石羊河流域地下水时空动态研究
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摘要
石羊河流域是我国西北内陆干旱区典型的资源性缺水区域,自上世纪60代大规模开采地下水以来,过量开采地下水所引发的一系列生态环境问题已经成为制约当地社会经济可持续发展的重要瓶颈,因而对该流域地下水进行研究,不仅在地下水资源应用研究方面具有科研意义,而且在流域地下水资源的合理利用和流域生态恢复建设方面具有实践和指导意义。
本文利用石羊河流域多年地下水位动态观测资料,在GIS平台上,采用了一般统计学方法和空间分析技术,应用时间序列模型探讨了流域地下水随时间变化的动态规律,基于统计学方法对流域地下水位的在空间上的动态变化格局进行了分析和研究,并且应用地下水位数据进行了民勤地下水系的识别。主要结论如下:
1.1984年—2006年,各地下水位监测井位置处的地下水位,有其自身的动态变化模式之外,存在水位逐年下降的共性,而且各站点地下水位与红崖山水库和蔡旗年径流量之间存在较高相关性的同时,两者的最大变点年均为1994年。由此可知,各监测井地下水位的下降是径流量逐年减少最为直接的反映,径流量的动态变化过程将在很大程度上影响下水位的变化规律。
2.在空间分布上,地下水位具有明显的由西南—东北的地下水位带,流域地下水位下降幅度和下降速度均有显著的区域差异性,其中民勤地下水位下降幅度和速度与其他区域相比相对较大。
3.流域的具有较高的空间异质性,虽然流域的空间相关性有逐年增长的趋势,但始终处于中等相关水平,对总变异的影响程度并没有逐年提升。
4.地下水位在区域分布上不均衡,大约有16.5%的区域地下水位＜1325m,有12.9%的区域地下水位位于1525-1550m之间,研究区内地下水以较高和较低地下水位为主。
5.在各相邻类别的地下水位转移中,除向最低水位转移以及从最高水位转移之外,相邻类别之间的高水位类别转移到低水位类别的面积在逐年增加,说明流域中低水位的地下水正在向更低的水位转移,即地下水位呈现整体下降型。
6针对民勤境内一万多眼机井的地下水位数据,在建立数字地下水位模型的基础上采用地表径流模拟方法,识别出了民勤绿洲区的地下水系,模拟结果具有一定的可信性。
Shiyang River Basin is one of the typical Water Resource Scarcity in the Semi-Arid Northwestern China.Since the 1960s, a large-scale groundwater has been exploited. The social and economic sustainable development is restricted by eco-environment problems resulted from the long-term over-exploitation of groundwater. Therefore, the researches on groundwater in Shiyang River Basin not only have a scientific significance in applications of groundwater resources, but also have a practical and directive significance in rational use of groundwater resources and ecological recovery and construction.
First, between 1984 and 2006,the levels of different groundwater monitoring wells not only have their own dynamic change model, but also have the commonness of groundwater's declining year after year. While a higher correlation exists between all groundwater levels and annual runoff in Hongya and Caiqi, the both maximal change-points occurred in 1994. Thus it is clear that the declining of groundwater monitoring wells is the most direct reflection of annual runoff decreasing year by year and the process of runoff's dynamic change will greatly affect the variation of groundwater levels.
Second, water table has an obvious southwest-northeast waterlevle belts. An obvious regional difference exists in the falling extent and the falling rate of the groundwater level and it is comparatively bigger in Minqin than other regions.
Third, the basin shows a high degree of spatial variability .Although there is a annual growing tendency in Basin's spatial correlation,the spatial correlation still be at the middle correlative level and it's degree of impaction on the total variance don't rise year by year.
Fouth, the distribution of water table is uneven regional. The regions of which the groundwater level is less than 1325 meters are approximately 16.5 percent and between 1525 and 1550 meters are 12.9 percent.The water table in study areas is maily more higer and lower.
Fifth,in the transfer of water table between neighbored types,except the transfer to the most lowest water or from the most highest water,the area of groundwater which the high water transferred into low water is growing year by year.It indicates that the water table is overall declining.
Sixth,based on the data of more than ten thousand electromechanical wells in Minqin,the establishment of digital groundwater table modle using Simulation of Surface Runoff ,thus simulation result can identify the groundwater in in Minqin Oasis and is generally creditable.
本文利用石羊河流域多年地下水位动态观测资料,在GIS平台上,采用了一般统计学方法和空间分析技术,应用时间序列模型探讨了流域地下水随时间变化的动态规律,基于统计学方法对流域地下水位的在空间上的动态变化格局进行了分析和研究,并且应用地下水位数据进行了民勤地下水系的识别。主要结论如下:
1.1984年—2006年,各地下水位监测井位置处的地下水位,有其自身的动态变化模式之外,存在水位逐年下降的共性,而且各站点地下水位与红崖山水库和蔡旗年径流量之间存在较高相关性的同时,两者的最大变点年均为1994年。由此可知,各监测井地下水位的下降是径流量逐年减少最为直接的反映,径流量的动态变化过程将在很大程度上影响下水位的变化规律。
2.在空间分布上,地下水位具有明显的由西南—东北的地下水位带,流域地下水位下降幅度和下降速度均有显著的区域差异性,其中民勤地下水位下降幅度和速度与其他区域相比相对较大。
3.流域的具有较高的空间异质性,虽然流域的空间相关性有逐年增长的趋势,但始终处于中等相关水平,对总变异的影响程度并没有逐年提升。
4.地下水位在区域分布上不均衡,大约有16.5%的区域地下水位＜1325m,有12.9%的区域地下水位位于1525-1550m之间,研究区内地下水以较高和较低地下水位为主。
5.在各相邻类别的地下水位转移中,除向最低水位转移以及从最高水位转移之外,相邻类别之间的高水位类别转移到低水位类别的面积在逐年增加,说明流域中低水位的地下水正在向更低的水位转移,即地下水位呈现整体下降型。
6针对民勤境内一万多眼机井的地下水位数据,在建立数字地下水位模型的基础上采用地表径流模拟方法,识别出了民勤绿洲区的地下水系,模拟结果具有一定的可信性。
Shiyang River Basin is one of the typical Water Resource Scarcity in the Semi-Arid Northwestern China.Since the 1960s, a large-scale groundwater has been exploited. The social and economic sustainable development is restricted by eco-environment problems resulted from the long-term over-exploitation of groundwater. Therefore, the researches on groundwater in Shiyang River Basin not only have a scientific significance in applications of groundwater resources, but also have a practical and directive significance in rational use of groundwater resources and ecological recovery and construction.
First, between 1984 and 2006,the levels of different groundwater monitoring wells not only have their own dynamic change model, but also have the commonness of groundwater's declining year after year. While a higher correlation exists between all groundwater levels and annual runoff in Hongya and Caiqi, the both maximal change-points occurred in 1994. Thus it is clear that the declining of groundwater monitoring wells is the most direct reflection of annual runoff decreasing year by year and the process of runoff's dynamic change will greatly affect the variation of groundwater levels.
Second, water table has an obvious southwest-northeast waterlevle belts. An obvious regional difference exists in the falling extent and the falling rate of the groundwater level and it is comparatively bigger in Minqin than other regions.
Third, the basin shows a high degree of spatial variability .Although there is a annual growing tendency in Basin's spatial correlation,the spatial correlation still be at the middle correlative level and it's degree of impaction on the total variance don't rise year by year.
Fouth, the distribution of water table is uneven regional. The regions of which the groundwater level is less than 1325 meters are approximately 16.5 percent and between 1525 and 1550 meters are 12.9 percent.The water table in study areas is maily more higer and lower.
Fifth,in the transfer of water table between neighbored types,except the transfer to the most lowest water or from the most highest water,the area of groundwater which the high water transferred into low water is growing year by year.It indicates that the water table is overall declining.
Sixth,based on the data of more than ten thousand electromechanical wells in Minqin,the establishment of digital groundwater table modle using Simulation of Surface Runoff ,thus simulation result can identify the groundwater in in Minqin Oasis and is generally creditable.
引文
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