基于CFP的岩溶管道流数值模拟研究——以桂林寨底地下河子系统为例

为了描述岩溶多重含水介质存在非达西流问题,研究管道流CFP模型在岩溶区数值模拟中的应用。在分析管道流CFP基本原理的基础上,通过建立概念模型算例(5个管道,上下临界雷诺数分别为2 000和4 000),探讨不同管道水文地质参数对出口流量及水流状态的影响,并对参数敏感性进行分析,最后将CFPM1模型应用于广西寨底岩溶地下河系统,探讨在实际应用中的管道流模型适用性。概念模型结果表明,参数敏感度从大到小依次为:管道直径、水力梯度、管道渗透系数、弯曲度及粗糙度,流量与雷诺数随管道参数增大而增大,水流状态从层流变为紊流。寨底岩溶管道流模型中3个观测井及地下河出口实测流量表明CFPM1能较好地模拟出岩溶地下水水位变化趋势。得出结论:CFPM1管道流模型允许岩溶管道与基岩含水层进行水流交换,能够较好地刻画岩溶区管道介质非达西流特征,但管道参数获取较为困难,且不能刻画岩溶管道形态变化。该方法具有一定通用性,可为实际应用提供指导。     

地下水多目标管理模型及其应用研究

对地下水多目标管理模型的特点、建模和求解方法进行了探讨;以包头市为例,建立了综合考虑社会、经济、环境等因素的地下水多目标管理模型,并运用层次线性目标规划求解。研究表明,所提出的管理方案不仅可用于包头市水资源的科学管理,还可作为该区国民经济宏观决策的依据。     

模拟退火算法反演水文地质参数算例研究

基于模拟退火算法(SA)这一全局优化技术,耦合地下水模拟的有限元模型,给出水文地质参数的反演方法.并用水文地质参数反演算例来验证反演模型的可用性和适用性.结果表明,用"变尺度"产生新的渗透系数反演结果明显优于"随机法",当初始温度在500～650、降温系数在0.92～O.95时,模拟退火法在正常情况获得了很好的反演结果,在考虑减少观测孔个数和观测水头值有误差的情况下,也取得了较为满意的反演结果.为了提高运算效率,可考虑与传统反演方法或其它人工智能算法相结合.     

基于三维随机水文地质结构模型的地下水流数值模拟: 以西辽河平原为例

为了探究水文地质结构对地下水流数值模拟的不确定性,可以运用随机模拟建立地下水位的预测模型。根据转移概率地质统计方法模拟多孔介质岩性分布,利用非线性规划的思路计算岩性与水文地质参数之间的关系,从而建立相对精确的随机水文地质参数场。将不同的水文地质参数场运用到MODFLOW中,得到不同的随机模拟结果。通过比较随机模型和确定模型的末流场拟合情况以及水位动态拟合图,发现确定模型和随机模型具有相似趋势,都能与实测流场拟合较好,但是随机模型更能体现真实的水文地质特征。对随机模型预测10年后的地下水水位做不确定性分析,得到水位平均变幅介于-5～5 m之间,且95%置信度水位变幅的平均上限线约为0.146 m。研究结果为决策者提供科学依据。     

某石油化工污染场地地下水中挥发性有机物污染特征及成因分析

为了解典型污染场地浅层地下水微量有机污染特征,对西北某省会城市石油化工场地地下水中的挥发性有机污染物（VOCs）污染情况进行了调查。结果表明,污染场地地下水样品中挥发性有机污染物检出率为100%;检出率较高的是氯代烃和苯系物,检出率分别为60%和40%。超标组分为苯和1,2-二氯丙烷,苯超标率为30%,1,2-二氯丙烷超标率10%,苯最大检出浓度达1515μg/L。场地内的原油储存罐、污水隔油池的渗漏以及石油冶炼、机械加工过程工业废水不合理排放均为该场地地下水VOCs的重要来源;VOCs的理化性质以及污染场地地下水防污性能差是影响该场地地下水环境中VOCs归宿的主要因素。     

基于数值模拟的西北地下水总量控制指标确定研究

针对目前西北内陆河流域地下水总量控制指标制定方法的不足,提出了一套完整的确定区域/流域地下水总量控制指标的技术方法,主要步骤包括:以生态保护/恢复为约束条件,转换为定量化的判据;使用数值模拟方法确定地下水可开采量;进行供需平衡分析,分阶段定量确定地下水总量控制指标。应用此方法在甘肃省石羊河流域下游的红崖山灌区进行了实例研究,评价得到研究区2020年中期规划地下水总量控制指标为10 833×104 m3,2030年远期规划的指标为10 700×104 m3,与已有的控制指标相比相对宽松,在技术方法上也具有合理性。     

模糊综合评判在临沂城区岩溶塌陷危险性评价中的应用

岩溶塌陷是山东省临沂市区最重要的地质灾害类型,该文首次采用基于层次分析的模糊综合评判法对岩溶塌陷进行了危险性现状评价,综合得出了危险性评价分级图,为当地岩溶塌陷防治工作提供了基础数据,也为同类地质灾害预防提供了借鉴模式。     

地下水模型MODFLOW和GIS在华北平原 地下水资源评价中的应用

从MODFLOW源程序的角度出发,根据地下水模型计算需要的输入输出数据格式和我国GIS类数据以MAPGIS为主的特点,建立了二者之间的集成关系,并将其应用于华北平原地下水资源评价中。根据华北平原特定的水文地质条件,建立了适合本区的三维非稳定流地下水模型,结合2003年12月的实际流场以及随时间变化的动态观测资料对模型的渗透系数、给水度和释水系数等参数进行了校正。同时进行了水均衡分析,结果表明华北平原地下水在2002年1月至2003年12月总补给量为493.74×10⁸m³,总排泄量为565.30×10⁸m³,均衡差为-71.56×10⁸m³,为负均衡。集成了该地下水模型的信息系统,可以通过更新源汇项数据库资料而对地下水资源进行实时评价,为华北平原水资源可持续利用和管理提供依据。     

万家寨水库对库区岩溶地下水的补给作用

万家寨水库的修建,增加了黄河水对岩溶地下水的补给,改善了库区右岸的水文地质条件,从而可以增加黑岱沟和陈家沟门水源地的开采量,缓解当地的水资源危机。     

玛纳斯河流域山前平原地下水系统分析及其模拟

首先论述了玛纳斯河流域山前平原地下水系统的结构特征和地下水的循环模式,由山前到沙漠边缘可分为三个带：水平径流带、溢出带和垂向交替带。运用有限单元法建立了双层含水层地下水流数值模拟模型,并阐明了模型中对混合开采井、泉和地下水蒸发等特殊问题的处理方法。给出了应用模型对研究区水文地质进行定量研究的结果：评价地下水补给资源量和可开采资源量,预测一定开采条件下的泉流量变化趋势。