基于GMS和ArcGIS的地下水库库容计算以大庆西部地下水库为例.pdfVIP

970· 中国环境科学学喜学术年鲁优秀沧i集(2008 基于GMS和ArcGIS的地下水库库容计算 ——以大庆西部地下水库为例 谢轶‘张峥1邵亮‘柳富田2 (1辽宁省环境监测中心站沈阳Il003l‘；2吉林大学长春130026) 摘要根据承压含水层巾地F水组成包括重力水和弹性释水两部分的特点．车史综合刺用CMS软 什和Ar【,GIS软件对大庆西部地f水库库存进行了计算，方法简便．结论町靠。可以为地F水库序窖 求解提供技术支持． Ar,GIS 关键词库容地下水库(，Ms 一、引言 地F水库可以为解决水资源分配不均、水资源短缺以及诸如地面沉降等环境地质问题提供有 效的途径。开展地下水库研究已成为水资源捌蓄的重要研究内容，而其核-C,l,q容为库容计算。关 于佯容计算的方法国内止有学者进行了尝试．比较常用的方法柯断面法和统计法。断面法是在根 据计算的库区所没立的断面，按照计算精度每隔一定间距视4定水位进而计算；统训法是根据不同 含水层平均厚度进行分块计算。 二、研究区概况 现有技术力晕对大庆西部地下水库库犀所在地的勘察表明．该区可开采承雎含水层5层。自 卜而下依移：为：第四系底部向上山组沙砾石禽求层；第一系泰康组砂砾岩含水层；大安纽含砾砂 岩含水层；白垩系明水组一段、二段含砾砂岩、砂岩禽水层；四方台组砂岩含水层。受含水层结 构特征、埋藏条件、补给，径流条件差异的影响，4i同禽水层寓东性具有较为明显的差别。其中 第三系泰康组及第四系口士山组含水层是本医生活和工农业J柑水的主要开采层，也是本次地下水 库建i殳的主要I]的层。 在进行地F水库研究时，为直观形象表达区内地层的分布特征及层间关系，选用具有实现地 层可视化功能的cMs软件对研究区水文地质结构进行可视化表达，其结果如图I所示， 尉1 大庆西酣地下水库医亦立地质结构可桃化结构闰 地下水库的特征水位包括极限低水位，现状水化、正常高水位如2图所示 对于研究区饭限低水位和正常高水位的确定已有前人考虑了不改变边界性质(主要指保持 水位高于承压含水层顶板高程)，不发牛环境问题(土要指水位要高丁二地下水水质恶化临界水位 第五章环境监督管理制度建设 图2地下水库特征水位与特征库容划分’ 等)和尽量保证蓄水效益等方面，确定出研究区极限低水位和正常高水位分别为115m和 132m¨q1。由于地下水在含水层中受到水力坡度的影响，流动速度较慢，实际的地下水库蓄水 面是一个倾斜的曲面，基本不会形成全库区统一高度的地下水位。因此，地下水库的特征水位均 指特定地段的地下水位而言。考虑到本区主要利用地下水位降落漏斗空间进行水资源调蓄，因 此，特征水位均是相对于地下水位漏斗中心地带的地下水位平均值而确定的。 三、库容计算原理与方法 奄区讽萑售慕甚曳承 以么以么以以取双以以以以以以以以以以以 压含水层，地下水库库容 包括含水层空隙空间所蓄 存的重力水体积以及承压 水位高出含水层顶板所形 成的弹性储水量的体积 銎 含水层顶板高程心。………1…‘。 压 (图3)。 含 因此，根据地下水动 查 v· 层 力学相关知识可以确定， 库容计算公式应为： 围3承压含水层蓄水库容计算示意图 V=nV’+(矾一也)靴’ 式中：，l为承压含水层的孔隙度(无量纲)；V’为承压含水层的体积；I．L‘为承压含水层的弹 性储水系数(无量纲)；tt、tlo分别为承压含水层顶板标高和承压含水层地下水的测压水位高 K，K为承压含水层测压水位到承压含水层顶板之间水体的体积。 由以上分析结果和公式可见，承压含水层水体的体积可以分为两部分进行计算，即重力水体 积儿y‘和弹性储水量p’K。 对于y’这部分体积的计算，国内常用的计算方法是统计法，即根据不同含水层平