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WADI Rajil的地表水作为地下水人工补给来源:东部Badia / Jordan的案例研究

rakad a.ta任何1*

1al - balqa应用大学农业技术学院水资源和环境管理系,约旦Al-Salt。

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.8.2.04

Wadi Rajil集水区被认为是从北部进入Azraq盆地的主要河流之一。这是一条未经测量的河道,面积约3910公里2。WADI RAJIL集水区的年平均降雨量约为126.6毫米。沉重的雷暴在4月和5月发生,导致覆盖该地区的大量洪水。洪水不利用,小部分渗入地面,这些水域的大部分仍然超过QAA'Azraqfew在蒸发前几个月。由于缺乏湿法流流量站,在Wadi Rajil集水区的表面水径流没有任何数据。因此,本研究的第一部分计算了WADI Rajil的表面水势,用于用于地下水人工补给,施加SCS曲线合成单位水文稿。WADI RAJIL集水区的合成单位的特征在于1146米的峰值值3./ s(4047cfs)每一英寸的降雨量过剩。10,25,50和100年返回期的洪水文化率为100年,发现它们的峰值流量为10,8,186,412和680米3.分别和相应的洪水卷分别为0.95,16.53,36.89和61.5 mcm,分别为地区最北部和中央部分的地下普遍存在,而地质,水文地质和水质洪水的特征促进了研究区剥削含水层的人工补充。

Wadi Rajil;液体比重计的;单位自记水位计;地质;人工充电

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王志强。地下水人工补给源的地表水可得性研究:以东巴迪亚/约旦为例。Curr World environment 2013;8(2) DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.8.2.04

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王志强。地下水人工补给源的地表水可得性研究:以东巴迪亚/约旦为例。世界环境杂志2013;8(2)。可以从://www.a-i-l-s-a.com/?p=4794


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收到: 2013-07-09
接受: 2013-08-15

介绍

Azraq Basin位于约旦东北部,向北延伸到叙利亚,向南进入沙特阿拉伯。Azraq Oasis(叫当地Sabkhah或QA'a Azraq),位于盆地的中部部分位于安曼东北大约120公里。Qa'a Azraq是一个位于盆地中部部分的相对大泥板。两个村庄位于Qa'a Azraq的西侧;这些都是亚洲什南湿山和AZRAQ Druze。一个叫做AWSA的井场是在Azraq Druze Springs(北斯普林斯)以北建立的,其中约15欧元3.自1982年以来,每年(MCM / A)水被送到首都安曼进行饮用目的。该地区的农民使用约45 mcm / a。因此,盆地的总抽象约为65 mcm / a(EL-Naqa等,2007)。

由于过度抽取浅层地下水,水位急剧下降,开始出现盐碱化和枯竭的迹象。因此,有必要确定这个界面的位置,因为咸水,入侵已经开始,并预计在不久的将来加速。(Bajjali和Hadidi, 2005)。

许多主要的鲸鱼沥干径向进入Azraq抑郁症。这些甜度的特征在于瓦迪斯浅流体床,具有相对较低的斜坡。盆地内的瓦迪都没有衡量。瓦迪拉杰疫艺区域被认为是从其北部排出Azraq盆地的最重要的瓦迪之一。WADI Rajilcatchment区域的一般形状是梯形,其较长的轴线是一般定向的NE-SW方向。The slope of the area is from NW to SE and the average slope of stream channels varies from 1% to 3% Elevation ranges from 1550 m above mean sea level (a.m.s.1) at Salkhad in Syria to 500 m a.m.s.1 at Qaa' Azraq. Considerable part of the drainage is nearly flat.

本研究的主要目的是估计WADI Rajil集水区的不同返回时期的峰值放电和洪水卷,以及使用该水进行地下水人工补给的潜力。

材料和方法

研究区域的描述

根据巴勒斯坦网格,Wadi Rajil集水区位于313 ~ 400 E和138 ~ 228 N之间,覆盖3910公里2 图1所示。在冬季,溪谷中会出现间歇性的水流,然后排入阿兹拉克堡,在那里,水流在几个月内就会蒸发掉,而不会被利用。

阿兹拉克盆地气候属于地中海生物气候区,夏季干热,冬季潮湿寒冷。研究区大部分为干旱地区,小部分为半干旱地区。在大多数干旱和半干旱地区,温度表现出很大的季节和日变化,绝对日温度最高可达46ºC(1993年1月),(JMD, 2010)。

雷暴雨占研究区总雨量的很大一部分,其强度和持续时间不规律。超过24小时的雨量,通常在十二月至三月期间录得,而十月及五月则不会有显著的正常雨量。子流域的年平均降雨量为126.6毫米,其范围从南部的小于50毫米到北部的大于300毫米。

地质学

Azraq盆地一般和Wadi Rajil集水区,特别是East Jordan的石灰石高原的一部分。该高原的北部是六个玄武岩流动,凝灰岩和火山喷发主要是在叙利亚的Jabel Arab中起源于叙利亚阿拉伯人,并且在中世纪 - 第四纪时期发生了许多其他相对小的火山。这些流动在集水区的北部覆盖了覆盖的三级岩石。

QAA'中最年轻的沉积物由毛利瓦层的砾石和砂岩组成(NRA,1992)。露面形成,RIJAM和WADI苍熊在盆地中部和东部的何处,均为何种期。
图1:Wadi Rajil地区集水区的位置图 图1:Wadi Rajil地区集水区的位置图
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AZRAQ盆地的北部是中西烯的主导,并通过RIJAM和MUWAQQAG初期年龄的RIJAM和MUWAQQAR形成的西部和南方。露节地质地层的区域分布如图2所示。

作为整个约旦的地区受到在临曼尼亚(NRA,1992)的临曼尼亚的过后和回归而发生的过犯和回归的影响。
图2:AZRAQ盆地的地质地图 图2:AZRAQ盆地的地质地图
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这些过渡和回归在Azraq盆地通过Ajlun组(石灰石,白云石,马尔,页岩,海绵和白云岩石灰石)和Belqa组(Marl,石灰石,Chert,硅化,石灰石,白云石和粉笔)中的变化来表示。在盆地中部,西部和南部的中部和南部的作物。在从上部寡茂和较低的中生期间,Azraq盆地遭受侵蚀和构造活动(Bender,1974)。

在阿兹拉克盐湖(湿地保护区),玄武岩不见了。上第三纪沉积(B5) (Wadi Shallala)位于构造凹陷带。(B5)地层由AWSA井区的Marly‐粘土层组成,在这里作为B4 (Rijam)和玄武岩含水层之间的一个渗水层。在东南方,B5组含砂层较多,属于本区含水层。玄武岩区南部为古新世和始新世,泥灰灰岩、白垩灰岩和B4组含硅质层的白垩灰岩占主导地位。B4组位于马斯特里赫特B3 (Muwaqqar)组之下。B3组厚度约为300 m,由泥灰岩、泥灰质灰岩和一些石膏、蒸发岩组成。下伏坎帕尼亚至Turonian B2/A7地层(安曼/瓦迪爵士)主要由燧石和石灰岩形成(El‐Naqa, 2010)。

方法

存在几种方法来确定未测量的流域中的峰值放电。在这项研究中,应用了SCS-曲线合成单元的水文概念来估计未测量的WADI RAJIL集水区的峰值放电。

单位水文的推导

综合衍生单位水文的最常见方法是土壤谈话服务(SCS)曲线单位水文绘图方法,CHOW等,1988,Wanielista,1990)。达到峰值放电(TP)所需的时间的时间被定义为:

Tp =博士/ 2 +拉…(1)

式中,Tp=小时内达到峰值的时间,Dr=降雨的标准持续时间,La=滞后时间。

La = Ct ((L* Lc)/√(Sl)) ^ 0.38…(2)

在哪里,Ct为代表流域坡度和蓄水量的区域常数(Subramanya, 1984, Chow et al, 1988, Linsely et al, 1988), L,为水力长度,Lc,为质心长度,S1为斜率。标准降雨持续时间(Dr)的计算方法如下:

博士= La / 5.5…(3)

峰值流量(Qp)可用SCS公式计算:

QP = (484 / TP) *…(4)

A,集水区在(mi2)和ft中的Qp3./秒(CFS)。

风暴的关键安排

将某一重现期(例如25年)的风暴增量值按降序排列并重新排列,如下表1所示:
表1:某些返回期风暴的增量值的安排 表1:某些返回期风暴的增量值的安排
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结果表明,T (n)是24小时内的最后一次增量,p(1)是第一次,也是最大增量。这是风暴的关键安排,它在洪水中产生最大的峰值流量(Matthai, 1969)。

推导洪水文化

每个频率风暴的泛源术通过组合为每个增量净降雨或径流(R1,R2,......,RI)的水文编程来源的。在这种组合过程中,应考虑根据其时间增量的水文转移(Chow等,1988)。

峰值流量估计

在该研究中,应用单位的水文射程方法以确定峰值放电值。诸如盆(a),液压长度(L),质心长度(Lc)和仰卧偏见的水力区域的水文特性在主流的最高点和出口(h)之间由与集中的地形图计算。曲线数(CN)由可用于AZRAQ盆地的地形图,地质地图和土地使用地图计算。进行了单位水文的计算和10,50,50例10年,50岁的洪水流域的衍生率为WADI Rajil集水区的返回期。

Wadi Rajil集水区的单位水文

Wadi Rajil流域面积UH的计算采用英文单位,然后将得到的峰值流量(Qp)值转换为公制单位。从地形图中提取的参数为:

a = 1527.3平方英里(MI2

L = 118.75英里

LC = 59.38 mi

H = 3444.9英尺

从等式(2),计算出的滞后时间(LA)是:= 1.2((118.75 * 59.38)/√29)^ 0.38

拉= 18.35小时。

由式(3)可知,标准工期(Dr)为:博士= 18.35/5.5 Dr = 3.34 hrs。La值被修正为Dr = 1小时。而不是3.34小时,使用Snyder的公式:L'a=18.35+(D'r- dr)/4 L^' a=18.35+(1-3.34)/4=17.765小时。在那里,L '一个为校正后的滞后时间,为一小时的持续时间。然后按公式(1)计算TP=1/2+17.765 TP=18.265 h。利用SCS广义无量纲UH的T/Tp和Q/Qp值,导出Wadi Rajil流域的合成UH。表2显示了Wadi Rajil UH的计算。Wadi Rajil的UH也显示在图3中。

Wadi Rajil洪水水文图的推导

利用Azraq降雨站的强度-持续-频率曲线(IDF)和前面提到的CN方法计算有效降雨(径流)。IDF曲线如图4所示。从这些曲线,10、25、50和100年重现期得到每小时、24小时降雨持续时间的计算结果列在下表(3、4、5、6)也显示这些表增量降雨的关键协议获得的最大洪水10、25、50、100年重现期风暴。
表2:WADI Rajil集水区的单位水文计算 表2:WADI Rajil集水区的单位水文计算
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图3:Wadi Rajil单位水文图 图3:Wadi Rajil单位水文图
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随着时间滞后,将增量径流值应用于UH,并且为每个增量径流获得单个水文。这些水文照片的添加给出了总风暴的水文。手术到10,25,50的应用,以及100年的Wadi Rajil集水区的暴风雨如表7所示,所产生的洪水文化照片如图5所示。计算出的峰值放电是10.8,186,412和680米3./ SFOR分别为10,25,50和100年返回期。计算出的洪水卷分别为10,25,50,50,500,500,5000立方米(MCM)和100年返回期。

人工补给的可能性

正如前一节所注意到的,研究区域以及约旦的沙漠地区一般降水较少,大部分降水发生在少数高强度和短持续时间的风暴中。沙漠地区由于入渗指数低,常发生洪水泛滥。大部分的洪水蒸发了,目前只有很少一部分被利用了。因此,最理想的解决方案是通过人工回灌技术对抽水过的含水层进行回灌,从而更好地管理地下水。
图4:Azraq强度持续时间频率曲线,(Ta’any, 2002) 图4:AZRAQ强度持续时间频率曲线(Ta'any,2002)。
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表3:瓦迪拉吉尔集水区有效降雨的计算10年回报期 表3:瓦迪拉吉尔集水区有效降雨的计算10年回报期
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表4:瓦迪拉吉尔集水区有效降雨的计算25年回报期 表4:瓦迪拉吉尔集水区有效降雨的计算25年回报期
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人工补给对自然补给的增强至关重要;因此,对水文周期的理解在网站选择标准的发展之前。需要良好理解的水文循环的平面(巧克力,1981)。这些是沉淀,表面过滤,污垢,表面径流,交互和蒸发。除了这些事实之外,还必须对以下问题进行量化有关可行的位置选择标准(CGWB,1994):可用的可充电水有多少?什么时候和在什么深度?充电后的水质质量如何,含水层导致的水分速度如何才能达到化学,物理或细菌过程。

在WADI RAJIL集水区上应用这些点,在上一节中讨论了水文循环的不同参数,结果在表格(3,4,5.6和7)中制表。从这些表来看,该地区的表面径流在冬季可用。
表5:瓦迪拉吉石会集水区有效降雨的计算50年回报期 表5:瓦迪拉吉石会集水区有效降雨的计算50年回报期
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表6:计算瓦迪拉吉拉集水区有效降雨量为100年回报期 表6:计算瓦迪拉吉拉集水区有效降雨量为100年回报期
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WADI RAJIL的表面径流水质被认为是质量好,表8.WHEREAS,电导率(ECμs/ cm)被认为是低且非常合适的,因为水主要在玄武岩剥落或耐候物品上流动在大多数排水区中的玄武岩或火山灰通常不会影响通过高度裂缝玄武岩的渗透后地区的地下水质量。谈到考虑到该地区上层含水层复合物中普遍存在的水文条件,有足够的地面水含水层的空间,因为它在盆地上被泵送,如研究领域的地下水撤出,图6所示。此外,如下所示的地下水井的泵试验分析所示的含水水力特性如下:放电,细节能力和透射性在70-300米之间3./小时,0.2 -35200米3./ hr / m和15-72300m2/ d分别,(El-Naqa和Al-Shayeb 2008)。因此,含水层具有接受充电水的良好潜力。此外,该区域中的水位的深度距离地面20-70米之间。
表7:Wadi Rajil集水区10、25、50和100年重现期洪水水文曲线 表7:Wadi Rajil集水区10、25、50和100年重现期洪水水文曲线
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图5:WADI Rajil集水区的10,25,50岁和100年回报期的洪水水文 图5:WADI Rajil集水区的10,25,50岁和100年回报期的洪水水文
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表8:Wadi Rajil集水区地表径流和地下水质量 表8:Wadi Rajil集水区地表径流和地下水质量
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图6:AZRAQ的地下水波动 -  12观察井(Bajjali,Hadidi,2005) 图6:Azraq - 12观测井的地下水波动(Bajjali和Hadidi, 2005)
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图7:用于人工补给的深沟 图7:用于人工补给的深沟
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如上所述关于瓦迪拉吉流域的情况的讨论,人工补给被认为是补充上层含水层的高潜力。关于人工补给技术,应该在研究区域开发。建议使用深沟技术,图7,而WADI Rajil本身以及其支流的过程中的范围广泛,在这些情况下,检查或荒漠坝不可行(Rimawi等,1995)。

所提出的技术通常优选于在河床上连续地挖沟。沟槽由下到上依次填满巨石、砾石和沙子(火山灰)。利用这些技术,悬浮物将被清除,良好的水质将到达含水层,并预期对地下水质量没有负面影响。

结论

一般来说,AZRAQ盆地的北部收到比盆地的其他部分更高的降雨量,因此大多数地下水资源源于亚洲南部盆地的北部。地表水的可用性调查地下水的普遍条件WADI Rajil集水区的人工充电导致以下结果:
  • 雷暴雨占研究区总雨量的很大一部分,其强度和持续时间不规律。24小时超过24小时的降雨通常在12月和3月之间录制。
  • 计算得到的流域峰值流量分别为10.8186412和680m3.分别为10,25,50和100返回时段。
  • 来自旱卫拉济利尔集水区的洪水文学较泛滥的洪水量分别为10,25,50和100年回报期的0.95,16.5,36.9和61.5 mcm。
  • 地质、水文地质和水质洪水高度适合于上含水层系统的人工补给。
  • 在Wadi Rajil集水区,用可用的玄武岩巨石、碎石和火山灰填充又长又窄的深沟将是人工补给的合适方法。

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