 許月卿;京津以南河北平原地下水位下降驅動因子的定量評估[J];地理科學進展;2003年05期

7 肖篤寧;論現(xiàn)代景觀科學的形成與發(fā)展[J];地理科學;1999年04期

8 張瑞鋼;莫興國;林忠輝;;滹沱河上游山區(qū)近50年蒸散變化及主要影響因子分析[J];地理科學;2012年05期

9 賈金生,劉昌明;華北平原地下水動態(tài)及其對不同開采量響應的計算──以河北省欒城縣為例[J];地理學報;2002年02期

10 張軍巖,賈紹鳳,高婷;石家莊城市化進程中的耕地變化[J];地理學報;2003年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 林錦;變密度條件下地下水模擬優(yōu)化研究[D];浙江大學;2008年

2 萬偉鋒;西安市地下水開采—地面沉降數(shù)值模擬及防治方案研究[D];長安大學;2008年

3 劉中培;農(nóng)業(yè)活動對區(qū)域地下水變化影響研究[D];中國地質科學院;2010年

4 馬榮;華北平原含水層非均質性研究[D];中國地質科學院;2012年

  本文關鍵詞：石家莊平原區(qū)地下水流場演變特征與尺度效應，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：339370