基于地下水流数值模型的改进DRASTIC方法

地下水脆弱性评价作为地下水资源保护和地下水开发利用规划的一个重要工具,被广泛的应用于实际工作中。尝试利用地下水数值模型为改进的DRASTIC方法提供数据支持,并以北京市平原区为例探讨地下水脆弱性评价方法。评价结果与传统方法在高值区和低值区具有很好的对应性,而基于模型的方法在地下水水位计算、含水层介质和水力传导系数确定上较传统方法更具优势,如地下水位的计算上较传统方法更为客观地体现含水介质对地下水运动的影响,且能够方便地获得模拟期内任意时间的流场数据;经由模型调试后的含水层参数数据,较传统方法更为准确。评价结果分区之间的变化较传统方法更为平滑,更符合水文地质条件渐变的特性。     

高放废物深地质处置地下水流数值模拟方法研究进展

地下水流数值模型不仅是认识深部水动力场形成演化机制的有效工具,也是建立核素迁移数值模型的基础,因而是高放废物处置场选址和安全评价中重要的技术手段。高放废物深地质处置地下水流数值模拟方法较多,如何选择适当的方法也是值得关注的问题。针对高放废物深地质处置地下水流数值模拟技术展开研究,通过阅读大量国内外文献,文章系统阐述了目前常用的4 类地下水流数值模拟方法的研究进展、适用条件和实例应用;综述了深地质处置中常用的模型不确定性分析方法及研究成果,列表给出了适用于放射性废物地质处置的地下水流数值模拟软件及其在废物处置选择和安全评价中的应用。研究结果表明:等效连续介质模型适用于大区域、长序列、裂隙发育程度较高或较均匀的地区,该类模型方法成熟、所需的数据和参数易于获得,但是不能精确刻画裂隙介质中地下水的流动特征。离散裂隙网络模型适合解决处置场地、储罐尺度等需要精细刻画的地下水流问题,但由于需要大量裂隙及其连通性数据、相关参数等,该方法存在着工作量大、耗时多的缺点。双重介质模型主要用于解决区域尺度裂隙水流问题,但并不能表现出裂隙介质的各向异性、不连续性等特征,因而适用范围存在一定的限制。等效-离散耦合模型可以通过区域分解法对裂隙密度大的区域采用等效连续介质模型,对于裂隙密度较小的地区采用离散裂隙网络模型,从而更符合一般地质条件下裂隙渗流的特征,但也存在交换量难以确定、模型耦合技术问题。通过灵敏度分析,将不同敏感因子对模型敏感指标的影响程度进行排序,提高模型精度、减少参数不确定性分析的工作量。蒙特卡罗法是目前常用的一种模型不确定性方法,原理简单、易于实现。文章展望了数值模型在仿真性、不确定性分析、预测和多介质耦合等方面的研究前景。     

海河流域典型区地下水回补适宜性评价

大清河流域是海河流域地下水超采最为突出的地区,为了解决地下水超采问题,本研究开展了流域内山区-平原一体化地下水回补适宜性评价。选取地下水位埋深、渗透系数、距离南水北调中线干渠距离、距离水库距离、降水入渗系数、有效储水空间、坡度和地表高程构建GIS-AHP决策模型得到研究区回补适宜性分区图,并使用数值模拟评估回补效果。研究表明：回补适宜区主要分布在拒马河、青龙河、唐河、磁河的近山前河段,占总评价区域的4.5%;同时,根据回补适宜评价结果对河道分段精细化补水,能大大减缓地下水储变量下降速度,回补最佳。因此,基于GIS与数值模拟结合的流域地下水回补适宜评价,有助于大幅提高区内水资源利用效率,提供最优超采治理方案。     

山丘区河川基流BFI程序分割方法的运用与分析——以汾河流域河岔水文站为例

本文应用BFI程序对汾河流域河岔水文站的河川基流量进行计算机分割,通过与传统手工分割成果的对比分析,说明了该方法能够克服传统基流分割方法的人为性和任意性且具有自动处理大量数据的优势,其成果能够客观地反映流域基流变化趋势。     

黄河下游地上悬河段开采条件下侧渗量变化研究

本文主要通过模型的方法定量研究黄河下游悬河段地下水与黄河关系。在黄河影响带水文地质条件分析的基础上,将黄河作为地下水系统的混合边界条件处理,运用地下水模型软件FEFLOW建立研究区地下水流模拟模型。以模型为工具,重点评价了原阳水源地规划开采规模为40×104m3 d情况下,地下水流场和动态的变化趋势,计算了黄河侧渗量的变化情况。结果表明,地下水流场在开采10年后趋于稳定,地下水最大水位降深为20m,激发黄河水对地下水为补给量为1 02×108m3 a,占水源地开采量的69 7%。本研究还计算了8个规划新建和扩建傍河水源地条件下地下水变化趋势和黄河侧渗量的增加量。研究表明,黄河对于研究区地下水可再生能力的提高具有重要意义,规划新建和扩建傍河水源地新增地下水开采量4 86×108m3 a是有保证的。     

黄河下游影响带(河南段)三维地下水流数值模拟模型及其应用

黄河下游（河南段）影响带属于黄河下游冲积平原地下水系统，黄河对地下水的影响范围为5－23km，面积为9417.6km^2。在建立水文地质概念模型的基础上，运用FEFLOW软件建立了研究区三维地下水流模拟模型，并对模型进行了识别。运用模型确定地下水多年平均补给资源和可开采资源评价；预测新建傍河水源地开采条件下，地下水位在5－10年内趋于稳定；定量研究黄河与地下水的补排关系，傍河水源地开采量的65％－75％来自黄河水，黄河大堤防渗墙工程深度为20m和45m情况下，黄河侧渗量分别减小5.72%和8.12%。     

利用遥感方法估算华北平原陆面蒸散量

本文主要讨论了遥感技术在水文学领域的应用。利用基于能量平衡原理的SEBS模型,结合NOAA／AVHRR数据,通过遥感方法估算了华北平原的区域陆面蒸散量,并分析了不同潜水埋深条件下植被指数对蒸散发的影响。通过遥感估算方法得到,华北平原6～8月份是蒸散量较高时期,变化幅度较大;1、2月和11、12月是蒸散量较低时期,变化幅度较小。其日蒸散量变化范围在0～8mm之间;年蒸散量在520-1100mm之间,平均为700-800mm。地下水埋深较浅的沿海、黄河沿岸以及河南黄河以北的农业区为蒸散发的高值区。在不同潜水埋深条件下,蒸散量与植被指数之间均存在线性正相关性。且在潜水埋深介于1～2m的情况下,陆面蒸散与植被指数间的关系最明显,两者之间的相关性达到0．669。     

基于T-PROGS的地下水三维数值模拟及应用

首先阐述转移概率地质统计软件(T-PROGS)基本原理,然后充分利用已知钻孔的岩性信息,应用地质统计学条件模拟技术建立研究区水文地质结构模型;在此基础上,采用基于概念模型的方法建立研究区水文地质概念模型;最后通过水文地质单元流(HUF)软件包实现二者有机集成,最终建立和识别研究区地下水三维数值模型,水文地质参数以岩性赋值,并应用该模型进行水源地开发利用方案预测,得出水源地日供水8×104m3是有保障的,其可开采资源量为26.23×104m3/d。     

基于MODFLOW-CFP的岩溶水模型降雨非线性入渗补给研究——以湖南省香花岭地区为例

利用MODFLOW-CFP建立湖南省香花岭渗流-管道流耦合模型,并使用降雨量系数法实现非线性入渗过程,以探讨此方法在模型中的适用性。通过人工试错反演参数,得出6个不同降雨强度区间的降雨量系数;非线性入渗处理后,地下河流量模拟结果的纳什系数提高至0.91。结果表明:降雨量系数法可使该模型更好地模拟地下河流量变化,此方法也适用于一些岩溶小流域的数值模拟工作。      

华北平原地下水超采评价软件的开发与应用

在华北平原区域地下水动态调查工作的基础上,利用VB编程工具和MapObjects GIS二次开发软件,采用基于网格化思想的开采系数法、临界水位法及潜力模数法3种单一指标法,实现分水文地质单元、分行政区为评价单元的各分区超采程度计算。此外,通过GIS手段将超采程度分区图进行直观显示和外部输出,建立了地下水超采动态评价系统平台,辅助华北平原地下水超采评价工作,为地下水管理提供新的方法。