[发明专利]基于同位素雨量效应的地下水面状潜在补给量测定方法

说明书

技术领域

本发明属于水文地质技术领域，尤其涉及一种基于同位素雨量效应的地下水面状潜在补给量测定方法。

背景技术

干旱区通常面临着水资源紧缺和生态环境脆弱等诸多环境问题，人类活动的参与往往使得这些问题变得更为突出。例如鄂尔多斯盆地，降水补给是地下水的唯一补给来源。水是人类生活必须，也是维系经济社会发展的重要因素，准确的评价干旱区地下水面状补给是科学合理的管理水资源的关键。

然而地下水面状补给是水文地质领域十大未解决的难题之一。目前，行业内在计算地下水面状潜在补给时往往依据经验给定一个地下水可得到补给的最小降水量。再依据该值来就算有效降水量，从而计算地下水面状潜在补给，该方法存在较大的不确定性，对计算结果的科学性和合理性存在较大不利影响，严重的制约了地下水资源的优化配置，增加了水资源的管理难度，尤其对于我国北方等干旱缺水的区域如何协调经济发展与生态保护带来巨大困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于同位素雨量效应的地下水面状潜在补给量测定方法，旨在解决目前在计算地下水面状潜在补给方法存在较大的不确定性，计算结果不准确，严重制约地下水资源优化配置，增加水资源管理难度的问题。

本发明是这样实现的，一种基于同位素雨量效应的地下水面状潜在补给量测定方法，该基于同位素雨量效应的地下水面状潜在补给量测定方法包括：

建立包气带截留阀值模型，将测定的降水与地下水参数带入包气带截留阀值模型求解，得到包气带截留水量，即地下水获得补给的最小降水量，再计算地下水潜在补给量；解决了地下水面状潜在补给量计算中长期使用经验值的弊病，从而，科学合理的确定区域的地下水潜在面状补给量，有利于地下水资源的优化配置，为水资源的管理提供可靠数据，为进一步制定经济发展和生态保护措施提供更为详实的科学支撑；直接针对区域这一面状对象来测定地下水补给潜力，有别于蒸渗仪等原位实验仅针对某个点或者场地进行监测，因此，不存在尺度效益等原位实验的通病，即，测量的结果可以直接应用于区域地下水资源的计算和评价，提高了测定结果的适用性，避免了测量结果在尺度转化过程中可能造成的误差；解决了地下水面状潜在补给量计算中长期使用经验值的弊病，从而，科学合理的确定区域的地下水潜在面状补给量，有利于地下水资源的优化配置，为水资源的管理提供可靠数据，为进一步制定经济发展和生态保护措施提供更为详实的科学支撑；直接针对区域这一面状对象来测定地下水补给潜力，有别于蒸渗仪等原位实验仅针对某个点或者场地进行监测，因此，不存在尺度效益等原位实验的通病，即测量的结果可以直接应用于区域地下水资源的计算和评价，提高了测定结果的适用性，避免了测量结果在尺度转化过程中可能造成的误差；

进一步，包气带截留阀值模型数学表达式如下：

包气带截留水量为确定值，S_I，则地下水潜在补给量R，表达为：

R=0,P≤SIR=P-SIP>SI;]]>

其中P为次降水量，各项单位均为mm；模型避免了陷入讨论具体单次降水事件过程中包气带中包括水量、热量、水气交换、初始条件、边界条件、优先留通道等具体问题，使问题进入无法确定求解的水文地质十大疑难问题的窘迫境地。

地下水总是均匀混合的条件下，地下水的同位素丰度表示为面状补给的同位素丰度的加权平均值，即：

δ_G＝∑Rⁱ·δⁱ/∑Rⁱ；