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洛惠渠灌区是民国年间水利专家李仪祉主持规划修建的“关中八惠”之一，是关中地区重要的粮食生产基地。近年来灌区运行年久，面积扩大，灌排设施老化破损严重，加之灌溉方式不合理，灌溉水有效利用率降低，地下水位逐步上升，部分灌区土地盐碱化有进一步加剧的趋势。本论文利用洛惠渠灌区1977～2010年历年各监测井点水位变化资料，2005-2006年的降雨、灌溉、抽水资料以及水文地质勘测资料，研究了灌区地下水动态特征，建立灌区地下水三维数值模型和地下水脆弱性评价模型。本文的主要研究成果包括以下4个方面：
(1)分析了灌区地下水位的变化规律。根据地下水动态变化，将灌区从1977年到2008年地下水位变化分为四个阶段，1977-1984年为平稳阶段，1985-1992为埋深变浅阶段，1993-2001年为埋深变深阶段，2002年至今又为平稳阶段。水位年内变化程度与地下水埋深有关，埋深最浅，变化较为剧烈；埋深深，变化轻微。
(2)系统分析了灌区地下水盐动态变化特征。灌区典型样区通过对电导率和水位相关性进行小波分析，得出：在小尺度上，水位电导率变化周期基本相同。水位变化幅度小于电导率的变化幅度。在大中尺度上，电导率变化周期约为水位变化周期的一半。水位和电导率表现出明显的逆相位，水位较低时，电导率值偏大，水位较高时，电导率偏低。
(3)建立了研究区基于GMS的地下水三维运动模型，并对灌区水位变化进行了预测。通过试算率定参数，实现了对灌区地下水位模拟；经过验证，模型运行稳定，能较好的模拟该区的地下水位动态，可以用于该区域的地下水水位预测。以2010年为现状年，对未来4年的水位进行预测。说明在雨量充足的情况下，盐湖附近水位上升，盐湖范围扩大，因此必须严格控制灌溉量，加强灌区排水设施的维护，使洛惠渠灌区的水资源开发走上可持续发展的道路。
(4)对灌区地下水脆弱性进行了评价。在取得较准确的地下水埋深D、地下水净补给量R、含水层特征参数A、包气带岩性V数据后，构建了DRAV模型；利用GIS技术平台计算了地下水脆弱性指数。评价结果表明洛惠渠灌区地下水脆弱性指数在2～4、4～6、6～8和＞8的区域面积分别占灌区总面积的11.8％、78.6％、5.7％和1.8％。；对脆弱性指数与地下水矿化度建立相关关系，结果表明，地下水矿化度与地下水脆弱性评价指数呈显著相关关系。