基于生态水位的旱区水利工程开发对地下水的影响分析 ——以北疆某调水工程为例

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西北干旱区由于独特的地理位置,生态环境脆弱。在时间和空间上地表径流和分布不均匀,地下水成为干旱绿洲生态系统形成的决定性因素,影响着西北干旱地区的发展与稳定。为了缓解经济发展的限制,水资源短缺在西北干旱地区,水利工程开发项目的逐步增加,从而影响下游地下水流场和水的量的水工程运行后,进而影响当地的生态环境。由于当地生态环境的破坏,这一问题急需解决。本研究基于内陆干旱地区某复杂调水工程,以其水源工程下游河段为研究对象,运用FEFLOW软件,对研究区域建立地下水流数值模拟模型,预测调水工程全面建成运行后,该地区地下水位变幅及其供水水源地的影响。同时以遥感解译的植被分布图为基础,通过植被生态需水和生态耗水强度的计算,得到地下水适宜埋深分布。对比分析二者的结果,得到不同林草偏离生态水位的大小和方向,并计算了恢复至适宜区间的调控水量。主要研究成果如下:(1)研究区地下水多年均衡量为-27.1×104m3,表现为负均衡,多年地下水水位总体上呈现微弱下降趋势,下降幅度约为2.3cm。(2)通过不同水平年地下水模拟预测结果:工程实施前后年平均地下水水位减幅小于0.35m,河流两岸的影响范围在1km左右。其中,4月为最大增幅月,5月为最大减幅月。水源地地下水位变幅较小。实施调水工程并未对研究区地下水位产生很大影响。(3)不同植被在不同月份下的适宜水位埋深表现为的大小关系依次是有林<疏林<耕地<灌木地<河滩地<荒漠草地,与植被的生长特性相一致,其中适宜埋深的最大值为3.51m,最小值为2.01m。(4)工程运行后,根据绘制生态水位过程线,在6~9月期间灌木地、疏林、耕地、河滩地实际水位低于生态水位,差值为0.2~0.8米;林草适宜区面积减少,亏缺区有所增加,但总的来说,变幅并不大,工程建设未对河谷林草的生态状况造成大的损失。工程建成后,57.1%研究区域出现了地下水亏缺现象,亏缺总量为302.76×104m3。
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