[發明專利]一種地表水回補地下水的動態模擬方法

有效

• 申請號: 202010865147.2
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111999032B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 孔祥科;李亞松;韓占濤;王夏暉;黃國鑫;劉雅慈;朱玉晨
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院水文地質環境地質研究所;生態環境部環境規劃院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01N33/18;G01N33/24;G01F23/14;G01F23/02
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 于妙卓

本發明公開了一種地表水回補地下水的動態模擬方法，包括如下步驟：設備組裝：連接地表水輸入單元、地下水輸入單元、排出單元、流通監測單元、河流模擬單元、包氣帶模擬單元和含水層模擬單元；地下水流場模擬：控制地下水輸入單元與含水層模擬單元的連通，以及排出單元與含水層模擬單元的連通，以獲得穩定的地下流場；入滲模擬：控制地表水輸入單元與河流模擬單元的連通、以及排出單元與河流模擬單元的連通，并獲得包氣帶入滲量和有效回補量；入滲監測：所述流通監測單元監測所述包氣帶模擬單元內和所述含水層模擬單元內的水分含量或液位高度；實現對河流不同徑流條件下入滲水分對地下水水量影響的動態和立體監測。

技術領域

本發明涉及實驗模擬技術領域，具體涉及一種地表水回補地下水的動態模擬方法。

背景技術

地下水是我國重要的水資源，全國657個城市中，有400多個以地下水為飲用水源。以京津冀地區為例，飲用水中的地下水占比高達70％以上。但是，由于部分地區地下水長期處于超采狀態，產生了地下水水質劣化和地面沉降等一系列環境問題。

地下水回補是系統解決供水安全、恢復水源地開采能力、改善地下水環境的有效措施。當前，隨著南水北調工程通水、雨洪水利用率和再生水資源化提高，為地下水資源涵養改善提供了契機。

由于缺乏相應的地表水回補地下水模擬裝置及研究方法，現有研究多是直接基于野外場地河流等放水回補地下水進行監測評估。因此，對于不同回補條件下地下水的可回補量缺乏科學的分析與預測，無法準確識別具有回補潛力的地區，這也成為限制我國大規模利用地表水開展地下水超采區回補治理的主要原因。因此，僅依據已有研究所采用模擬裝置及評價方法，無法直觀地對河流不同徑流條件下入滲水分對地下水回補水量影響進行監測，造成對地表水回補地下水的效果評估難度大的問題。

發明內容

因此，本發明所要解決的技術問題在于由于缺乏相應的地表水回補地下水模擬方法，導致無法對河流不同徑流條件下入滲水分對地下水水量的影響實現動態和立體監測的缺陷。

為此，本發明提供地表水回補地下水的動態模擬方法，包括如下步驟：

設備組裝：連接地表水輸入單元、地下水輸入單元、排出單元、流通監測單元、河流模擬單元、包氣帶模擬單元和含水層模擬單元；

地下水流場模擬：控制所述地下水輸入單元與所述含水層模擬單元的連通，以及所述排出單元與所述含水層模擬單元的連通，以獲得穩定的地下流場；

入滲模擬：控制地表水輸入單元與河流模擬單元的連通、以及所述排出單元與所述河流模擬單元的連通，并獲得包氣帶入滲量和有效回補量；

入滲監測：所述流通監測單元監測所述包氣帶模擬單元內和所述含水層模擬單元內的水分含量或液位高度；

可選地，上述的地表水回補地下水的動態模擬方法，所述設備組裝步驟還包括：水位監測件與所述包氣帶模擬單元和所述含水層模擬單元連通；所述入滲監測步驟還包括：通過所述水位監測件監測所述包氣帶模擬單元和所述含水層模擬單元的液位高度；和/或

所述設備組裝步驟包括：土壤水分傳感器安裝在所述包氣帶模擬單元內和所述含水層模擬單元內；所述入滲監測步驟包括：通過所述土壤水分傳感器監測所述包氣帶模擬單元內和所述含水層模擬單元內的水分含量。

可選地，上述的地表水回補地下水的動態模擬方法，所述設備組裝步驟還包括：

地下水流量監測的組裝：所述流通監測單元的第一流量監測件與所述含水層模擬單元的第一輸入口連通；所述流通監測單元的第二流量監測件與所述含水層模擬單元的第一輸出口連通。

可選地，上述的地表水回補地下水的動態模擬方法，所述設備組裝步驟還包括：