西安是西部大开发战略的重点发展城市之一,丝绸之路经济带起点重点建设城市,随着“大西安”城市建设的发展,水资源开发利用以及地下水人工补给等因素,使地下水补、径、排关系发生了改变,城市水循环系统发生了深刻的变化,同时也带来了一系列水资源、水环境和地质环境问题。本文通过收集西安市自然地理、水文气象、水文地质条件、地下水开发利用情况及地下水监测数据等资料,以灞河水源地为研究对象,分析了1956-2010年开采条件下地下水流场、区域降落漏斗、代表井年内、年际变化规律;运用modflow建立了水源地地下水数值模拟模型,刻画了水源地水文地质模型,对不同开采条件下地下水位进行预测;分析了西安市人工回灌现状,并以西安工程技术学院人工回灌示范点为研究对象,运用解析法对回灌量与地下水位之间的关系进行定量分析,并对回灌过程中可能存在的问题进行分析解答。主要研究成果如下:1.灞河水源地开采动态分为四个阶段,1958-1966年为早期开采阶段,年开采量较小;1967-1977年为扩大开采阶段,并在1976年达到历史开采最大值,为7595万m3;1978-1989年为稳定开采阶段;1990年至今为开采量衰减阶段,平均开采量为1453万m3。2.利用等值线图绘制分析软件Arcgis10绘制了1957-2010年灞河水源地地下水位等值线图,区内地下水位总体表现为区域地下水位下降,1987年形成封闭水位降落漏斗。在水平方向上,降落漏斗在1957-1987年以向北和东北方向发展为主,1988-2010年以向北和西北方向发展为主,漏斗中心由东渠村迁移至读书村;漏斗面积先扩大后缩减,370m等值线漏斗区面积在1995年达到历史最大值17.7km2,2010年缩减至2.01万m3。垂向方向上,降落漏斗中心水位在1995年降至历史最低值345.69m,水位下降速率达到1.96m/a,2010年中心水位回升至364.32m,水位上升速率为0.96m/a。3.对灞河水源地4眼代表性长期观测井选取开采初期1965年、历史开采最大年份1995年做年内动态分析。1965年代表井年内变化主要受自然条件影响,人工开采影响强度较弱,地下水位总体缓慢下降,但6-9月受降雨及径流影响水位均有大幅回升;1995年代表井年内变化主要受开采影响,年内动态呈现反季节特征,且年末地下水位始终低于年初。对水源地5眼代表性观测井进行1965-2010年际水位变化分析,总体呈现缓慢下降—波动下降—急速下降—缓慢波动上升趋势。4.运用modflow建立了灞河水源地水文地质概念模型和地下水流数值模拟模型,模拟区水量均衡整体为正均衡,拟合期均衡差为722.27万m3,与研究区地下水平均水位缓慢上升相符合。对不同开采条件下地下水流场演化的趋势进行预测,通过制定不同方案,预测未来2010-2020年地下水位流场、降落漏斗、水位恢复等指标变化趋势,为地下水评价与管理提供科学依据。5.以西安工程技术学院人工回灌示范点为研究对象,依据回灌试验资料,采用数学模型解析法分析了回灌量分别为10m3/h、15 m3/h、20 m3/h、25 m3/h、30 m3/h条件下,回灌井与观测井的水位变化历时曲线基本相似,初期迅速上升,后期速度减缓并趋于稳定;回灌量较小时,对观测井水位影响较小,且观测井水位上升存在一定的滞后时间。根据线性回归模型,回灌过程可视为抽水的逆过程,符合泰斯公式的应用条件,并对回灌过程中可能存在的问题进行分析解答。