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水利工程论文洛阳市下水动态之一摘要洛阳市地处洛阳盆地的西部,地下水开采量日益增大,造成盆地内区域性地下水位不断下降。1999年洛阳市规划在洛河洛阳市区段建立五级水面工程,目前已有三期水面工程建成蓄水。其拦水作用使本区水文地质条件发生重大变化,盆地部分地区地下水开始回升。为保护盆地的地质环境,合理开发利用地下水资源,需要研究地下水动态的规律,判断地下水水位的变化趋势,了解地下水资源的性质,并对可能发生的环境地质问题作出评价。本文在阐述洛阳市水文地质条件得基础上,利用48个观测孔的水位资料,分析了浅层地下水的动态特征。包括多年动态特征以及其空间分布、年内的动态变化特点。并利用excel做了水位动态的多元回归分析,用相关系数判断了影响因子的主次,通过逐步回归优化了方程,并研究了时间序列的自回归分析。关键词洛阳市地下水动态特征多元回归水面工程地下水开采洛阳盆地位于河南省西部黄河南岸,西起延秋、东至黑石关,呈北东北东东向延伸近百公里,南北宽约10余公里,伊、洛河贯流其间。洛阳市就位于洛阳盆地的西部,洛阳是举世闻名的历史文化名城,素有九朝古都之称,在中华民族五千年文明史上,曾几度繁荣,占有重要的历史地位。洛阳作为国家重点建设城市,是一座以机械、电力、冶金、纺织、建材、橡胶、化工、玻璃、电子等多种工业的工业城市,具有较强的工业经济基础和雄厚科技实力。洛阳市现有8个傍河水源地,日开采量达60万m3/d。随着国民经济的飞速发展,城市规模日益扩大,人口不断增多,地下水开采量日益增大,已造成盆地内区域性地下水位不断下降。同时,伊河、洛河相继修建了水利工程并投入使用1999年洛阳市规划在洛河洛阳市区段建立五级水面工程,目前已有三期水面工程建成蓄水。洛河水面工程的拦水运用,使本区水文地质条件发生重大变化,盆地部分地区地下水开始回升。为实现地区经济可持续发展目标,保护盆地的地质环境,合理开发利用地下水资源,急需对洛阳地下水资源重新评价,而地下水动态的研究,掌握地下水正常动态规律,有助于了解地下水资源的性质,为该区地下水合理开发利用服务。通过对序列的分析研究可以进行水位预测,对可能发生的环境地质问题作出评价。在与环境相互作用下,含水层各要素(如水位、水量、水化学成分、水温等)随时间的变化,称为地下水动态1地下水动态是一个复杂的自然过程,在一特定的环境中多种因素下地下水均衡的外观表现。本文主要分析地下水水位动态,具体内容如下1、进一步分析洛阳盆地水文地质条件,包括空间地质结构,地下水的导水性、各含水层之间水力联系及地下水的开采现状、地下水的补径排条件的变化等。2、绘制典型年份等水位线图,分析洛阳市地下水位的多年变化规律。3、分析水面工程对地下水系统的影响范围和幅度。4、划分地下水动态类型,分析其影响因素和形成机制。5、通过各种回归分析确定地下水动态的影响因子及其影响能力,并且建立拟合的方程进行地下水动态预测。第二章区域自然地理、地质条件概况第一节自然地理条件2.1.1、交通位置洛阳盆地地处河南省西部,北西南东分别被邙山、崤山、熊耳山、嵩箕山所环绕,盆地面积1300km2。研究区西起新安宜阳,东至巩义黑石关、北起孟津,南接伊川。行政区划主要隶属于洛阳市区及偃师、巩义、新安、孟津、宜阳、伊川等县市的部分地区,地理座标东经112°15′112°57′,北纬34°32′34°47′,总面积2000km2。重点研究区为伊洛河河谷平原西部区,面积约400km2。研究区交通便利,陇海铁路,焦枝铁路干线,在区内交汇。连霍高速公路、310、207国道交错,公路网络四通八达,地理位置较为优越。见研究区位置图(图2-1)图2-1研究区位置图2.1.2、地形地貌洛阳盆地北依邙山,南抵嵩山,西有小秦岭,中东部为伊洛河冲积平原,构成三面环山,向东敞开的箕形地形。总地势呈西高东低,南北高中间低,由中心至周边,地形渐次升高,由低到高地貌类型依次为伊洛河河谷平原区、黄土丘陵(台塬)区、基岩山区,且整体由西向东倾斜。北部为邙山,中部为伊洛河河谷平原区,山丘与河谷平原之间为洪积扇及洪积倾斜平原。本区地形起伏,地貌类型复杂。按成因,物质组成和形态特征,可以分为黄土丘陵、黄土台塬、洪积扇及洪积倾斜平原、洪流平地、河谷二级阶地、一级阶地、漫滩冲积平原。主要的河谷阶地及冲积平原为伊洛河河谷平原,呈北东向展布,平坦开阔,西高东低,阶地、漫滩呈阶梯状相连,沿河两侧不对称分布。2.1.3、气象水文1、气象本区属于暖温带季风气候区,表现典型的大陆性气候,冬长寒冷雨雪少,春季干旱风沙多,夏季炎热雨集中,秋季晴和日照长。据气象资料,多年平均气温14.3℃,多年平均降水量545.98mm,降水时空变化较大,一般集中在7、8、9三个月,约占全年降水量的50%,多年平均蒸发量为1451.7mm。图2-2图2-2洛阳市多年平均气象要素图.2、水文研究区属黄河流域的伊洛河水系,主要河流有洛河、伊河及洛河支流涧河和瀍河。主要干渠有中州渠、伊东渠。洛河发源于陕西省洛南县,属黄河支流,经宜阳于延秋街流入区内,从西南向东北穿过本区,在偃师与伊河汇合。其河床一般宽54-70m,水深0.5-1.5m。洛河长年有水,每年79月份为汛期,水位受季节性变化明显,据1971-2003年白马寺水文站资料统计多年平均径流量45.04m3/s,最大洪峰流量5380m3/s多年平均含砂量8.4kg/m3。(图23)伊河是洛河最大支流,发源于栾川县伏牛山北麓,经伊川流入区内,从龙门呈西南东北向流动。受伊河陆浑水库影响,动态变化较大,龙门水文站观测资料,最大流量为120m3/s,最小流量为13.63m3/s,多年平均径流量22.89m3/s,径流量为9.05108m3而枯水年(1972年)最大流量72.5m3/s,最小流量为零,年径流量为3.4108m3。洛河、伊河在偃师市杨村附近汇合为伊洛河,于巩义市神北汇入黄河。图23洛河白马寺站多年平均水文要素图涧河属洛河支流,位于研究区西部,由新安县进入市区,于兴隆寨村汇入洛河。据涧河新安县水文站资料,历年平均径流量1.0108m3,接受一部分城市污水,水质较差。瀍河亦属洛河支流,位于工作区北西部,多年平均径流量0.28108m3,近年来枯水期几近干枯。第二节区域地质条件2.2.1、地层盆地内第四纪沉积较完整,第四系广泛分布于黄土台塬及伊洛河冲积平原区。伊洛河冲积平原区由砂卵石及粉质粘土组成,呈多层结构,其成因类型有冲积、洪积、湖积,而黄土台塬、丘陵地区则由单一的黄土或黄土与下伏砂卵石、砂质粘土组成,其成因有风积、洪积等。据物探、钻探查明,洛阳盆地基底(前新生界)最大埋深达3500m以上,最深处在洛阳市区一带。在周边局部地区也有前第四纪的地层出露。查阅区域地层年代表,本区出露的地层由老到新主要有元古界(Pt)、寒武系(Є)、奥陶系中统(O2)石炭系中上统(C2+3)、二叠系(P)、三叠系(T),新生界(Kz)及第四系(Q)。缺失志留系、泥盆系。本文研究的重点地层是第四系。(如图2-4)2.2.2、构造1、主要地质构造洛阳盆地系一断陷盆地。盆地南为嵩山背斜,北部有垂直断距近数千米的首阳山断裂,形成了盆地基底南高北低的掀斜形态。因历经多次构造变动,盆地基底断裂构造发育,主要发育有东西向、北东向、北西向三组断裂近东西向构造体系的控制下,决定了本区的基本轮廓和展布,导致区内地貌形态展布多为东西向或近东西向,其中的首阳山断裂,该断裂是构成洛阳盆地的北部边界,对新生代地层及水文地质条件具明显的控制作用北西向的断裂构造主要有新安-平顶山(伊川)断裂、龙门-米庙断裂、鲁庄-断裂等北东向断裂在区内有石陵-孟津断裂,南缘有连地-关林断裂,平乐-西虢断裂。这些断裂切断了邙山,所形成的下降地块沟通了洛阳盆地和济源盆地(图25)。2、新构造运动新生代以来构造运动以差异性、间歇性升降运动为其基本特征,这正是大型断裂继续活动的结果。盆地区长期相对下降,接受沉积,形成河谷平原地貌景观,为孔隙水的赋存提供良好的储存空间。图2-5区域地质构造图
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