地下水开采对河流流量衰减-影响分析

1、地下水开采对河流流量衰减-影响分析            摘要：以内布拉斯加州普拉特河谷为例，详细分析了地下水开采对河流流量衰减的影响。计算了从1981年10月1日1986年9月30日5年期间，普拉特河南、北两侧在抽水期间和抽水后期河流基流的减少和河流入渗的增加。其结果表明：无论是南侧还是北侧，抽水后期对河流流量影响的程度要明显大于抽水期间的；在河流南、北侧，抽水对河流基流的减少和河流入渗的增加影响恰恰相反。抽水在河流南侧对河流基流量减少的影响要明显大于河流的北侧，对河流渗漏

2、量增加的影响却明显小于河流的北侧。这是因为在河流南侧，地下水水位高出河水位的值要大于河流的北侧。地下水位高出河水位的值越大，抽水对河流基流量减少的影响越明显，对河流渗漏增加的影响却微弱。这些信息对该地区，或类似地区水资源的合理开发利用是极其重要的。 关键词：地下水开采 河流基流的减少 河流入渗的增加 河流流量衰减 普拉特河谷 目前，内布拉斯加州主要的水资源问题之一是如何保护普拉特河谷的水资源。该州在1936年只有1200眼水井，到1985年，注册的水井数达到70701眼，是1936年水井数的近60倍，这些水井承担着该州85%的灌溉任务。另外，中心井灌溉系统（the centerpivot ir

3、rigationsystem）数也从1972年的2757增加到1985年的27271个。该州开采的地下水，80%以上用于灌溉1。而普拉特河与相邻的潜水含水层具有密切的水力联系，所以为了农业灌溉而开采地下水，必然造成河流径流量的衰减，并威胁到一些野生动物的生存及其栖息地的存在。研究河流径流量的衰减不仅是该地区，也是科罗拉多州、怀俄明州、联邦政府内务部、地方政府及不同用水户等共同关心的焦点之一。模拟地下水开采造成的河流径流量的衰减是实现地表水和地下水联合利用的重要步骤之一。 已有许多河流流量衰减的研究成果，其研究方法包括解析法和数值法。解析法的研究包括Theis(1941)，Glover和Balm

4、er(1954)，Hantush(1964)，Wallace等(1990)，Hunt(1999)；和Darama 2001等27，这些成果计算的都是简化的河流含水层系统的河流流量的总衰减量。近年来，数值法已广泛应用于河流径流量衰减的研究中(Sophocleous等，1995；Conrad和Beljin，1996；Chen和Yin，2001)810。数值模型法较解析法有许多优点，它可以考虑实际河流含水层系统的复杂条件。但这些数值法与解析法一样，都只是研究了一个理想的情况，并非实际问题。把河流流量衰减的过程分解成河流基流的减少和河流入渗的增加两个过程，并分析各自在抽水期间和抽水后期的变化特征的研究

5、尚不多见。而这些信息对每一个流域的水资源管理都是非常重要的。 本文重点介绍了如何计算河流基流的减少和河流入渗的增加两个过程在抽水期间和抽水后期的体积变化，并将其应用于内布拉斯加州普拉特河谷的河流含水层系统。 1 研究区简介     2007-04-29        (1)式中：Vb是基流量减少的体积；R0为抽水前的基流量；R是抽水后的基流量；t是时间段的长度。 而任一时段内河流渗漏量增加的体积则可用下式计算：(3)和图2 抽水期间的Vbr(a),抽水后期的Vbr(b)和总的Vbr(c)的平面等值线3.2 河流入渗的增加 图3为Vir的空间分布特征，对比图3(a)和图3（b）可知，无论