第七届青年地学论坛

格尔木河发源于柴达木盆地南缘昆仑山脉，由上游高海拔山区的东支雪水河和西支昆仑河汇合形成，河流出山后流经格尔木市，最终汇入察尔汗盐湖区。格尔木河流域高寒干旱，由南向北海拔和降水量均快速下降，蒸发迅速增强。地表水和地下水在流域内相互转化，共同为格尔木市的经济社会发展和盐湖工业生产开发提供重要的水资源，其中流域地下水是城镇生活用水和工农业生产用水的主要对象，具有不可替代的作用。OpenGeoSys（OGS）模型是由德国亥姆霍兹环境研究中心（UFZ）开发，可以对水—热—力—化学场（THMC）进行多场多相耦合的一种开源有限元模型，能模拟地下水在地质构造中的三维复杂流动，在地热开发，CO₂贮存、核废料处理，海水入侵及地下水污染修复等领域有广泛应用。本文基于OGS模型研究格尔木河流域地下水分布和循环规律，开展了下述工作，深入认识和利用地下水赋存条件和流动特征。
1）首先系统总结了格尔木河流域地形地貌、气象水文、地质地层构造条件，分析流域的基本单元构成。格尔木河中下游流域由南向北可分为冲洪积扇，细土平原溢出带，细土平原溢出带下游过渡区，盐沼平原区（肖勇，2018）。
2）然后根据钻孔和实测剖面资料，插值得到流域内地质地层结构模型。确定格尔木河流域地下水的大气降水补给、上游基岩裂隙水补给、地表径流下渗等补给条件，和地表蒸散发，泉水出露，生产生活用水等排泄特征，并对城镇用水和终端的盐湖用水进行适当概化，设立模型的边界条件和源汇项。构建水文地质概念模型后，在OGS模型中设置模型参数，建立流域典型二维剖面及三维地下水流动模型。
3）利用PEST方法根据实测数据对模型进行参数率定，评估模型适用性。结果表明，基于OGS模型建立的格尔木河流域地下水流动模型能够较好地描述当地的地下水流动态，具有一定的适用性。
4）格尔木河流域从南向北呈现出明显的分带特征，本研究在不同区域建立典型研究区，探讨了地貌单元和地层水文地质参数空间异质性对地下水运动的影响，分析渗透系数等模型参数在不同地区的敏感性。
格尔木河流域受人类生产生活和全球气候变化的影响，流域地下水的补给、径流和排泄会发生一定变化，基于建立的地下水流动模型分析格尔木地区地下水对不同工业农业供水条件和气候预测模式的响应，有助于科学合理开发干旱半干旱的格尔木地区地下水资源，为区域生态环境保护和水资源可持续开发利用提供重要基础，对保障格尔木城市用水安全，满足盐湖工业用水需求具有重大意义。

OpenGeoSys,格尔木,地下水数值模拟,气候变化