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(nèi)生活生產(chǎn)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(zhì)污染，對區(qū)域生活生產(chǎn)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(nèi)各縣區(qū)城鄉(xiāng)居民飲水安全、生態(tài)環(huán)境平衡、經(jīng)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(zhì)結構及地層巖性特征；通過繪制水文地質(zhì)剖面圖并

2、結合理論分析，確定了柳林泉域的邊界性質(zhì)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(zhì)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(zhì)條件，對泉域內(nèi)降水對泉水的影響時滯進行了研究。研究結果表明：泉域內(nèi)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(nèi)對泉流量產(chǎn)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(chǎn)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