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由于西湖周边地下水含氮量较高,本文以西湖周边浅层地下水及其它外源为研究对象,对地下水入湖影响进行探究。研究通过实地监测和实验室测定对研究对象进行水化学分析及水质分析。利用MODFLOW地下水模型对研究区浅层地下水-湖泊相互作用进行建模模拟。利用SCS-CN模型对降雨产生的地表径流进行模型计算。同时,结合钱塘江引水、溪流和降雨等其它外源,估算这些外源入湖水量及入湖氮量,并据此了解西湖周边地下水对西湖的影响大小。研究结果如下所示: (1)杭州西湖周边的地下水可分为两类:地下水-Ⅰ(Ca2++Na+-SO42-)和地下水-Ⅱ(Ca2++Na+-HCO3-)。地下水-Ⅰ中含量相对稳定的离子为Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-和SO42-;地下水-Ⅰ中随着环境因素而变化的敏感因子为HCO3-、NO2--N、NO3--N和NH4+-N。地下水-Ⅱ中含量相对稳定的离子为Ca2+、Mg2+、SO42-和HCO3-。地下水-Ⅱ中随着环境因素而变化的敏感因子为Na+、K+、Cl-、NO2--N、NO3--N和NH4+-N。受土地利用情况和周边环境等因素影响,西湖周边各采样点的地下水含氮情况有所差别。以现有数据进行地下水水质分析,综合评价分析显示西湖周边的地下水-Ⅰ水质良好,地下水-Ⅱ在第一年和第三年水质较差,在第二年较好。 (2)研究区雨水化学特征表明其主要离子浓度顺序为Ca2+>SO42->Cl->Na+>NH4+>K+>Mg2+。四个地表径流采样点(植物园、茶田、太子湾和城区)的样本显示主要阳离子为Ca2+,主要阴离子为SO42-。四个地区的NH4+迁移量均为负值,表明区域NH4+产生量较少。而阳离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+)的迁移量均为正值,说明雨水对于研究区的植物、凋落物和表层土壤具有强烈的淋溶作用。 (3)西湖湖水pH值和经处理的钱塘江引水pH基本一致。湖水中主要离子浓度顺序为:HCO3->Ca2+>SO42->Na+>Cl->Mg2+>K+。70%的西湖水样的总氮浓度超过2mg/L,超出了Ⅴ类标准。数据显示出水口L1总氮平均浓度较低,低于2mg/L。而两个入水口(L3和L4)总氮平均浓度较高,接近3mg/L。 (4)基于研究区水文地质情况,利用MODFLOW构建研究区浅层地下水-湖泊模型,并通过人工校准使模型接近实际情况。结果表明,瞬态模拟最后一个应力期结束时的流场和通过插值方法获得的同一时期流场基本一致,且井点及湖泊水位的观测数据与计算数据有较好的拟合结果。最终根据质量预算表获得研究期内西湖周边浅层地下水入湖水量为11889.66m3/a。 (5)西湖周边地下水补给西湖水量很少(0.007%)。结合采样数据的总氮年均浓度,估算外源入湖总氮量。结果表明,西湖周边浅层地下水入湖TN、NO3--N和NH4+-N所占比例分别为0.02%、0.02%和0.03%。 研究表明,西湖周边浅层地下水对西湖这种浅层湖泊的影响较小,对西湖富营养化的治理基本可以忽略地下水影响。同时,对类似西湖的其它浅水湖泊在治理过程中可以考虑忽略地下水的影响。