【摘 要】
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城市湖泊是城市生态系统的一个重要组成部分。城市人工湖的建设作为一项改造自然、利用自然的重要措施,特别是在近几十年来有了快速发展。
由于人工湖深度较浅、流速较
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城市湖泊是城市生态系统的一个重要组成部分。城市人工湖的建设作为一项改造自然、利用自然的重要措施,特别是在近几十年来有了快速发展。
由于人工湖深度较浅、流速较慢、水体交换周期长,与天然湖泊、河流相比,人工湖泊存在诸多不同的环境地质问题。尤其人工湖修建或维护不当,主要表现为湖底渗漏量的变化不能人为控制从而引起地下水位的变化,这将对周边生态环境造成破坏,如部分湖岸区浸没、土壤次生盐渍化、湖体富营养化、地下水质恶化、抑制植物生长等,同时地下水位的抬升也增加了浅层地下水对土层的渗透能力,可能引起土体内部应力状态发生变化,影响湖周高层建筑物的地基承载力。
本论文以郑州市郑东新区拟建人工湖-龙湖为研究对象,主要通过水文地质实体识别和浅层地下水数值模拟,分析人工湖在成湖前后的地下水资源状况及地下水流场变化情况；针对不同平均水深的湖体设计方案,通过现场调查、运用类比和统计方法,提出在不采取防渗和采取防渗措施两种不同条件下的多种成湖方案并进行方案比选和优化；为了充分体现人工湖的自然性,以湖体渗漏量为目标函数,以控制地下水位(防止湖岸区浸没及土壤次生盐渍化)为约束条件,通过优化布井(在湖周分散布井与在强渗流区集中布井相结合)来最大限度地利用优质地下水资源来作为湖水的有效补充,以实现地表湖水、地下水资源系统的联合运行:在水资源与环境协调性分析的基础上,进行龙湖在开挖及成湖条件下的工程地质问题分析,提出相应的防治措施及对策。
模型计算及优化结果表明,现状条件下的浅层地下水资源量处于均衡状态；在龙湖运行时,只要人工湖的渗漏量控制在3.0-8.7×104m3/d范围内,辅之于相应的湖周降水措施,使地下水位处于相对稳定的平衡状态,就可能避免湖体周边浸没及次生盐渍化等各种生态环境问题的出现。
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