变异条件下内蒙古呼包平原地下水演化趋势

重点探讨气候变异对内蒙古呼包平原地下水资源、地下水流场和动态的影响。在介绍呼包平原水文地质条件的基础上,运用地下水模型软件PMWIN 5.1建立了研究区双层地下水流模型,并根据1998年地下水动态观测和统测资料对模型进行识别。通过对近51 a降水量的分析,确定将连续出现的2个特枯年作为地下水的变异条件,运用地下水模型对变异条件下地下水状态进行模拟,结果表明：2年间对地下水的严重超采,使地下水亏空量达75 296.34 万m³,潜水和承压含水层的地下水位大幅度下降,潜水位最大下降4 m左右,承压水位最大下降17 m左右;漏斗中心主要集中在开采量大的呼和浩特和包头市区。     

基于FEFLOW的海水入侵数值模拟

在系统分析珠江口东岸地区地质及水文地质条件的基础上,建立了研究区海水入侵三维溶质模型,利用基于有限元原理的FEFLOW软件对建立的模型进行求解,用地下水位和浓度的动态观测资料对模型进行了识别和校验。运用识别后的模型预测了在不同开采条件下,研究区海水入侵的趋势。研究结果表明减少地下水开采量,海水入侵面积可逐步减少,入侵可得到有效控制;在减少开采量的情况下,相较于基岩裂隙含水层,第四系含水层海水入侵面积收缩较慢。     

遥感技术和FEFLOW在北京市平原区地下水合理开发利用中的应用

在分析水文地质条件的基础上,采用遥感技术准确确定了北京市平原区地下水系统边界,并建立了地下水系统概念模型。采用基于有限元原理的FEFLOW软件建立了相应的地下水数值模拟模型,以2000年到2003年连续4个枯水年的地下水位动态资料对模型进行了验证和识别。运用识别后的模型进行了现状地下水水均衡、各典型水文年的补给量和开采潜力分析,并提出了地下水合理开发利用对策。研究表明识别后的模型置信程度较高,反映了实际的水文地质条件;2000年至2003年地下水系统均衡分别为-7.73亿m3、-6.02亿m3、-5.95亿m3和-4.38亿m3,补给总量分别为16.98亿m3、18.68亿m3、18.75亿m3和20.32亿m3;多年平均地下水补给资源量为22.98亿m3。平谷和昌平地区地下水还有开采潜力,密怀顺平原和城近郊区地下水已过量开采。地下水的合理开发利用应致力于开源节流、地表水地下水联合调蓄和中水回用。     

松嫩平原(吉林省)地下水动态特征及类型的研究

根据松嫩平原(吉林省)地下水动态观测资料进行分析,对区内的主要供水含水层的动态特征进行了描述,并对其进行了动态类型的划分,结合地下水动态的主要影响因素将为研究区地下水动态预测及地下水资源管理提供了依据。     

乌鲁木齐河流域柴窝堡盆地与河谷区地下水流模拟

乌鲁木齐河流域柴窝堡盆地与河谷区是乌鲁木齐市的重要供水水源地。为了更好地为地下水资源的可持续开发提供依据,本文尝试将几何形状及含水层厚度差异悬殊的柴窝堡盆地与河谷区联合起来,运用GMS模型系统建立了区域地下水稳定流和非稳定流数值模型。通过对观测孔地下水位过程线和地下水流场进行拟合,校正了研究区的渗透系数、给水度和储水率等水文地质参数。并运用模型分析了研究区的地下水流系统、地下水均衡量、地下水位变化趋势及地下水位监测网的设计。结果表明研究区地下水流主要存在两个径流排泄区:沿乌鲁木齐主河道的径流排泄区和以柴窝堡湖和大小盐湖为排泄中心的径流区;地下水储存量相对较大,能够调节季节性变化与地下水开采的影响;应加强主要河流洪积扇补给区和山前侧向补给带地下水位的监测与排泄区泉水流量的观测。     

某市地下水的模拟计算与分析

在详细分析研究区地质和水文地质条件的基础上,对研究区的均衡要素、流场及参数分布进行描述。建立水文地质概念模型,采用基于有限元方法的FEFLOW软件建立地下水流数值模拟模型并进行模型的识别和验证,在此基础上建立了地下水溶质运移模型,并对研究区地下水中的污染物运动进行数值模拟研究和分析。模拟结果表明：研究区西北部地区污染严重,原因主要是垃圾填埋场,建议有关部门采取相应的治理措施。     

京津冀平原区地下水水位变化主导因素的定量识别研究

自20世纪60年代以来,京津冀平原区地下水水位持续下降,制约着京津冀一体化的发展。为了识别地下水水位下降的主导因素,定量表征了影响水位动态的气候条件和人类活动的多项指标(包括降水、气温、水面蒸发、工业总产值、粮食产量、人口数量、地表径流量),并采用非参数统计检验方法(M-K法)阐明了近50年来各项指标的演化规律;在掌握研究区自然社会指标及地下水水位的动态规律的基础上,联合运用灰色系统理论和主成分回归分析方法,定量识别了地下水水位变化的主导因素。结果表明,近50年,研究区降水呈现下降趋势,气温呈现显著的上升趋势,水面蒸发呈现增加趋势,工业总产值、粮食产量、人口数量呈现增加趋势,由于山前水库修建引起的地表径流量呈现减小趋势;上述指标变化影响了研究区的地下水水位动态,其中逐渐加剧的人类活动(包括粮食产量、人口数量)构成了研究区地下水水位持续下降的最主要驱动力,对地下水水位下降的贡献度达到60.6%,气候条件对地下水水位下降的影响作用次之,其贡献度为39.4%。     

基于回归分析的地下水水质预测研究

影响地下水水质变化的因素较多,且地下水由于水体循环周期比较长,自净能力比较脆弱,地下水一旦受到污染,就很难恢复原状,并且会对生态环境造成严重影响,直接危害人类健康,因此应对地下水资源进行监测,建立动态预测模型。根据地下水水质与其影响因素之间存在的相关关系,运用回归分析理论和方法,建立了一个基于回归分析法的地下水水质动态预测模型,并将该模型用于研究区地下水水质的动态预测。结果表明预测精度较高,建立的模型较符合研究区的实际情况。     

用地下水潮汐效应确定潜水含水层水文地质参数

目前对潜水含水层地下水潮汐效应和水文地质参数求解方法的研究相对较少.通过对福建古雷半岛滨海潜水含水层地下水潮汐效应和海水潮汐动态的观测, 运用Fourier频谱分析方法确定了研究区海水潮汐波动方程(波动特征参数), 并以此作为地下水的边界条件, 推导了潜水含水层地下水潮汐效应的波动方程, 利用最小二乘法以地下水水位波动观测值为目标函数对潜水含水层的渗透系数与重力给水度的比值进行了反演识别, 为类似地区水文地质参数的确定提供了借鉴, 也为该区后续地下水中溶质迁移规律的研究奠定了基础.      

纳林河矿区某大型矿井地下水环境影响数值模拟研究

矿井采煤对地下水环境的影响主要为对具有供水意义的含水层水位及水量产生影响,确定采煤引起地下水水位降及漏失量是煤矿地下水环境影响评价的关键。以纳林河矿区某大型矿井为例,运用Visual MODFLOW建立模拟区地下水流数值模型,利用实测流场和长观孔的动态观测资料识别和验证数值模型,利用模型来预测采煤对第四系-白垩系含水层水位及水量的影响。模拟结果显示:前25年采煤引起地下水最大水位降为3.6 m,引起地下水的漏失量最大为141.87万m^3/a,占矿井涌水量的29.88%;利用矿化度法确定的越流量占矿井涌水量的6.39%~34.89%,模拟结果基本合理,可作为矿井采煤对地下水环境影响的研究依据。     

基岩三维流数学模型求解的广义差分法及应用

白垩系基岩孔隙裂隙承压含水层为研究区地下水主要含水层之一,水文地质模型概化为各项异性非均质.根据地下水系统运动规律及分布特征建立三维非稳定流数学模型,采用广义差分法对其求解,并以长春市区为例对模型进行识别验证.结果表明,计算模型与实际水文地质条件比较接近,计算水位与实测水位相吻合;为研究区地下水系统可持续管理提供了科学理论依据.     

Influence of South to North Water Transfer on groundwater dynamic change in Beijing plain

Beijing is a city of severe water shortage. The groundwater plays a key role in the water supply. However, the groundwater level has been gradually descending due to extensive pumping in consecutive drought years. How to satisfy the water demand and recover the groundwater level is an urgent work. With the implementation of the South to North Water Transfer Project, an opportunity has been provided for restoration of groundwater under over exploitation. On the basis of hydrogeology conditions of the Beijing plain, as well as the high-performance parallel computing platforms, a groundwater flow numerical model was established. And dynamic monitoring data of groundwater levels were used to calibrate the numerical model. The calculation results fit well with the measured data in the calibrated model. Therefore, the calibrated model can be used to predict the dynamic change of groundwater levels in the Beijing plain. The results show that several obvious depression cones of groundwater have been formed because of the rapid decline of groundwater levels in the Beijing plain in recent years. After the implementation of the South to North Water Transfer project and due to the restrictions on groundwater exploitation, the area of cone of depression will be reduced to different degrees, the central water level of depression cone will increase, and some cones of depression around wellhead will disappear. It is a benefit to relieve water shortage and control the development of land subsidence and the deterioration of the ecological environment.     

Numerical analysis of the groundwater regime in the western Dead Sea escarpment, Israel + West Bank

Water is scarce in the semi-arid to arid regions around the Dead Sea, where water supply mostly relies on restricted groundwater resources. Due to increasing population in this region, the regional aquifer system is exposed to additional stress. This results in the continuous decrease in water level of the adjacent Dead Sea. The interaction of an increasing demand for water due to population growth and the decrease of groundwater resources will intensify in the near future. Thus, the water supply situation could worsen significantly unless sustainable water resource management is conducted. In this study, we develop a regional groundwater flow model of the eastern and southern Judea Group Aquifer to investigate the groundwater regime in the western Dead Sea drainage basin of Israel and the West Bank. An extensive geological database was developed and consequently a high-resolution structural model was derived. This structural model was the basis for various groundwater flow scenarios. The objective was to capture the spatial heterogeneity of the aquifer system and to apply these results to the southern part of the study area, which has not been studied in detail until now. As a result we analyzed quantitatively the flow regime, the groundwater mass balance and the hydraulic characteristics (hydraulic conductivity and hydraulic head) of the cretaceous aquifer system and calibrated them with PEST. The calibrated groundwater flow model can be used for integrated groundwater water management purposes in the Dead Sea area, especially within the framework of the SUMAR-Project.     

GMS模型的水文水质模拟应用研究

GMS模型是应用广泛的地下水水文模拟系统。以昆山市某古镇为研究区域,采用GMS模型对其水文水质进行模拟研究。通过用概化方法建立水文地质概念模型和数学模型,用反演迭代方法矫正模型的主要参数等过程,分别用MODFLOW和MT3DMS模块模拟和预测了研究区水文水质状况和污染物迁移趋势。数据对比结果显示,模拟值与检测值基本一致,表明校正后的GMS模型能较好再现地下水流系统特征,并能应用于流域污染物扩散过程的模拟和预测中,对地下水污染物的迁移趋势进行分析,以便及时采取有效措施控制污染源。     

西南岩溶区岩溶水有效开发利用规划分区

我国西南岩溶地区由于自然地理、地质构造背景特征,造成了岩溶水补给、径流、排泄及动态的差异,以及在开发利用岩溶水资源的方式和途径上的不同。本文以岩溶水赋存条件及其地质环境条件为基础,依据岩溶水的富水性、开发意义、开发的紧迫性以及开发方式和社会效益,进行岩溶水有效开发利用规划分区,为该地区的岩溶水有效开发提供参考。      

高层建筑引发地面沉降模拟预测三维流固全耦合模型

为了准确预测由高层建筑引发土体应力场和渗流场变化而导致的地面沉降,以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,将比奥固结理论中的本构关系拓展到黏弹塑性,并考虑了土体孔隙度、渗透系数及变形参数随有效应力的动态变化关系。以河北省沧州市为例,建立了沧州市高层建筑荷载、地下水渗流与土体变形三维流固全耦合数学模型。在对模型进行识别、验证的基础上,模拟预测了沧州市在地下水停采、仅存在高层建筑荷载的影响下,从2010年12月底到2025年12月底逐年的各含水层组地下水流场变化特征和地面沉降发展趋势。结果表明：沧州市由高层建筑荷载引发的最大地面沉降量为40.57 mm,最大地面沉降速率为2.7 mm/a,位于沧州市区。     

区域地下水功能及可持续利用性评价理论与方法

本文针对我国北方地下水评价中偏重资源而对地下水的生态功能和地质环境功能重视不足的问题，立足流域尺度地下水循环系统，从地下水的自然属性切入，突出协调综合发挥地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能的目标，应用系统论和层次分析方法，建立了地下水功能的基本理念、评价标准和方法及评价指标体系，并以华北滹沱河流域作为示范区应用，结果表明具有实用性。     

土体自重固结压缩对地面沉降影响研究

以南通市为例,建立了土体自重固结压缩、地下水开采与地面沉降三维全耦合模型.在对模型进行识别、验证的基础上,模拟预测了南通市在地下水停止开采,仅在土体自重固结压缩影响下,自2010年12月31日-2025年12月31日各含水层组地下水流场变化和地面沉降的发展趋势.结果表明,在此期间,南通市由土体自重固结压缩引起的最大地面沉降量为2.42 mm,最大地面沉降速率为0.16 mm/a,土体白重固结压缩对南通市地面沉降的影响极为有限.