[发明专利]一种地表水回补地下水的动态模拟方法

说明书

本发明公开了一种地表水回补地下水的动态模拟方法，包括如下步骤：设备组装：连接地表水输入单元、地下水输入单元、排出单元、流通监测单元、河流模拟单元、包气带模拟单元和含水层模拟单元；地下水流场模拟：控制地下水输入单元与含水层模拟单元的连通，以及排出单元与含水层模拟单元的连通，以获得稳定的地下流场；入渗模拟：控制地表水输入单元与河流模拟单元的连通、以及排出单元与河流模拟单元的连通，并获得包气带入渗量和有效回补量；入渗监测：所述流通监测单元监测所述包气带模拟单元内和所述含水层模拟单元内的水分含量或液位高度；实现对河流不同径流条件下入渗水分对地下水水量影响的动态和立体监测。

技术领域

本发明涉及实验模拟技术领域，具体涉及一种地表水回补地下水的动态模拟方法。

背景技术

地下水是我国重要的水资源，全国657个城市中，有400多个以地下水为饮用水源。以京津冀地区为例，饮用水中的地下水占比高达70％以上。但是，由于部分地区地下水长期处于超采状态，产生了地下水水质劣化和地面沉降等一系列环境问题。

地下水回补是系统解决供水安全、恢复水源地开采能力、改善地下水环境的有效措施。当前，随着南水北调工程通水、雨洪水利用率和再生水资源化提高，为地下水资源涵养改善提供了契机。

由于缺乏相应的地表水回补地下水模拟装置及研究方法，现有研究多是直接基于野外场地河流等放水回补地下水进行监测评估。因此，对于不同回补条件下地下水的可回补量缺乏科学的分析与预测，无法准确识别具有回补潜力的地区，这也成为限制我国大规模利用地表水开展地下水超采区回补治理的主要原因。因此，仅依据已有研究所采用模拟装置及评价方法，无法直观地对河流不同径流条件下入渗水分对地下水回补水量影响进行监测，造成对地表水回补地下水的效果评估难度大的问题。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于由于缺乏相应的地表水回补地下水模拟方法，导致无法对河流不同径流条件下入渗水分对地下水水量的影响实现动态和立体监测的缺陷。

为此，本发明提供地表水回补地下水的动态模拟方法，包括如下步骤：

设备组装：连接地表水输入单元、地下水输入单元、排出单元、流通监测单元、河流模拟单元、包气带模拟单元和含水层模拟单元；

地下水流场模拟：控制所述地下水输入单元与所述含水层模拟单元的连通，以及所述排出单元与所述含水层模拟单元的连通，以获得稳定的地下流场；

入渗模拟：控制地表水输入单元与河流模拟单元的连通、以及所述排出单元与所述河流模拟单元的连通，并获得包气带入渗量和有效回补量；

入渗监测：所述流通监测单元监测所述包气带模拟单元内和所述含水层模拟单元内的水分含量或液位高度；

可选地，上述的地表水回补地下水的动态模拟方法，所述设备组装步骤还包括：水位监测件与所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元连通；所述入渗监测步骤还包括：通过所述水位监测件监测所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元的液位高度；和/或

所述设备组装步骤包括：土壤水分传感器安装在所述包气带模拟单元内和所述含水层模拟单元内；所述入渗监测步骤包括：通过所述土壤水分传感器监测所述包气带模拟单元内和所述含水层模拟单元内的水分含量。

可选地，上述的地表水回补地下水的动态模拟方法，所述设备组装步骤还包括：

地下水流量监测的组装：所述流通监测单元的第一流量监测件与所述含水层模拟单元的第一输入口连通；所述流通监测单元的第二流量监测件与所述含水层模拟单元的第一输出口连通。

可选地，上述的地表水回补地下水的动态模拟方法，所述设备组装步骤还包括：