山区水库调蓄对玛纳斯河流域地下水补排规律的影响机理研究

The stability of oasis desert ecosystem is based on the Dynamic changes of groundwater level in inland river basin in Xinjiang. Water cycle in inland river basin occurred a significant change because of the construction of Mountain reservoir. Therefore,it's require long-term focus of attention of dynamics change of groundwater level under the influence of human activities. In the research, Manas River Basin which under the inflence of Ken Watts reservoir will be take a typical object. The driving force of dynamics change of groundwater level without influence from reservoir will be analysis by the historical data. The dynamics change of groundwater level under influence from Ken Watts reservoir will be explore by three methods:the long-term field test, surface water, groundwater water isotope test, groundwater dynamic simulation and prediction when the runoff is intercepting. The conversion mechanism of exchange surface water before the dam and groundwater based on the research results above. And then, the characteristics of recharge and discharge of groundwater under influence from Ken Watts reservoir will be represented. Finally the groundwater level will be forcast by numerical simulation based on aquifer generalized, meshing, parameter calibration.The results will offer a scientific basis for development and utilization of groundwater under the the background of the reservoir in mountains and protection of oasis desert ecosystem in Xinjiang.

新疆内陆河流域地下水位动态变化直接影响其绿洲荒漠生态系统的稳定性。山区水库的调蓄作用使内陆河流域水循环条件发生了改变。因此，在山区水库调蓄作用下，新疆内陆河流域地下水动态变化是需要关注的科学问题。项目拟以肯斯瓦特水库影响下的新疆玛纳斯河流域为研究靶区，根据流域历史地下水位动态变化数据，进行建库前地下水位动态变化及驱动力分析；结合野外长期同步监测试验及地表水、地下水水样同位素测试、地下水动态模拟与预测三种研究手段综合分析肯斯瓦特水库截流蓄水对流域地下水埋深动态变化的影响。在此基础上，分析坝前地表水与流域地下水的转化机制，刻画山区水库影响下的地下水系统的补给、排泄特征，通过含水层概化、网格划分、参数率定等进一步通过数值模拟预测水库不同特征水位运行情况下，流域地下水动态变化趋势，为新疆内陆河流域山区水库大规模建设的背景下地下水资源开发利用及绿洲荒漠生态系统保护提供科学依据。

项目选择了上游山区的肯斯瓦特水库影响下的新疆玛纳斯河流域为研究靶区，分析了流域地下水位动态变化规律及地下水位变化驱动力；结合同期试验监测、地表水、地下水水样同位素测试、地下水动态模拟及预测三种研究手段综合分析了水库调蓄对地下水的影响。在此基础上，进一步分析了地表水与流域地下水的转化机制及山区水库影响下的地下水系统的补给、排泄特征，通过含水层概化、网格划分、参数率定等进一步通过数值模拟预测了水库不同特征水位运行情况下，流域地下水未来变化趋势。主要研究结论如下：.（1）以稳定同位素和水文地质条件为基础，利用IsoSource软件进行多元混合模型计算，定性、定量分析了玛河流域地表水与地下水之间的变化关系。结果表明流域平原区地表水主要受到山区降水影响。其中地表水资源55.0%～68.0% 来自上游大气降水，其余来自地下水补给。在地下水资源方面，浅层地下水主要来自河道、渠系渗漏以及山前侧向补给，降水直接入渗补给只有4.0%～18.0%，深层地下水主要来自地下水垂向和侧向补给，受地表水和降水入渗补给十分微弱。.（2）建立了流域库水-地下水转化模型，采用Visual MODFLOW对模型进行求解，数值模拟的结果:地下水总补给量为75539万m3，其中面状补给量、地下水侧向流入量、水库渗漏补给量分别占总补给量的75.19%、21.22%、3.60%；地下水总排泄量为82466万m3，其中蒸发量、泉水溢出量、地下水开采量、地下水侧向流出量分别占总排泄量的27.07%、16.08%、50.90%、5.95%。.（3）根据构建好的地下水数值模型对不同水库调蓄过程中地下水位的变化进行研究，水库正常运行时，水库的渗漏量为2735万m3；水库始终以最低蓄水位运行时，水库渗漏量最小，渗漏量为1347万m3；水库始终以正常蓄水位运行时水库的渗漏量最大，渗漏量为4185万m3。水库以最低蓄水位运行时，地下水位最大降幅2.1m，最大月平均降幅0.99m。水库以正常蓄水位运行时，地下水位最大增幅1.5m，最大月平均增幅0.78m。·.（4）水库正常蓄水位、历年最低蓄水位、运行水位时，地下水对水库的补给量分别为10.45×104m³、729.94×104m³、24.69×104m³。地下水对水库的补给量受水库水位与地下水水位共同作用。春灌期，当两者水位差较小时，水库渗漏呈下降趋势，地下水补给量呈增加趋势；