基于Modflow的灌区地下水管理策略——以柳园口灌区为例

根据开封市柳园口灌区的水文地质条件,运用地下水数值模拟软件Visual Modflow,建立了地下水三维非稳定流模型.用1986-1998年的资料进行率定,1999-2003年的资料进行验证,结果表明模型的模拟结果与实际情况较吻合,模型可以对该灌区的地下水动态进行模拟和预测.拟定不同的地下水开采量、不同的地表引黄水分配以及不同的作物种植结构等方案,对灌区地下水系统对各方案的响应进行模拟.结果表明,与种植结构的调整及控制地下水开采量相比,灌区采用井渠联合应用模式可以更加有效地减少潜水蒸发和控制适宜的地下水位埋深.模拟分析结果为灌区合理开采地下水及提高灌区水利用率提供了科学的水管理依据.     

许昌市建安区北部采空区三维地下水流数值模拟

近年来,许昌市建安区北部采空区出现了严重的地面塌陷、地下水水位下降、地裂缝等环境地质问题,严重影响了当地居民的生命财产安全,迫切需要对该地区地下水动态变化特征进行研究。在分析研究区大量工程地质及水文地质资料的基础上,运用Modflow软件,建立了建安区北部采空区地下水三维非稳定流数值模型,模型采用2015—2018年的水位数据进行了参数识别验证与水位拟合。结果显示:2015—2018年的地下水水位变幅较小,平均变幅为0.5 m,研究区东部雷庄地下水水位降落漏斗区与西张地下水水位降落漏斗区水位有0.2～0.5 m的下降,武庄矿区周围区域地下水水位升幅在0.5 m左右。为了掌握研究区在矿井继续抽水(抽水量不变)情况下地下水流场的动态演化过程,对2018年9月—2021年9月期间研究区的地下水流进行了预测。预测结果显示:该时段地下水水位缓慢上升,水位升幅为0.5～1.5 m,研究区地下水的开采与补给趋于均衡。该研究成果对矿区的持续开采及当地地下水的合理利用具有重要意义。     

基于Visual Modflow的成安县地下水动态研究

针对邯郸市成安县水文地质条件,建立概念模型和数学模拟模型,运用国际通用的可视化标准软件Visual Modflow,对研究区地下水进行了数值模拟计算和预测。通过模型调试,地下水位实际观测结果与数值模拟计算结果较好地吻合,证明这种建模方法是合理的和有效的。并预报了2006年减少开采量后地下水水位的变化,为研究区地下水资源的合理开发利用提供了科学依据。     

FEFLOW在地下水数值模拟中的应用

在综合考虑研究区复杂地质及水文地质条件的基础上,利用FEFLOW建立了研究区地下水系统数值模拟模型,经过模拟调试所获得的水文地质参数基本符合水文地质勘查结果,计算所得的地下水流场基本反映了研究区的地下水水位的实际分布情况,表明所建模型具有较好的仿真效果和较高的可信度.     

拜泉县城区地下水数值模拟

拜泉县是黑龙江省的农业大县,地下水是该县工业、农业和生活用水的最重要的供水水源。近年来受地下水开采影响,产生一系列水文地质问题。因此,查清该区地下水资源的形成条件及开采潜力,并制定合理的水资源开发利用方案显得十分必要。根据研究区的水文地质特征,建立了水文地质概念模型和地下水流数值模拟模型,对该模型进行了识别和验证。并计算出了研究区白垩系承压水的补给量和排泄量。根据研究区实际情况制定出6种不同的开采方案,并对各种方案下的地下水水位进行模拟,在此基础上确定了优先开采方案。     

基于大坳灌区扩建地下水环境影响评价

依据大坳灌区水文地质、气象、灌溉、开采、地下水动态监测等方面的资料,在掌握灌区地下水水位动态变化机理及动态特征的基础上,建立了区域的水文地质概念模型。运用地下水数值模拟软件Groundwater Model System建立灌区地下水水流模型,对灌区地下水水位进行模拟。模拟结果表明:地下水位的计算值和实测值吻合较好,该模型可以用来对该灌区新渠系建设后的地下水位进行预测。模型预测结果为:灌区新渠投入运行多年后地下水水位大部分上升值小于0.2 m,最大上升值0.49 m,对区域地下水位总体影响不大,不会引起相应的生态环境问题。     

张家口市城市地下水动态分析

通过实测资料分析了张家口市水源地区域地下水水位动态变化,为今后取水用水、控制地下水开采提供依据.     

响应矩阵法在降水优化设计中的应用

基于解决复杂水文地质条件下矿(基)坑降水优化设计,介绍了反映地下水系统的状态变量与可控输入变量之间的脉冲与响应关系原理和构建地下水水位响应矩阵的基本方法.通过把地下水水位响应矩阵作为优化计算模型的约束条件,实现地下水模拟模型与优化模型的耦合,以求得最优疏水水量时间与空间的最佳配置.     

MODFLOW在干旱地区地下水位预测中的应用

随着用水量的增加,尤其地下水的盲目开采导致了一系的水环境问题.本文针对地下水开采量逐年增加的问题,建立了研究区水文地质概念模型与数学模型,运用专业代码MODFLOW对数学模型进行求解;并对参数进行识别,结果表明本文所建立的数学模型能够较好地反映研究区的水文地质情况,可以用来进行预测和对地下水资源的管理.     

拟建窑河洼电厂灰场对地下水环境的影响评价

在对淮南市窑河洼区环境水文地质调研基础上,对拟建窑河洼灰场及邻区的浅层地下水环境质量现状进行了模糊数学评价;基于地下水水质模型,以F-作为模拟因子,对地下水F-浓度变化进行了数值模拟,对其5a后的污染范围和程度进行了预测评价。结果表明,模型较为可靠、合理,灰场建成后对场区及邻区地下水环境质量的短期影响不大,这为灰场选址决策及灰场建设后可能引起地下水污染的范围和程度预测提供了科学依据。     

平原浅层地下水库调蓄研究

简述了均衡法和有限单元法的基本原理,分析了2种方法的不同特点和各自的适用范围.将2种方法相结合进行地下水库的调蓄运算.以宁陵灌区为例,对平原浅层地下水库设计参数的确定、开采方案的拟订进行了深入的研究,为制定详细的地下水开发利用规划提供了依据.并通过实例,验证了所提方法的有效性.     

断层影响下的地下水流数值模拟

地下水流在有断层影响下呈现出不连续性和各向异性的特征，使地下水流的数值模拟过程变得复杂．通过对研究区分布的断层进行分析，综合选取23条断层作为内部边界输入计算模型中，并用MODFlLOW软件自身提供的墙体边界(Wall)模拟断层，克服了有限差分方法对复杂边界条件模拟的缺陷．计算表明，研究区地下水受断层的影响显著，断层将研究区分割成相互独立、水力联系较小的水文地质单元，区内地下水水位周期性波动主要受大气降水的影响。     

佳木斯市江北地下水水源地数值模拟研究

利用佳木斯市江北水源地水文地质勘探实际资料,通过数值模拟,对该区地下水资源量进行了评价和预报。主要步骤是：水文地质模型的概化;数学模型的建立及其解法;模型的校正;模型的验证及预报。实践证明,用数值模拟法评价地下水开采资源是一种快速有效的方法,对该区地下水资源评价和预报有一定的指导意义。     

北京地区多层含水层中施工降水诱发地面沉降的实时预测

施工降水诱发地面沉降是当前主要岩土工程风险之一,对于以多层含水层为典型水文地质特征的北京地区,这类问题尤为突出.为准确而便捷地进行该类问题预测,首先基于渗流理论和有效应力原理,分析了多层含水层区降水过程中不同层位的压缩量变化规律及主要影响因素,并建立了相应的渗流-压缩耦合数学模型;根据地下水赋存与运动原理,结合北京地区水文地质特征,提出了采用主控含水层来确定耦合模型下边界的新方法,实现了渗流和地层压缩2个物理力学过程在特定地质条件下的耦合,在保证模型科学性和工程精度的同时,降低了实际分析工作的难度,提高了分析模型的实用性;在弱透水层释水率这一重要模型参数取值方面,根据地下水动力学和相关实测资料,研究了既有计算公式存在的误差及其主要原因,并结合北京地方经验,提出了相应的修正方法,进一步提高了模型分析精度.最后,以北京地区某实际工程为例,进行了多层含水层中降水诱发地面沉降的精细模拟,并对数值结果合理性进行了分析.     

Simulation of water quantity exchange between groundwater and the Platte River water, central Nebraska

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｆｏｒｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｒｉｖｅｒｖａｌ ｌｅｙｓｉｎｔｈｅＨｉｇｈＰｌａｉｎｓｓｔａｔｅｓｏｆｔｅｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｃｏｎ ｆｌｉｃｔｓｂｅｔｗｅｅｎｓｔａｔｅｓａｎｄａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒ     

非构造网格FVM模型模拟尾矿堆场对地下水的影响

为了评价复杂地质区域矿产资源开发后的废弃物堆积场对地下水的影响,需要准确掌握区域地下水位在废弃物堆积场作用下的空间变化规律,为此提出了全隐式非构造网格有限体积(FVM)地下水模拟模型。在贵州某化工企业尾矿堆场的实际应用中,通过模拟成果与钻孔资料对比分析,验证了该数值模拟模的可行性与精度;通过有无尾矿堆场的模拟结果对比分析,弄清了尾矿堆场对区域地下水的影响情况。结果表明,基于非构造网格有限体积地下水数值模拟模型适宜于复杂区域内地下水模拟或污染源对地下水的影响评价。     

地下水系统数值模拟的应用与展望

在综合分析国内外地下水系统数值模拟产生,发展及计算机模拟软件技术应用现状的基础上,分析了地下水数值模拟模型在模拟精度,应用范围,与其它学科集成等方面的情况,提出了现状条件下存在的问题,强调地下水数值模拟模型与多学科的耦合集成,与GIS无缝集成等的重要性,指出随着计算机技术的深入发展和应用,未来地下水系统数值模拟在可视化模拟及决策支持等方面的发展趋势。     

不同网格加密方法在河流回补地下水模拟中的对比

河流回补地下水是线状回补过程,河道附近地下水位高精度模拟是回补效果准确评估的关键。基于非结构化网格加密方法,设定4种不同的网格剖分方案(两种结构化网格和两种局部加密的非结构化网格),在不同边界条件下对河流回补地下水过程进行模拟。通过对末流场、距离河道不同范围回补前后水位变差、地下水均衡和模型运行效率的对比分析,阐明线状回补模拟中不同网格加密方法的优劣。结果表明:与粗结构网格模型相比,两种局部加密的非结构化网格模型以及细结构网格模型的模拟精度高,能更准确刻画因河道回补导致的地下水位变化; 两种局部加密的非结构化网格模型比细结构网格模型运行时间短,在没有大幅降低模拟精度的条件下,运行效率更高; 四叉树网格模型相对于嵌套网格模型具有长期模拟的优势,在河流回补期末,模拟精度要稍高于嵌套网格模型; 同时,四叉树网格模型具有多级加密的优势,加密级次越多,剖分的网格数量相对越少,运行时间相对更短。综上所述,四叉树网格加密方法既保证了模拟精度,又一定程度上提高了模型运行效率,是值得推广的一种局部网格加密方法。     

BP网络在三江平原井灌区地下水埋深预测中的应用

近些年来,由于水田面积迅速增加,导致三江平原井灌水稻区地下水位持续下降,吊泵、局部超采现象时有发生。为解决上述问题,以853农场为例,采用BP神经网络方法建立了853农场地下水埋深动态预测模型,对地下水埋深进行模拟和预测,精度检验结果表明,模型拟合和预测精度均较高。该模型揭示了研究区域地下水动态变化规律,为三江平原井灌区地下水资源的可持续利用提供了科学依据。