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雷州半岛地处我国大陆最南端,是祖国大陆通往海南岛的必经之路。雷州半岛地形较平缓,气候温和,河流相对较少、雨水偏少并且随季节变化大,常有旱灾。但地下水资源相对丰富,是区内工业、城镇供水的主要水源。
雷州半岛地区前期的水文地质调查工作较为充分,资料丰富,前人的研究工作为本项课题的研究打下了坚实的基础。本文在查明研究区地理概况、地形地貌、水文地质条件、气象条件的基础上系统分析概化含水层、边界条件、源汇项等。另外,本区一些特殊的水文地质条件根据实际情况作相应处理。
根据研究区水文地质条件,将含水层概化为五层:潜、中、深三个含水层和两层相对隔水层。在此基础上建立概念模型和数学模型,进而建立数值模型,运用GMS中的MODFLOW模块求解数值模型,进而重现雷州半岛地区的地下水流场特征,在此基础上分析其变化趋势,为今后的生产实践提供相应的理论基础。
本文在此研究基础上得出以下基本结论:
1、根据本区的水文地质条件将雷州半岛概化为连续的非均质、各向异性、空间三维、非稳定的含水层结构模型,即潜水含水层、中层承压水和深层承压水三个含水层,以及两个相对隔水层;
2、雷州半岛地区水文地质条件复杂,除了降雨、蒸发、河流、泉等常见水文地质情况以外,还有一些特殊的水文地质现象,例如本区特殊的边界条件,同时还有有大量不同形式的开采井;并且在雷州半岛中部有多处自流井,这些自流井常年有水且流量稳定,在模拟时均有相应的处理方式;
3、由于雷州半岛周围有东海岛、南三岛等岛屿,本区下部承压含水层向海底延伸。但延伸距离不确定。因此,在刻画时预先将雷州半岛东、南、西三面的边界向外延伸5km,作为定水头边界(第一类边界),通过反复对比潮汐效应观测中地下水水头波动与模型计算出的水头波动,最终确定滨海承压含水系统的海底边界。以雷州半岛北部的遂溪大断裂作为隔水边界(第二类边界)。下面四层的边界条件完全相同。另外,将第一层潜水含水层周围海域的部分设定一个很小的厚度,在0.5m~1.0m之间,在参数设置和源汇项设置时也作特殊处理;
4、雷州半岛的地下水流场与地势起伏关系密切,分为雷南和雷北两个水头高峰,分别向中部雷州区和四周海域内排泄。其中浅层水受降雨、蒸发、河流、水库等因素影响明显,波动趋势较大,中深层承压水波动较小,主要受开采等因素的影响。随着近年来地下水的开采,大部分地区出现水位下降趋势,局部地区已出现水位降落漏斗;
5、目前,湛江、遂溪等地的中深层承压水已经在人为开采的条件下转化为人工流场,且已经出现较大范围的水位降落漏斗,雷州、徐闻等地只由于局部开采不合理只出现了小范围的水位降落漏斗。地下水流场变化的主要原因就是人工开采,其次是开采方式和水文地质条件的影响,另外还有河流改道,水利工程的修建等因素也会引起地下水流场的变化:
6、本次模拟研究中采用湛江、遂溪、徐闻部分观测孔对模型进行拟合调参,由拟合可知,本次模拟结果是合理、可靠的;
7、雷州半岛在保持现状的开采条件和同一增长速度的条件下,预测其地下水位总体上依然成下降趋势,湛江、遂溪等地的水位降落漏斗将继续扩大,中部雷州区的自流面积将逐渐减少甚至消失,局部随开采量和开采方式的不同而有所不同。地下水流场依然是中深层水位降落较快,浅层水可直接接受降雨补给等因素的影响,水位恢复较快,因此不易出现水位降落漏斗。