Simulación numérica de aguas subterráneas en seis cuencas principales en Shanxi

I. Modelo numérico de aguas subterráneas de la cuenca de Taiyuan

(1) División de la cuadrícula y condiciones de solución

El modelo se divide en 10 capas longitudinalmente y la profundidad de la La capa inferior es de unos 300 m. La longitud lateral de la cuadrícula del avión es de 1,5 km × 1,5 km y el área de simulación se divide en 2600 cuadrículas en el avión. Por lo tanto, toda el área de simulación se divide en más de 26.000 unidades y el área de simulación se muestra en la Figura 5-3. El límite del modelo está delimitado por la línea de contacto entre la cuenca y el área montañosa, el tipo de límite es límite secundario y se adoptan condiciones de límite de flujo (Figura 5-4).

Figura 5-3 Vista transversal del área de simulación de la cuenca de Taiyuan

Figura 5-4 Recarga límite promedio en la cuenca de Taiyuan

Utilice datos de perforación para crear varias secciones representativas, determinar espacialmente la distribución espacial de cada acuífero; aplicar el método de espesor equivalente combinado con la ley de disminución de profundidad para determinar el coeficiente de permeabilidad y el grado de suministro de agua de cada litología (Figura 5-5, Figura 5-6). ).

Figura 5-5 Distribución del coeficiente de permeabilidad superficial y grado de suministro de agua en la cuenca de Taiyuan

Figura 5-6 Partición de permeabilidad de la segunda capa del modelo de agua subterránea en la cuenca de Taiyuan

(2) Términos de fuente y sumidero

1. Infiltración de lluvia

El método de identificación consiste en sustituir el valor promedio mensual de varios años en el modelo. La precipitación mensual promedio de cada condado y ciudad se muestra en la Figura 5-7. Bajo diferentes condiciones litológicas en las capas poco profundas de la cuenca de Taiyuan, la determinación del coeficiente de infiltración de lluvia se refiere al contenido relevante de la tabla del Capítulo 4.

2. Infiltración de masas de agua superficiales (ríos, lagos, embalses, etc.)

Se han construido más de 10 embalses grandes, medianos y pequeños en los ríos que rodean la cuenca de Taiyuan. y los principales afluentes del río Fen. La capacidad total de almacenamiento es de 8,69×108 m3. La tasa de control de las aguas superficiales ha alcanzado alrededor del 70%. El control y la utilización de las aguas superficiales por parte de la gente ha llevado a una reducción en la recarga de aguas subterráneas a partir de aguas superficiales. Los cambios en la escorrentía del río Fenhe en la cuenca de Taiyuan se muestran en la Figura 5-8.

Figura 5-7 Precipitación media anual en la cuenca de Taiyuan

Figura 5-8 Cambios en la escorrentía del río Fenhe en la cuenca de Taiyuan

3. Descarga evaporativa

La evaporación freática se basa principalmente en el mapa de zonificación de la profundidad de los poros poco profundos de la cuenca de Taiyuan. Cuando la litología de la zona envolvente es una capa sub-arenosa y una sub-capa intermedia de arcilla, la profundidad límite de evaporación es de 3,5 m; la litología de la zona envolvente es una capa subarenosa Cuando, la profundidad límite de evaporación es de 4 m cuando la litología de la zona envolvente es una capa intermedia de limo, arena y subarena. Según la intensidad de la evaporación bajo diferentes litologías y diferentes condiciones de profundidad del agua subterránea en el área de agua intersticial de la cuenca de Taiyuan, la cantidad de evaporación de cada condado en la cuenca de Taiyuan se determina mensualmente (Tabla 5-3).

Tabla 5-3 Datos de evaporación mensual para cada condado de la cuenca de Taiyuan (mm)

5. Volumen de minería artificial

Realización de estadísticas sobre el volumen de minería recolectado Durante muchos años, la predicción de cambios estima el volumen de minería futuro y luego divide estos volúmenes de minería artificiales en fuentes de área (pequeñas cantidades de minería dispersas) y fuentes puntuales (volúmenes de minería concentrados) y los distribuye en las áreas correspondientes. Consulte la Tabla 5-4.

Tabla 5-4 Resultados estadísticos clasificados del volumen de extracción de agua subterránea en la cuenca de Taiyuan

Figura 5-9 Distribución del volumen total de extracción de agua subterránea en los condados y ciudades de la cuenca de Taiyuan en 2000 (104 m3 )

(3) Determinación y verificación del modelo

Utilizando algunos datos de observación continua del nivel del agua de 1990 a 1998 y datos de agosto y agosto de 2003, se estimó el modelo más adecuado para el futuro. . Se llevaron a cabo dos mediciones del nivel del agua en el área de estudio en agosto y diciembre de 2003 para confirmar y revisar el modelo. Para ello, se seleccionó como campo de flujo inicial para la identificación el nivel de agua observado en toda la región en enero de 1990 y se ajustaron los datos de observación continua de 1990 a 1998. Los niveles de agua medidos en agosto y diciembre de 2003 se utilizaron como campos de flujo comparativos.

Después de ajustar los parámetros y el ajuste, el nivel de agua dinámico del modelo y los cambios observados en el nivel de agua tienen las siguientes características (Figura 5-10): En las primeras etapas de operación del modelo, los valores observados y Los valores calculados difirieron mucho, especialmente de 1990 a 1992. Hay una gran diferencia entre el valor observado y el valor calculado. A medida que transcurre el tiempo de simulación, los valores observados y calculados convergen gradualmente.

(iii) El cambio en el valor observado es mayor que el valor calculado; esto se debe a que el valor calculado refleja el cambio de carga promedio de la unidad simulada. El análisis muestra que el efecto de ajuste básicamente cumple con los requisitos de simulación.

Al comparar el mapa de contorno del acuífero freático calculado en diciembre de 2003 con el mapa de contorno del acuífero freático medido en diciembre de 2003 (Figura 5-11), no es difícil encontrar que el efecto de ajuste del agua poco profunda todavía es relativamente bueno. Durante el período de simulación, los cambios en el nivel del agua en los acuíferos poco profundos son mucho menores que los de los acuíferos profundos. Los niveles de agua en la mayoría de los pozos de observación están dentro de 1 m, algunos están entre 1 y 3 m, y solo unos pocos pozos de observación tienen niveles de agua superiores. 5m. Esto indica que el acuífero freático en toda el área de estudio se encuentra en un estado de equilibrio dinámico. Comparando los cambios en el nivel del agua freática y el agua confinada, es fácil encontrar que las áreas norte y este de la cuenca se ven significativamente afectadas por el terreno, el gradiente hidráulico es grande y los cambios en el nivel del agua de los acuíferos superior e inferior son relativamente consistente, mientras que las capas freáticas poco profundas y medias de la zona de la llanura aluvial en la parte sur de la cuenca son menos consistentes, lo que indica que la conexión hidráulica entre las dos en esta área es relativamente débil.

Figura 5-10 Curva de ajuste dinámico de los pozos de observación TI572 y Tq20 en la cuenca de Taiyuan

Utilizando el modelo determinado, se calculó el balance hídrico en 2004. Los resultados del balance hídrico se muestran en. Tabla 5- 5. Los resultados de los cálculos muestran que el agua subterránea en general en la cuenca de Taiyuan ha sido sobreexplotada. Si la situación minera actual continúa, inevitablemente causará problemas geológicos y ambientales más graves.

Para comparar la confiabilidad del modelo de análisis, se analizó y comparó el balance hídrico en la ciudad de Taiyuan, que se ha estudiado con mayor frecuencia. En la simulación, la cuenca de la ciudad de Taiyuan se estudia como parte de la cuenca de Taiyuan.

A través de la inferencia del modelo desde agosto de 2003 hasta diciembre de 2006, se calcularon varios términos de sumidero en la cuenca de Taiyuan.

Figura 5-11 Contornos superficiales simulados y contornos medidos de la cuenca de Taiyuan en diciembre de 2003

Tabla 5-5 Volumen de agua de recarga de la cuenca de Taiyuan en 2004

Figura 5-12 Comparación de los valores calculados y los valores observados de algunos orificios de observación en la cuenca de Taiyuan el 16 de diciembre de 2003

Cálculo de simulación bidimensional y tridimensional Figura 5-12 Cálculo de algunos orificios de observación en la cuenca de Taiyuan el 16 de diciembre de 2003 Comparación entre valores y valores observados

Segunda simulación numérica de aguas subterráneas en la cuenca de Datong

(1) Perfil de la red y condiciones de la solución

El flujo de agua subterránea en la cuenca de Datong es un flujo inestable tridimensional. El área de simulación se divide en 8 capas en dirección vertical. El espacio de la cuadrícula es de 1000 m en la dirección x y 1200 m en la dirección y. El área de simulación completa se divide en más de 26 000 unidades. El área de simulación se muestra en la Figura 5-13 y el paso de tiempo es 30 d. El modelo utiliza el nivel de agua medido en junio de 1986 como condición inicial. Las condiciones de contorno, el coeficiente de permeabilidad y el espesor se determinan de acuerdo con el Capítulo 5. Las condiciones de contorno, el coeficiente de permeabilidad y el espesor se muestran en la Figura 5-14, y la distribución del flujo. se muestra en la Figura 5-14. La Figura 5-14 muestra la distribución del flujo límite.

Las particiones de los parámetros y la distribución de los valores de los parámetros del coeficiente de permeabilidad hidrológica poco profunda en la cuenca de Datong se muestran en la Figura 5-15. Los valores iniciales de los coeficientes de permeabilidad de varias litologías se muestran en la Tabla 5-. 6.

Figura 5-13 Sección de cuadrícula de la cuenca de Datong

Figura 5-14 Posición del límite y flujo de la cuenca de Datong

Figura 5-15 Primera capa de la cuenca de Datong Distribución del coeficiente de permeabilidad

Tabla 5-6 Valores del coeficiente de permeabilidad de diversas litologías de acuíferos en la cuenca de Datong

(2) Parámetros fuente-sumidero

Sistema de aguas subterráneas recarga en la cuenca de Datong Las fuentes incluyen principalmente infiltración de precipitación atmosférica, recarga de agua superficial e infiltración de riego, recarga de agua superficial e infiltración de riego. Según los datos de cuatro estaciones pluviométricas en la cuenca de Datong, la precipitación mensual promedio de varios años de cada estación pluviométrica se muestra en la Figura 5-16. La precipitación media anual es de 370 a 440 mm, siendo la precipitación más alta de junio a septiembre y representa el 60% de la precipitación anual.

Con base en el cálculo de los datos de observación de pozos de observación poco profundos a largo plazo en el área y combinados con los resultados de trabajos previos en el área, los valores seleccionados del coeficiente de infiltración de precipitación se muestran en la Tabla 5-7.

Figura 5-16 Escala de precipitación promedio mensual observada durante varios años de estaciones pluviométricas relevantes en la cuenca de Datong

Tabla 5-7 Resultados del cálculo del coeficiente de infiltración de precipitación en la cuenca de Datong

Los cuerpos de agua superficiales (ríos, lagos, embalses, etc.) en la cuenca de Datong incluyen principalmente el río Sanggan, el río Humboldt, el río Humboldt y el río Humboldt. ) incluyen principalmente el río Sanggan, el río Hun, el río Dayu, el río Huangshui, el río Cha, el río Shili, etc. El embalse es el segundo más grande de la provincia de Shanxi. El embalse de Shutian, el segundo embalse más grande de la provincia de Shanxi, está ubicado en el río Sanggan en el noreste del condado de Datong. Con una capacidad total de almacenamiento de 5,8×108 metros cúbicos, es el único embalse grande en la ciudad de Datong. Controla 1,67 × 104 kilómetros cuadrados de agua en el tramo medio y superior del río Sanggan.

El cálculo de las fugas de canales y la recarga de infiltración de riego de tierras agrícolas en la cuenca de Datong se basa en las condiciones reales de la cuenca de Datong. El consumo neto promedio de agua por mu en cada área de riego se divide por el agua bruta promedio. consumo por mu como coeficiente de utilización efectiva del sistema de canales.

El cálculo de la profundidad límite de evaporación del agua subterránea (L) y la intensidad de la evaporación (ε) se basa en la determinación de datos relevantes en la etapa inicial.

El volumen de minería artificial de la cuenca de Datong se determina en base a los resultados estadísticos de 2004. Dado que los datos estadísticos sólo conocen el volumen de minería total de cada condado y ciudad, el modelo se basa en "minería concentrada de pozos profundos y minería a cielo abierto de pozos pequeños". En principio, combinados con la situación de desarrollo económico de varios lugares, se utilizan métodos estadísticos matemáticos para calcular la distribución del volumen de extracción.

(3) Determinación y verificación del modelo

Los resultados del ajuste del orificio de mira larga (Figura 5-17) muestran que la curva observada fluctúa más que la curva simulada, pero la tendencia básica permanece Cálculo La desviación entre los datos y los datos de observación se mantiene básicamente dentro de 0,5 m.

Figura 5-17 Curvas de ajuste de los orificios de observación Sh6 y Sh7 en la cuenca de Datong

La comparación del campo de flujo simulado y el campo de flujo calculado muestra que el campo de flujo superficial simulado y el flujo observado en octubre 2004 Los campos están relativamente cerca (Figura 5-18), lo que básicamente refleja objetivamente el campo de flujo real. El valor calculado del nivel de agua profunda en el área de Huangtuliang en octubre de 2004 es relativamente cercano al valor observado. Hay una gran diferencia entre los valores calculados y los valores observados, y el grado de ajuste en otras áreas es mejor. El campo de flujo simulado básicamente refleja los cambios en el campo de flujo real.

La Tabla 5-8 muestra los resultados del balance hídrico de la cuenca y los resultados del balance hídrico regional de la cuenca calculados utilizando modelos numéricos. Al comparar los dos, se puede ver que las cantidades totales son básicamente las mismas y la mayor diferencia es. la recarga límite y la diferencia de recarga por lluvia.

Tabla 5-8 Análisis comparativo del balance hídrico en la cuenca de Datong (108 m3/a)

3. Modelo numérico de aguas subterráneas de la cuenca de Xinzhou

(1) División de la red y condiciones iniciales y condiciones de contorno

El flujo de agua subterránea en la cuenca de Xinzhou es un flujo inestable tridimensional. Toda el área de simulación está dividida en más de 33.000 unidades. El área de simulación se muestra en la Figura 5-19. Las condiciones iniciales se determinaron con base en el nivel de agua medido en mayo de 2004. Las condiciones límite, como el coeficiente de permeabilidad y el espesor, se determinaron con base en el contenido relevante en el Capítulo 5. La distribución del flujo límite se muestra en la Figura 5-20.

Figura 5-18 Comparación de niveles de agua iguales medidos y niveles de agua iguales calculados en la capa poco profunda de la cuenca de Datong en octubre de 2004

Determinación del método para la partición de parámetros y la distribución de valores de parámetros en zonas poco profundas Coeficiente de permeabilidad hidrológica en la cuenca de Xinzhou Se determina en función de la distribución de litología obtenida del modelo estructural de la cuenca. Los coeficientes de permeabilidad iniciales de varias litologías en la cuenca de Xinzhou se muestran en la Tabla 5-9.

Tabla 5-9 Tabla de coeficientes de permeabilidad de la misma litología en la Cuenca de Xinzhou

(2) Elementos fuente-sumidero

1 Recarga de infiltración por precipitación atmosférica<. /p>

La precipitación anual promedio de varios años (1980-2000) se considera en 5 condados y su valor es de 414,65 mm mediante el análisis de datos de precipitación de varios años en diferentes condados o diferentes estaciones en la cuenca de Xinzhou. , se obtiene la precipitación mensual promedio de varios años y encuentre la proporción de la precipitación mensual promedio durante muchos años. La Figura 5-21 muestra la precipitación promedio de varios años en cada condado de la cuenca de Xinzhou, y la Figura 5-22 muestra el mapa de zonificación del coeficiente de infiltración de precipitación en cada región.

2. Recarga de infiltración de riego de tierras de cultivo

①Recarga de infiltración de riego de tierras de cultivo.

Dado que la intensidad del riego también se divide según los condados y ciudades, la cantidad de infiltración del riego es básicamente la misma que el coeficiente de infiltración de la precipitación, por lo que el coeficiente de recarga de la infiltración del riego de las tierras agrícolas se divide de acuerdo con el coeficiente de infiltración de la precipitación en la cantidad de recarga de la infiltración del riego de las tierras agrícolas; cada distrito se calcula en función del volumen de agua de riego de los cinco condados y ciudades (Tabla 5-10).

②El sistema de canales tiene fugas. De acuerdo con la distribución del sistema de canales, la cantidad de recarga de fugas de cada sistema de canales principal se calcula con base en el producto del coeficiente de fuga de 7 a 15 y el exceso de volumen de agua del sistema de canales. En el cálculo de la simulación, la cantidad de fuga se distribuye uniformemente entre los condados y ciudades correspondientes con terreno relativamente plano (Tabla 5-11).

Figura 5-19 Perfil de cuadrícula tridimensional del rango de simulación de la Cuenca de Xinzhou

Figura 5-20 Recarga lateral en el límite de la Cuenca de Xinzhou (m3-d-1 )

Figura 5-21 Distribución de la precipitación promedio en los condados de la cuenca de Xinzhou en los últimos cinco años

Figura 5-22 Distribución del coeficiente de infiltración de lluvia en las regiones de la cuenca de Xinzhou

Cuadro 5-10 Situación de la infiltración del riego en tierras agrícolas de Xinzhou en los cinco condados de la cuenca

3. Descarga evaporativa

Con base en datos meteorológicos, los datos de observación de la intensidad de la evaporación de varios condados y ciudades se utilizaron durante muchos años (mensualmente), combinados con el mapa de zonificación litología de la superficie de la cuenca (capa de simulación 1) y el mapa de profundidad de buceo. , y la evaporación se obtuvo superponiendo el mapa de partición de intensidad (Figura 5-23, Figura 5-24). Las áreas marcadas con números en la figura son áreas donde la profundidad del agua subterránea es poco profunda y se considera la evaporación. Dado que la litología de cada zona no es muy diferente, la intensidad de la evaporación en las distintas zonas depende de las condiciones climáticas.

4. Minería artificial

①Minería agrícola. Tratamiento, extracción de aguas superficiales poco profundas. Según los diferentes condados, ciudades o municipios, la ingesta de agua en diferentes estaciones se promedia para toda la región y la ingesta de agua en cada distrito en diferentes momentos se obtiene. La Tabla 5-12 es la tabla de consumo total de agua rural de la cuenca de Xinzhou. condado y ciudad.

Figura 5-23 Evaporación promedio de varios años por condado y ciudad en la cuenca de Xinzhou

Tabla 5-11 Drenaje y recarga de riego por filtración en áreas de riego artesiano de más de 10,000 acres en Ciudad de Xinzhou

Tabla 5-12 Consumo de agua industrial y agrícola en la cuenca de Xinzhou

2) Uso de agua doméstica industrial y urbana. El agua doméstica urbana y el agua industrial se consideran uniformemente en forma de grupos de pozos centralizados. La ubicación del grupo de pozos se basa en la "Tabla de estudio y estadísticas de la ingesta de agua subterránea en la cuenca de Xinzhou". Se concluye que la extracción de agua está relativamente concentrada en las ciudades (pueblos). La simulación adopta la extracción de agua compartida entre múltiples pozos dentro. la ciudad La cantidad total de extracción y utilización de agua subterránea en la cuenca es de 25 166,8 × 104 m3/a

Figura 5-24 Simulación zonal de la intensidad de la evapotranspiración en la cuenca de Xinzhou

(3). ) Prueba del modelo

Debido a la falta de datos dinámicos a largo plazo de los orificios de observación, el ajuste del campo de flujo plano es el método principal para calibrar este modelo. El rango de simulación de cuencas hidrográficas es grande y la cuadrícula de perfil es de 1 km2. Basado en la escala espacial (precisión), el proceso de ajuste del campo de flujo plano implica principalmente el ajuste macroscópico y relativo y la identificación de los parámetros del modelo para lograr coherencia entre los resultados del cálculo del modelo y los resultados de la observación a largo plazo.

Compare y ajuste los resultados calculados del campo de flujo plano en octubre de 2004 con los resultados medidos hasta que los resultados sean generalmente similares. La Figura 5-25 muestra el mapa de contorno del nivel de agua subterránea de 50 m de profundidad enterrada calculado por el modelo en octubre de 2004. En comparación con los resultados medidos reales, se puede ver que los dos son similares y se superponen.

Figura 5-25 Mapa simulado (izquierda) y mapa medido (derecha) del contorno del nivel del agua subterránea a 50 m de profundidad en la cuenca de Xinzhou en octubre de 2004

Basado en análisis del balance hídrico y cálculos de simulación. Los resultados (Tabla 5-13) muestran que la descarga promedio de varios años de la cuenca de Xinzhou es mayor que la recarga integral, y la tendencia general del nivel del agua en la cuenca calculada por el modelo muestra una tendencia constante a decreciente, lo cual es consistente con el flujo a largo plazo de agua subterránea en la cuenca. Según los cálculos del modelo, la tendencia general del nivel del agua en la cuenca muestra una tendencia constante pero decreciente, lo que es consistente con la disminución dinámica del nivel real del agua en los largos pozos de observación del agua subterránea en la cuenca. Por lo tanto, el modelo de simulación de cuencas se puede utilizar como base para el desarrollo y utilización, planificación y gestión de aguas subterráneas, y análisis predictivo en la cuenca.

Tabla 5-13 Resultados del cálculo del balance promedio de recarga y descarga de agua subterránea de varios años en la cuenca de Xinzhou (104 m3/a)

IV. Cuenca

(1 ) División de la cuadrícula y condiciones iniciales

El área de simulación se divide discretamente utilizando el método de diferencias finitas de espacios iguales. El espaciado de la cuadrícula en la dirección X es de 1.503 m. el espaciado de la cuadrícula en la dirección Y es de 1257 m es 1257 m y el espaciado de la cuadrícula en la dirección X es de 1503 m. El espaciado de la cuadrícula en la dirección X es de 1.503 metros y el espaciado de la cuadrícula en la dirección Y es de 1.257 metros, divididos verticalmente en 10 niveles, por lo que toda el área de estudio se divide en 29.140 celdas. El área de simulación se divide en 29,140 unidades. La vista en planta y la vista tridimensional se muestran en la Figura 5-26, con una longitud de paso de 30 d. El nivel inicial del agua se basa en los datos del estudio regional del nivel del agua subterránea de enero de 2004. La recarga lateral límite es el resultado de un promedio de varios años (Figura 5-27). El coeficiente de permeabilidad y la zona de suministro de agua se muestran en la Figura 5-28 y la Tabla 5-14.

Figura 5-26 Perfil de cuadrícula de la cuenca Linfen

Figura 5-27 Mapa de distribución del suministro lateral de la cuenca Linfen

Tabla 5-14 Tabla de valores de selección de parámetros de la cuenca Linfen

Figura 5-28 El coeficiente de permeabilidad y la división del suministro de agua de la primera capa de la cuenca Linfen se muestran en la Tabla 5-14

(2) Elementos de fuente y sumidero

1 .Infiltración de lluvia

Según la topografía y litología estratigráfica de la cuenca Linfen, el coeficiente de infiltración de lluvia se divide en 16 zonas, como se muestra en la Figura 5-29. La cantidad de recarga de infiltración de lluvia está controlada por factores como las características de la lluvia, la litología y estructura de la zona portadora de gas y la profundidad del nivel freático. La precipitación mensual promedio en varios condados y ciudades desde 1969 hasta 2003 se muestra en la Figura 5-30. Como se puede ver en la figura, la precipitación media anual es de 420 a 520 mm, siendo la mayor precipitación de junio a septiembre, lo que representa el 60% de la precipitación anual. Las características de las precipitaciones anteriores indican que el principal período de recarga de las aguas subterráneas en la cuenca de Linfen es de junio a septiembre de cada año. Tabla 5-15 Valores del coeficiente de infiltración de lluvia en las principales áreas urbanas de la cuenca de Linfen.

Tabla 5-15 Valores del coeficiente de infiltración de lluvia en las principales áreas urbanas de la cuenca de Linfen

2. Infiltración de cuerpos de agua superficiales (ríos, embalses, etc.)

La cuenca de Linfen tiene un sistema de agua bien desarrollado, la masa de agua superficial tiene un alto grado de utilización. Con el río Fen como corriente principal, muchos afluentes de los lados este y oeste se reúnen aquí. Los afluentes más grandes incluyen el río Hong'anjian, el río Kuiting, el río Hui, etc. Hay más de 10 embalses de pequeño y mediano tamaño en la zona. Hay más de 10 embalses de pequeño y mediano tamaño en la zona.

Figura 5-29 Parámetros de infiltración de lluvia en la cuenca de Linfen

Figura 5-30 Precipitación mensual promedio en la cuenca de Linfen de 1969 a 2003

(1) Río Fenhe Módulo de infiltración

El río Fen es el río más grande de la región. Se origina en el condado de Ningwu, fluye a través de la cuenca de Taiyuan, fluye a través de la cuenca de Linfen de norte a sur y se une al río Amarillo en el condado de Hejin. . Los niveles de agua de los ríos son generalmente más altos que los niveles freáticos. El nivel del agua de los ríos es generalmente superior al nivel del agua freática y el agua subterránea se recarga en forma de filtraciones laterales. La Tabla 5-16 muestra la escorrentía de cuatro estaciones de monitoreo en el área.

(2) Filtración del río Hong'anjian

El nivel del agua subterránea en el abanico aluvial de montaña en el lado de la cuenca está profundamente enterrado. La litología sedimentaria fluvial se desarrolló en el aluvial. El abanico es roca de grano grueso. El nivel del agua es generalmente más alto que el nivel del agua subterránea y es la sección de filtración del río. Además del río Hong'anjian, otros afluentes también tienen proyectos controlados de conservación del agua. Debido al almacenamiento insuficiente de agua durante muchos años, algunos embalses descartan una pequeña cantidad de agua durante la temporada de inundaciones anual y la débil recarga de agua subterránea es insignificante. Por lo tanto, esta vez solo se calcula la fuga del río Hong'anjian. El volumen de filtración promedio del río Hong'an es 889×104 m3/a, que se calcula en base al flujo de agua medido en la estación hidrológica Dongzhuang del río Hong'an.

Tabla 5-16 Tabla estadística de escorrentía del río Fen en la cuenca de Linfen (108 m3)

(3) Cantidad de fuga del embalse

¿Cuántos embalses hay en ¿El área de cálculo? El volumen de fuga de los grandes embalses también es bastante grande (Tabla 5-17). Para simplificar el cálculo, el volumen de fuga del yacimiento se cuantifica como la cantidad de recarga superficial por unidad de tiempo, y el volumen de fuga del yacimiento se cuantifica como la cantidad de recarga superficial por unidad de tiempo. Volumen de recarga de superficie por unidad de tiempo y volumen de suministro.

Tabla 5-17 Estadísticas de fugas de embalses en la cuenca de Linfen de 1971 a 2000 (104 m3/a)

3. Fugas de canales e infiltración de riego en tierras agrícolas

Linfen La cuenca cuenta actualmente con 10 zonas de riego principales, cada una con densos canales. Estos canales desvían principalmente agua del río Fen y sus afluentes y agua kárstica de Huoquan para el riego de tierras agrícolas. Los resultados del cálculo de la infiltración del riego y la recarga del agua subterránea se muestran en la Tabla 5-18.

Tabla 5-18 Resultados del cálculo de la infiltración del riego y la recarga de aguas subterráneas en la cuenca de Linfen

4. Evaporación y descarga de aguas subterráneas

Según la diferencia de niveles de aguas subterráneas. en la zona de evaporación, dividida en dos áreas donde el nivel del agua subterránea tiene menos de 3 m de profundidad y el nivel del agua subterránea tiene 3 ~ 5 m de profundidad. Las áreas donde el nivel del agua subterránea tiene menos de 3 m de profundidad se distribuyen en el área de bajo nivel del río Fenhe desde el norte de Fenyang Ridge en el oeste del distrito de Yaodu hasta la ciudad de Xiangling. Las áreas con un nivel de agua de 3 a 5 m se distribuyen en el área de bajo nivel de Fenhe en el área del condado de Xiangfen-distrito de Yaodu-condado de Hongdong al norte de Fenyang Ridge, y en las áreas de los condados de Houma y Gao al oeste de Xinjiang. Condado al sur del área llana de Fenyang Ridge. La selección de la intensidad de la evaporación se refiere a los datos de las pruebas y la información del informe relacionado en el "Informe de evaluación de los recursos de aguas subterráneas de la cuenca Linfen".

La selección de la intensidad de evaporación regional y los resultados del cálculo de la evaporación se muestran en la Tabla 5-19. La evaporación de aguas poco profundas al norte de Fenyang Ridge es de 3 087,32×104 m3/año, y la evaporación de aguas poco profundas al sur de Fenyang. Ridge es 3087,32×104 m3/año. La cantidad es 564. En áreas con evaporación, la cantidad de evaporación se dividirá en cantidad de evaporación por unidad de tiempo y cantidad de evaporación por unidad de tiempo. En áreas con evaporación, la cantidad de evaporación se divide en cantidad de evaporación por unidad de tiempo y unidad de área.

Tabla 5-19 Resultados del cálculo de la evaporación del agua subterránea en la cuenca de Linfen

5. Minería de agua subterránea

①Minería agrícola. Tratamiento, extracción de aguas superficiales poco profundas. Según los diferentes condados, ciudades o municipios, las extracciones de agua en diferentes estaciones se promedian para toda la región y se obtienen las extracciones de agua en diferentes períodos de cada distrito. La Tabla 5-20 es una tabla resumida de las extracciones de agua subterránea basada en. Estadísticas de condados y ciudades de la cuenca de Xinzhou.

2) Agua industrial y agua doméstica urbana. El agua doméstica urbana y el agua industrial se consideran uniformemente en forma de grupos de pozos centralizados. Las ubicaciones de los pozos se obtienen de la "Tabla de estudio y estadísticas de la explotación de aguas subterráneas en la cuenca de Xinzhou". La explotación en ciudades (pueblos) está relativamente concentrada. Se utilizan varios pozos en áreas urbanas para simular la extracción de agua y la cantidad total. El aprovechamiento en la cuenca es de 25166,8×104 m3/a.

Tabla 5-20 Tabla resumen del volumen de extracción de agua subterránea en la cuenca de Linfen (1995-2004) (104 m3-a-1)

Tabla 5-20 Estadísticas del volumen de extracción de agua subterránea en Linfen Cuadro resumen de la cuenca (1995-2004) (104 m3-a-1)

(3) Prueba modelo

Se realizó una prueba sistemática en la cuenca Linfen desde enero de 2004 hasta diciembre de 2004. Para la observación dinámica del agua subterránea, los pozos de observación en esta área se pueden dividir en pozos de observación poco profundos y pozos de observación de profundidad media (en su mayoría pozos de observación mixtos). Debido a la distribución desigual de los orificios de observación largos, solo se seleccionan algunos orificios de observación largos y poco profundos para su instalación (porque los orificios de observación medianos y largos y profundos son todos pozos mixtos para bombear agua. El nivel de agua simulado y las curvas de nivel de agua medidas de observación típica). Los orificios se muestran en la Figura 5-31.

Las estadísticas de error muestran que bajo las condiciones actuales de los datos, el efecto de ajuste es generalmente bueno, excepto por algunos pozos de observación, la dinámica de la cabeza de agua simulada de la mayoría de los agujeros de observación es básicamente consistente con la cabeza de agua medida. Hay una desviación en la fase de fluctuación de los pozos de observación individuales, lo que se debe principalmente al hecho de que la dinámica del agua subterránea en esta área se ve afectada principalmente por la recarga de infiltración de agua superficial y la descarga de evaporación. Por diversas razones, los datos básicos requeridos por el modelo están incompletos, lo que da como resultado resultados de ajuste insatisfactorios para los orificios de observación individuales.

Figura 5-31 Curvas de altura hidráulica medidas y simuladas de Fa18 en la cuenca de Linfen

La Figura 5-32 muestra las curvas isohidráulicas medidas y simuladas de aguas subterráneas poco profundas en 2004. Se puede ver que las líneas de cabeza iguales simuladas concuerdan bien con las líneas de cabeza iguales medidas, y hay una desviación entre las líneas de cabeza iguales simuladas y las líneas de cabeza iguales medidas solo en el límite suroeste del área de estudio. Esto se debe a que hay pocos orificios de observación y es difícil que la interpolación refleje con precisión el campo de flujo de agua subterránea.

Figura 5-32 Medición real y simulación de la carga isohidráulica de aguas subterráneas poco profundas en la cuenca de Linfen en 2004

Considerando la periodicidad de la dinámica de las aguas subterráneas, se seleccionó de enero de 2004 a diciembre de 2004 como uno de los períodos hidrológicos. años, se realizan cálculos del balance hídrico. Consulte la Tabla 5-21 para obtener más detalles.

Tabla 5-21 Resultados del cálculo del balance hídrico en el área de Linfen de enero de 2004 a diciembre de 2004 (108 m3/a)

Simulación numérica del agua subterránea en el área de Linfen

1. Simulación numérica del agua subterránea en la cuenca de Yuncheng

(1) División de la cuadrícula y condiciones iniciales

El modelo se divide en 6 capas longitudinalmente y la profundidad del fondo del agua subterránea. es de unos 250 m. La longitud lateral de la cuadrícula del avión es de 1,0 km × 1,4 km y el área de simulación se divide en 2600 cuadrículas en el avión. Por lo tanto, toda el área de simulación se divide en más de 26.000 unidades y el área de simulación se muestra en la Figura 5-33. El paso de tiempo es de 30 d.

El límite del modelo está delimitado por la línea de contacto entre la cuenca y el área montañosa, el tipo de límite es límite tipo II y la condición de límite es flujo. La recarga límite se muestra en la Figura 5-34, y el coeficiente de infiltración y la zona de suministro de agua se muestran en la Figura 5-35.

Figura 5-33 Sección transversal del área de simulación de la cuenca Yuncheng

Figura 5-34 Recarga del límite de la cuenca Yuncheng

Figura 5-35 Primera capa del modelo de agua subterránea de la cuenca Yuncheng Coeficiente de infiltración y zona de suministro de agua

(2) Elementos de fuente y sumidero

1 Infiltración de precipitaciones

La mayoría de los datos recopilados en el área de simulación son anteriores al año 2000. Los datos son inconsistentes con la etapa de identificación del modelo. Aquí, el valor promedio mensual de varios años se sustituye en el modelo para la identificación. El cálculo de la recarga de infiltración de precipitación se muestra en la Tabla 5-22, y la distribución de precipitación mensual promedio de varios años de los condados y ciudades de la cuenca de Yuncheng se muestra en la Figura 5-36.

2. Recarga de infiltración de masas de agua superficiales (ríos, lagos, embalses, etc.)

La recarga de infiltración de agua superficial se puede dividir en recarga de infiltración de canales y recarga de infiltración de ríos.

(1) Recarga de infiltración del canal

Esta evaluación se refiere principalmente a los resultados de las pruebas de la Oficina de Conservación del Agua de Yuncheng, consulte la Tabla 5-23.

(2) Recarga de infiltración de ríos, lagos, embalses, etc.

Los ríos más grandes de la zona incluyen el río Quehe y el río Qinglong, que pertenecen al sistema del río Amarillo, con Meiji Gang y sus zonas inclinadas como cuenca hidrográfica. El río Sushui es el río más grande de la región, se origina en el valle de Chencun en el condado de Jiang, con una longitud total de 196 km y un área de drenaje de 5935 km2. Fluye a través de Jiangxian, Wenxi, Xiaxian, Yuncheng, Linyi y Yongji, y desemboca en el río Amarillo en la aldea de Xuejiya, Yongji. El río Qinglong se origina en la montaña Tangwang en Wenxi, tiene una longitud total de aproximadamente 81,6 km, fluye a través de Wenxi, el condado de Xia y Yuncheng, y desemboca en el lago salado.

Tabla 5-22 Tabla de cálculo de la infiltración de precipitación de la cuenca de Yuncheng y la recarga de agua de los poros de rocas sueltas

Figura 5-36 Precipitación mensual promedio de varios años en condados y ciudades de la cuenca de Yuncheng

Tabla 5-23 Tabla estadística de los valores η, r y m en cada área de riego

De norte a suroeste, las áreas de riego de más de 10,000 acres en Yuncheng La cuenca incluye la playa de Tanglai, Yachi, Salt Lake, Beimen Beach y Nigeng, cinco lagos. Entre ellos, el lago salado tiene una superficie de unos 106 km2 y suministra la mayor cantidad de agua subterránea. El coeficiente de recarga de fugas de ríos en la cuenca de Yuncheng es la relación entre la cantidad de agua subterránea recargada por fugas de río y la cantidad de agua de río. El valor está relacionado con la litología subterránea del lecho del río, el caudal, la profundidad del nivel freático y la longitud de la sección de filtración.

3. Cantidad de recarga de infiltración de riego agrícola

El valor del coeficiente de recarga de riego β está relacionado con la litología, la vegetación, la profundidad de enterramiento del agua subterránea y la cuota de riego, y generalmente se determina mediante pruebas de infiltración de riego. Sí, esta evaluación se refiere principalmente a la información completa del Departamento de Conservación del Agua de la ciudad de Yuncheng, consulte la Tabla 5-24.

Tabla 5-24 Tabla de valores del coeficiente de infiltración de riego β en la cuenca de Yuncheng

Figura 5-37 Evaporación mensual promedio de varios años en los condados de la cuenca de Yuncheng

4 . Evaporación y drenaje

Estadísticas meteorológicas de evaporación de la cuenca de Yuncheng. Los datos de evaporación promedio mensual de varios años de la cuenca de Yuncheng de 1980 a 2004 se muestran en la Figura 5-37 desde la litología de la zona de la bolsa de gas. en la cuenca de Yuncheng se compone de subarena, subarena. El suelo es principalmente arcilloso, por lo que se toma la profundidad límite de evaporación. Según el mapa de zonificación de la profundidad de los poros poco profundos de la cuenca de Yuncheng, los niveles de aguas poco profundas con profundidades de agua inferiores a 4 m en la cuenca de Yuncheng se distribuyen principalmente en la ciudad de Yongji y partes del distrito de Salt Lake. Los valores de intensidad de evaporación de diferentes. Las litologías en las áreas de agua intersticial de la cuenca Yuncheng se muestran en la Tabla 5-25. Volumen de minería artificial

La información sobre el volumen de minería se proporciona en condados y ciudades. Esta evaluación se basa principalmente en las estadísticas del volumen real de extracción de agua subterránea en 2003-2004. El volumen real de extracción de cada condado y ciudad se muestra en la Tabla 5-26 y la Tabla 5-27. El procesamiento del volumen de extracción es el siguiente: en términos de tiempo, según la distribución de la temporada de suministro de agua, para aguas poco profundas, el volumen de extracción se utiliza principalmente para uso agrícola, y la época principal de extracción es de marzo a mayo y de septiembre a octubre. ; para acuíferos medianos y profundos, el volumen de extracción. Espacialmente, para acuíferos medianos y profundos, el volumen de producción se trata como el promedio anual; para acuíferos medianos y profundos, el volumen de producción se trata como el promedio anual; Minería y procesamiento en términos de espacio, para aguas poco profundas, se utiliza como recolección de agua superficial, y para aguas profundas, se usa principalmente para recolección de agua concentrada para la vida residencial y la industria.

Tabla 5-26 Estadísticas del volumen de extracción de agua de poros en la cuenca de Yuncheng de 2003 a 2004

Tabla 5-27 Cálculo de los recursos de extracción de agua de poros en la cuenca de Yuncheng

(III ) Prueba del modelo

En términos generales, las curvas de nivel de observación poco profundas y las curvas de nivel simuladas durante la temporada de lluvias en 2005 son básicamente consistentes. En el área de Salt Lake, los resultados calculados del contorno de 340 m son algo diferentes de los resultados de la simulación. La razón principal es que hay una gran diferencia en el nivel del agua entre el período de embalse y el período sin embalse del lago salado en este lugar. área, lo que dificulta la determinación precisa de los resultados iniciales de la altura hidráulica.

La razón principal por la que el nivel del agua en el contorno de profundidad simulado a 280 m es inconsistente con los resultados de la observación es que la diferencia de carga entre los acuíferos superior e inferior en esta área es grande, la litología del acuífero es compleja y algunos parámetros son difíciles de determinar con precisión. Pero, en general, los resultados de la simulación concuerdan bien con los resultados de la observación.

Este modelo básicamente refleja las condiciones reales del flujo en el campo y puede usarse para guiar la práctica de producción.

Los resultados del cálculo del balance hídrico promedio de varios años en la cuenca de Yuncheng se muestran en la Tabla 5-28.

Figura 5-38 Contornos poco profundos simulados de la cuenca de Yuncheng en octubre de 2005 (m)

Figura 5-39 Contornos observados de la cuenca de Yuncheng en octubre de 2005 (m)

Tabla 5-28 Resultados del cálculo del balance hídrico promedio de varios años en la cuenca de Yuncheng (unidad: 104 m3)

Tabla 5-28 Resultados del cálculo del balance hídrico promedio de varios años en la cuenca de Yuncheng Cuenca (unidad: m3 Unidad: 104 m3)

Resultados del cálculo del balance hídrico de la cuenca Yuncheng (unidad: 104 m3)

Los resultados del cálculo del balance hídrico de la cuenca Yuncheng se muestran en la Tabla 5-38 . Unidad: 104 m3-a-1)

VI.Simulación numérica de aguas subterráneas en la Cuenca de Changzhi

(I) División de la red y condiciones iniciales de contorno

La simulación La zona está dividida en 7 plantas verticalmente. Las áreas de cada capa son diferentes y el área de simulación efectiva de la capa 7 es de solo 151,6 km2. Toda el área de investigación se divide en 3782 unidades equiespaciadas en el plano. El espacio entre cuadrículas de la sección en dirección X es de 620 m y el espacio entre cuadrículas de la sección en dirección Y es de 780 m. El área de cada unidad es de 0,486 km2. , y el número total de unidades es 11655 (figura 5-40).

El nivel de agua medido en mayo de 2005 se utilizó como cabeza hidráulica inicial para la simulación, y el método de iteración del parámetro de cabeza hidráulica inicial se usó como base para el ajuste, y finalmente se determinó el valor de cabeza hidráulica inicial ( Figura 5-42).

División de parámetros y determinación numérica. La determinación del coeficiente de permeabilidad, el grado de suministro de agua y el coeficiente de almacenamiento de agua utiliza principalmente datos de pozo y perfil, y se procesa mediante el método efectivo de espesor igual.

Hay un total de 44 perforaciones efectivas y 4 secciones verticales y horizontales en la cuenca de Changzhi***. Los parámetros hidrogeológicos y sus divisiones se determinan principalmente por el método de espesor equivalente con base en el ambiente de depósito, las unidades geomorfológicas del área y la litología de los pozos recolectados y las secciones hidrogeológicas. Dado que los sedimentos cuaternarios de la cuenca de Changzhi son principalmente sedimentos lacustres, la litología es principalmente suelo subarenoso, subarcilloso, arcilloso y ocasionalmente arena y grava. Los lados norte, sur y oeste están dominados por colinas de loess y los lados. El contenido de agua cerca del río es relativamente alto, el contenido de agua en los tramos más lejanos es débil.

Figura 5-40 Plano de sección de cuadrícula de la primera capa de la cuenca de Changzhi

Figura 5-41 Suministro lateral de la cuenca de Changzhi

Figura 5-42 Inicial etapa del campo Changzhi Basin Flow