1.宁夏大学 土木与水利工程学院,宁夏 银川 750021
2.宁夏回族自治区黄河水联网数字治水重点实验室,宁夏 银川 750021
3.宁夏水利水电科学研究院,宁夏 银川 750021
郭政(2001—),男,硕士研究生,主要从事水文水资源研究(gz06324@163.com)。
朱磊(1980—),男,教授,主要从事土壤水分运动研究(nxuzhulei@163.com)。
收稿:2024-03-29,
纸质出版:2026-03-25
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郭政,丁朋朋,万愉快,等.宁夏引黄灌区地下水三维非均质模拟与预测[J].西北工程技术学报(中英文),2026,25(1):9-18.
GUO Zheng,DING Pengpeng,WAN Yukuai,et al.Three-Dimensional Heterogeneous Simulation and Prediction of Groundwater in the Ningxia Yellow River Irrigation District[J].Journal of Northwest Engineering Technology,2026,25(01):9-18.
郭政,丁朋朋,万愉快,等.宁夏引黄灌区地下水三维非均质模拟与预测[J].西北工程技术学报(中英文),2026,25(1):9-18. DOI: 10.26974/j.cnki.XBGC.2026.01.002.
GUO Zheng,DING Pengpeng,WAN Yukuai,et al.Three-Dimensional Heterogeneous Simulation and Prediction of Groundwater in the Ningxia Yellow River Irrigation District[J].Journal of Northwest Engineering Technology,2026,25(01):9-18. DOI: 10.26974/j.cnki.XBGC.2026.01.002.
为分析宁夏引黄灌区地下水位动态变化特征,基于水文地质与工程地质勘查资料,对研究区地质结构的非均质性进行精确刻画,建立地下水非均质三维非稳定流数值模型,采用数值模拟方法对引黄灌区地下水动态进行预测研究。结果表明:构建的三维非均质地下水流模型能够准确反映引黄灌区地下水位动态变化过程;未来灌区地下水位将持续上升,需采取相应治理措施以确保灌区生活和生产安全;豹子滩村庄区域土层透水能力差,为研究区受地下水危害较严重的区域,水位埋深为0.3~0.8 m。针对灌区现存地下水位问题,提出了多种治理方案,高效节水方案水位下降最为显著,沟道截流方案次之,平均水位埋深下降速率分别为0.35,0.18 m/a。综合考虑治理效果和现实可行性,沟道截流方案为最佳方案,能够有效解决灌区现存地下水位危害问题。
This study aims to analyze the dynamic changes in groundwater levels within the Ningxia Yellow River Irrigation District. By integrating hydrogeological and engineering geological survey data, it precisely characterized the geological heterogeneity of the study area and developed a three-dimensional heterogeneous transient groundwater flow model. Using numerical simulation methods, it forecast groundwater dynamics in the irrigation district. The results indicate that the constructed three-dimensional heterogeneous transient groundwater flow model accurately reflects the dynamic changes in groundwater within the irrigation district. Projections suggest a continued rise in groundwater levels, necessitating corresponding management measures to ensure safety for both residential and agricultural activities. The Baoditan village area exhibits poor soil permeability, rendering it one of the most severely affected regions by groundwater issues, with water table depths ranging from 0.3 to 0.8 m. It proposed various management strategies to address the existing groundwater level challenges. The high- efficiency water-saving strategy resulted in the most significant decrease in groundwater levels, followed by the channel interception strategy, with average groundwater level decline rate of 0.35 and 0.18 m/a, respectively. Considering both effectiveness and practical feasibility, the channel interception strategy is identified as the optimal solution for effectively mitigating groundwater hazards in the irrigation district.
史海滨 , 郭珈玮 , 周慧 , 等 . 灌水量和地下水调控对干旱地区土壤水盐分布的影响 [J]. 农业机械学报 , 2020 , 51 ( 4 ): 268 - 278 .
韩冬梅 , 周田田 , 马英 , 等 . 干旱区重度和轻度盐碱地包气带水分运移规律 [J]. 农业工程学报 , 2018 , 34 ( 18 ): 152 - 159 .
Singh A . Soil salinization management for sustainable development: A review [J]. Journal of Environmental Management , 2021 , 277 : 111383 .
Ivushkin K , Bartholomeus H , Bregt A K , et al . Global mapping of soil salinity change [J]. Remote Sensing of Environment , 2019 , 231 : 111260 .
薛禹群 . 中国地下水数值模拟的现状与展望 [J]. 高校地质学报 , 2010 , 16 ( 1 ): 1 - 6 .
王浩 , 陆垂裕 , 秦大庸 , 等 . 地下水数值计算与应用研究进展综述 [J]. 地学前缘 , 2010 , 17 ( 6 ): 1 - 12 .
李凡 , 李家科 , 马越 , 等 . 地下水数值模拟研究与应用进展 [J]. 水资源与水工程学报 , 2018 , 29 ( 1 ): 99 - 104, 110 .
宋昀 , 许洁 , 许书刚 , 等 . 苏锡常地下空间开发对地下水流场的影响 [J]. 地球科学 , 2025 , 50 ( 11 ): 4540 - 4550 .
贺向丽 , 叶懋 , 张昕 , 等 . 基于调控适宜性区域评价的红崖山灌区地下水位动态预测 [J]. 农业工程学报 , 2018 , 34 ( 18 ): 179 - 186 .
曹思佳 , 李云良 , 李宁宁 , 等 . 鄱阳湖典型洪泛区地下水数值模拟研究 [J]. 湖泊科学 , 2023 , 35 ( 1 ): 298 - 312 .
Wu J C , Zeng X K . Review of the uncertainty analysis of groundwater numerical simulation [J]. Chinese Science Bulletin , 2013 , 58 ( 25 ): 3044 - 3052 .
Okofo L B , Martienssen M . A three-dimensional numerical groundwater flow model to assess the feasibility of managed aquifer recharge in the Tamne River Basin of Ghana [J]. Hydrogeology Journal , 2022 , 30 ( 4 ): 1071 - 1090 .
胡伏生 , 陈连竹 , 万力 , 等 . 含水层参数不确定性与地下水开采量可靠性评价 [J]. 南京大学学报(自然科学版) , 1999 , 35 ( 6 ): 675 - 682 .
Ghosh B , Pekkat S . An appraisal on the interpolation methods used for predicting spatial variability of field hydraulic conductivity [J]. Water Resources Management , 2019 , 33 ( 6 ): 2175 - 2190 .
Singh V K , Panda K C , Sagar A , et al . Novel genetic algorithm (GA) based hybrid machine learning-pedotransfer Function (ML-PTF) for prediction of spatial pattern of saturated hydraulic conductivity [J]. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics , 2022 , 16 ( 1 ): 1082 - 1099 .
顾文龙 , 卢文喜 , 马洪云 , 等 . 地下水数值模拟分析中降水入渗补给强度及渗透系数不确定性评价 [J]. 水电能源科学 , 2015 , 33 ( 11 ): 45 - 48, 64 .
李霞 , 文章 , 梁杏 , 等 . 基于解析法和数值法的非稳定流抽水试验参数反演 [J]. 地球科学 , 2017 , 42 ( 5 ): 743 - 750 .
桂春雷 , 石建省 , 刘继朝 , 等 . 含水层渗透系数预测及不确定性分析耦合模型 [J]. 水利学报 , 2014 , 45 ( 5 ): 521 - 528 .
张俊 , 刘天罡 , 董佳秋 , 等 . 含水层层状非均质对地下水流系统的影响 [J]. 中国地质 , 2020 , 47 ( 6 ): 1715 - 1725 .
束龙仓 , 许杨 , 吴佩鹏 . 基于MODFLOW参数不确定性的地下水水流数值模拟方法 [J]. 吉林大学学报(地球科学版) , 2017 , 47 ( 6 ): 1803 - 1809 .
陈彦 , 吴吉春 . 含水层渗透系数空间变异性对地下水数值模拟的影响 [J]. 水科学进展 , 2005 , 16 ( 4 ): 482 - 487 .
覃荣高 , 曹广祝 , 仵彦卿 . 非均质含水层中渗流与溶质运移研究进展 [J]. 地球科学进展 , 2014 , 29 ( 1 ): 30 - 41 .
刘猛 , 束龙仓 , 刘波 . 地下水数值模拟中的参数随机模拟 [J]. 水利水电科技进展 , 2005 , 25 ( 6 ): 25 - 27 .
韩忠 , 邵景力 , 崔亚莉 , 等 . 基于MODFLOW的地下水流模型前处理优化 [J]. 吉林大学学报(地球科学版) , 2014 , 44 ( 4 ): 1290 - 1296 .
蒋立群 , 孙蓉琳 , 梁杏 . 含水层非均质性不同刻画方法对地下水流和溶质运移预测的影响 [J]. 地球科学 , 2021 , 46 ( 11 ): 4150 - 4160 .
Gómez-Hernández J J , Gorelick S M . Effective groundwater model parameter values: Influence of spatial variability of hydraulic conductivity, leakance, and recharge [J]. Water Resources Research , 1989 , 25 ( 3 ): 405 - 419 .
Xue P P , Wen Z , Zhao D J , et al . Determination of hydraulic conductivity and its spatial variability in the Jianghan Plain using a multi-format, multi-method approach [J]. Journal of Hydrology , 2021 , 594 : 125917 .
Zhang Y , Gable C W , Sheets B . Equivalent hydraulic conductivity of three-dimensional heterogeneous porous media: an upscaling study based on an experimental stratigraphy [J]. Journal of Hydrology , 2010 , 388 ( 3/4 ): 304 - 320 .
Wang T , Liu Y Q , Wang J Z , et al . Assessment of spatial variability of hydraulic conductivity of seasonally frozen ground in Northeast China [J]. Engineering Geology , 2020 , 274 : 105741 .
贺国平 , 周东 , 赵月芬 , 等 . 遥感技术和FEFLOW在北京市平原区地下水合理开发利用中的应用 [J]. 地球学报 , 2006 , 27 ( 3 ): 277 - 282 .
吴乐 , 张有全 , 宫辉力 , 等 . 北京市西山地区地下水数值模拟及预测 [J]. 水文地质工程地质 , 2016 , 43 ( 3 ): 29 - 36 .
贾艳辉 , 阎伟 , 高巍 , 等 . 基于地下水数值模拟的宝山农场引江灌溉模式研究 [J]. 灌溉排水学报 , 2021 , 40 ( 9 ): 111 - 117 .
刘中培 , 李鑫 , 陈莹 , 等 . 基于MODFLOW与气候模式的矿区地下水流模拟 [J]. 中国农村水利水电 , 2021 ( 5 ): 113 - 117 .
桂春雷 , 石建省 , 刘继朝 , 等 . 含水层渗透系数预测及不确定性分析耦合模型 [J]. 水利学报 , 2014 , 45 ( 5 ): 521 - 528 .
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