柳林泉域巖溶水系統(tǒng)特征及泉流量動態(tài)模擬研究.pdf

1、柳林泉是山西省呂梁市最大的巖溶泉，也是區(qū)域內生活生產的重要供水水源。然而，近年來隨著人類活動的加劇，泉流量持續(xù)衰減，局部區(qū)域水質污染，對區(qū)域生活生產供水安全構成一定的威脅。因此，加強對柳林泉域巖溶水系統(tǒng)的研究對保障泉域內各縣區(qū)城鄉(xiāng)居民飲水安全、生態(tài)環(huán)境平衡、經濟平穩(wěn)快速發(fā)展、社會全面進步等意義重大。
　　 本文在充分收集已有的勘察、試驗資料及前人研究成果的基礎上，系統(tǒng)分析了柳林泉域地質結構及地層巖性特征；通過繪制水文地質剖面圖并

2、結合理論分析，確定了柳林泉域的邊界性質并科學劃定了泉域的邊界范圍；研究了柳林泉域巖溶地下水系統(tǒng)的儲存條件和循環(huán)條件；對泉域巖溶地下水水化學特征、水質污染狀況及地下水動態(tài)特征進行了分析。
　　 應用灰色斜率相似關聯(lián)度計算模型，并結合區(qū)域水文地質條件，對泉域內降水對泉水的影響時滯進行了研究。研究結果表明：泉域內不同區(qū)域接受的降水對泉流量的影響時滯存在差異。補給區(qū)Ⅰ接受的降水在1 a之內對泉流量產生影響，補給區(qū)Ⅱ的降水影響時滯為1-2

3、 a，補給區(qū)Ⅲ為4-5 a，補給區(qū)Ⅳ為8-9 a。當年的泉流量同時受到Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)所接受降水的共同影響。探討了大氣降水、河道滲漏以及巖溶水開采對泉流量的影響機制，并通過對加權降水量序列p(t)、泉流量序列Q(t)以及開采量序列E(t)的對比研究，闡述了不同時段影響泉流量衰減的主導因素。研究結果表明：1983-1989年大氣降水的減少對泉流量的衰減起主導作用；1990-1999年泉流量的衰減主要是由不斷增加的開采量導致的；200

4、0-2005年持續(xù)衰減的大氣降水和不斷增加的開采量均對泉流量衰減產生了較大的影響；2006-2009年不斷增加的開采量對泉流量衰減起到了決定性作用。
　　 建立了偏最小二乘回歸模型，對泉流量進行模擬預測，并根據(jù)實際物理意義對該模型進行了校核。修正后的偏最小二乘回歸模型擬合的平均殘差為0.05 m3/s，平均殘差率為2.05％；模型檢驗期的平均殘差為0.12 m3/s，平均殘差率為5.8％。表明該校核偏最小二乘回歸模型擬合效果好，

5、可以用于柳林泉流量的模擬預測。研究結果可為柳林泉巖溶水系統(tǒng)的合理開發(fā)利用提供一定的理論依據(jù)。利用上述模型預報的2010-2012年柳林泉流量分別為2.13 m3/s、1.99 m3/s和2.03 m3/s。
　　 通過補給量法和排泄量法對柳林泉域巖溶水系統(tǒng)的天然資源量進行了估算。補給量法與排泄量法計算的天然資源量分別為：2.44 m3/s和2.76 m3/s，平均排泄量大于平均補給量，以上現(xiàn)象主要是由于巖溶水過量開采導致的。為了