[发明专利]一种黄土塬区浅层地下水补给-排泄单元划分方法

说明书

本发明公开了一种黄土塬区浅层地下水补给‑排泄单元划分方法，其包括确定泉眼分布区域；获取待研究区域的水电信息，确定自然泉眼与开采井的位置，计算排泄量；根据自然泉眼的位置在待研究区域中建立泰森多边形，根据泰森多边形的边界将待研究区域划分为若干地下潜水自然补给单元区；根据开采井位置及排泄量，依次调整每个泰森多边形的边界位置；将调整后的泰森多边形的边界划分的区域作为考虑人类活动后的黄土塬区浅层地下水补给‑排泄单元区。本发明能够解决现有技术中缺乏能够对黄土塬区地下水排泄单元进行划分方法的问题，准确率高、计算可靠、范围大。

技术领域

本发明涉及水文与水资源技术领域，具体涉及一种黄土塬区浅层地下水补给-排泄单元划分方法。

背景技术

黄土塬区是指黄土高原地区顶面平坦开阔、周边被沟谷切割的黄土堆积高地，是黄土高原地区主要人口聚集地与主要农耕地所在。黄土塬区地处内陆，属温带半干旱区，具有典型的大陆季风气候特征。黄土塬区在平面上常呈花瓣状分布，塬面平坦宽广，坡度多小于3°，黄土层厚度在100m以上，广泛分布有第三系红层与第四系黄土，地质条件较为均一。由于蒸发量普遍高于实际降水量，该地区水资源利用率较低，消耗量偏大。黄土塬区较少有地表径流发育，浅层地下水埋深多为50-130m之间，是该地区生活生产的主要水源。

大埋深地下水补给-排泄机理研究一直是国内外学者的研究热点，在大埋深土壤水分入渗过程、大埋深优先流运移机理与通量研究、大埋深地下水源区补给-排泄关系等问题上仍是水文水资源与水文地质学界关注的焦点。

我国黄土塬区是研究大埋深地下水补排过程的典型区域，该区域地下水主要补给来源为大气降水，河湖侧向补给来源可以忽略。黄土塬四周被沟壑所包围，因冲刷等因素形成的沟谷常常贯穿黄土塬整个上包气带并切割至基岩以下，创造了大量的泉水排泄出口。

划分黄土塬区地下水排泄单元区是研究地下水补给-排泄关系中的重要环节之一，是开展塬区地下水资源调查、评价、管理等工作的重要基础。然而现有技术中对黄土塬区地下水的补给排泄单元划分缺乏相应的研究。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中缺乏能够对黄土塬区地下水排泄单元进行划分的方法的问题的黄土塬区浅层地下水补给-排泄单元划分方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种黄土塬区浅层地下水补给-排泄单元划分方法，其包括如下步骤：

S1、确定待研究区域内泉眼分布区域；

S2、获取待研究区域的水电信息，确定自然泉眼与开采井的位置，计算排泄量；

S3、根据自然泉眼的位置在待研究区域中建立泰森多边形，根据泰森多边形的边界将待研究区域划分为若干地下潜水自然补给单元区；

S4、根据开采井位置及排泄量，依次调整每个泰森多边形的边界位置；

S5、重复步骤S4，将调整后的泰森多边形的边界划分的区域作为考虑人类活动后的黄土塬区浅层地下水补给-排泄单元区。

进一步地，泉眼分布区域通过研究区地形数据提取沟沿线和沟道获得。

进一步地，研究区地形数据包括坡度、坡向、地面曲率等，由研究区范围内精度为30m的DEM图像数据提取获得。

进一步地，确定自然泉眼位置的具体方法为根据获取的待研究区域的地表土壤含水量信息建立土壤湿度像元，取土壤湿度像元中的湿度分布极值所在位置为泉眼分布位置，并对其编号为P_i，i＝1,2,3,……,n，n为沟沿线上的泉眼数量。

进一步地，地表土壤含水量信息借助GIS与雷达、遥感手段获得。

进一步地，计算排泄量的方法为：