基于GMS应用的开采区地下水模拟的研究进展

人类对地下资源的开采常伴随着对地下含水层环境的影响,包括对地下水水质、流场或水量等造成周期长、难以治理、难以自然恢复的巨大影响,并且在开采区内,地下水在区内的涌水量等也会对开采区的安全生产形成较大隐患。随着科技兴起,涌现了一批优秀的地下水数值模拟软件,其中GMS有着全面的功能性和强大的可视性被用于模拟各类地下水问题。本文综述了GMS软件在开采区水文地质模型建立、地下水资源评价、地下水溶质运移及矿坑涌水量几方面的应用研究进展,以期为我国开采区的地下水环境保护提供技术支持和借鉴。     

基于GMS的三维TOUGH2模型及模拟

GMS和TOUGH2均是应用广泛的地下流动系统数值模拟软件,其中,GMS界面友好,功能强大;而TOUGH2虽具有强大的数值计算能力,但缺乏友好的可视化前后处理界面。本文借助GMS强大的前处理能力,基于概念模型建立了三维复杂模型,把GMS/MODFLOW三维数值模型(包括网格数据、岩性数据、初始和边界数据等)转化为TOUGH2数值模型进行数值计算。通过两个计算实例(含水层水平没有起伏和有起伏)对比分析了GMS/MODFLOW和TOUGH2计算结果的差异。结果显示,该方法可以快速地建立刻画复杂地质条件的TOUGH2模型,计算结果与GMS/MODFLOW差异很小,说明两个软件均有很高的可信度;同时,该方法发挥了两个软件各自的优势,为进行更为复杂的多相流动数值模拟提供了可行性。     

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。     

基于GMS的某垃圾填埋场地下水环境影响预测研究

以安徽省向山垃圾填埋场作为研究区,在分析场区水文地质条件的基础上,运用GMS中的MODF-LOW和MT3 D模块建立地下水流概念模型、数值模型及溶质运移数值模型,并根据取样结果确定污染物因子,模拟正常状况和非正常状况下污染物在地下水环境中的污染路径、污染羽迁移状况和污染物对地下水环境可能造成的影响.研究结果表明:评价区...     

基于GMS软件对某污染厂区地下水污染规律研究

以某污染厂区为研究对象,通过野外调查并结合已有资料,利用GMS软件建立研究区域地下水流场模型和溶质运移模型,并且详细分析了地下水污染规律.研究结果表明:降雨入渗扩散方式下,污染物在地下水中的迁移速率与污染物的浓度及地下水介质密切相关.在潜水含水层中,污染物主要以垂向运移为主,并且受污染源强影响较大,污染物浓度越高,其垂...     

基于GMS的秦王川盆地三维地质模型构建

城市地下空间的合理开发利用有助于改善城市环境,建设宜居型城市,提高城市的综合承载能力,其意义十分重大。三维地质建模是目前最常用的直观反映地表以下地质条件的技术方法,在地下空间开发利用规划过程中被广泛应用。秦王川盆地是第5个国家级新区\     

松辽盆地升平地区深层成岩作用数值模拟与次生孔隙带预测

为了预测松辽盆地深部碎屑岩成岩阶段和次生孔隙发育带的展布、研究储层孔隙发育史与其他成藏要素的匹配关系，本文将传统的成岩作用研究和数值模拟技术相结合，在作用模型和效应模型的基础上，建立了一个成岩作用数值模拟的综合模型。松辽盆地升平地区深层登娄库组成岩演化的研究表明，在泉头期末，登娄库组进入晚成岩阶段A1期，烃源岩进入生油门限，储层开始发育次生孔隙；在青山口期末，登娄库组处于晚成岩阶段A—B期，登二段烃源岩进入大量生、排烃的成熟阶段，生烃时间、储层次生孔隙发育时间和圈闭形成时间匹配良好，油气藏开始形成。目前，本区的登娄库组在南部主要处于晚成岩阶段C期，在北部处于晚成岩阶段B期。成岩指数ID=0．85～1.15，且有砂体发育的地区，即为本区次生孔隙发育带的分布范围。     

基于GMS软件的三维地质建模及动态模拟

在地质勘查初期,研究区的水文地质特征是不容忽视的。因此,建立研究区三维地质结构可视化模型,对模拟结果加以详细和准确的分析,是确保地质工作顺利进行的一种重要手段。本文通过收集研究区的地质和水文地质条件及钻孔数据资料,采用GMS软件建立区域三维地质模型,描述复杂的地质构造情况和表达已知水文地质现象及其特征。研究区动态地层结构特征地完美呈现,能够深入对区域水文地质特征的认知,为今后研究区地质工作的进一步进行提供前提保障。     

基于GMS基岩矿区地下水三维实体模型的构建

从雷诺输运定理中的控制体定义出发,介绍基于GMS（groundwater model system）软件界面下,如何快速构建基岩矿区地下三维实体（控制体）模型,以及在GMS界面下如何实现通过实体模型向标准有限差分模型（MODF—LOW）和三维有限元网格模型的转换。以供矿坑涌水量的数值计算及模拟使用。     

武威盆地泉群流量模拟及预测的一种方法

本文根据系统理论及灰色预测理论,建立了武威盆地泉群流量模拟及预测模型,依据该模型可通过下游香家湾站河水流量的观测值,推断出整个盆地泉群流量,经过1978—1983 5年的资料验证,结果准确可靠。     

基于GMS的兰州“三滩”水源地地下水水质演化及调控对策

为解决兰州"三滩"傍河水源地的咸水污染威胁,在对研究区地下水污染调查的基础上,以研究区地下水系列监测资料为依据,利用地下水数值模拟软件GMS建立了研究区地下水流和溶质运移耦合模型,设计三个水源地地下水资源开采和管理方案,模拟预测其水量恢复效果以及对南侧咸水的阻隔效应。结果表明,若维持现状开采,傍河区地下水位会上升,水质在变好,但南河道以南地下水溶解性总固体逐渐升高,南部咸水会慢慢向水源地迁移。若马滩水源地部分井群恢复开采,南河道以北地下水溶解性总固体有降低趋势,但微咸水和淡水的混合界面将向北迁移。若打通南河道,且马滩水源地部分井群恢复开采,受黄河水和南河道入渗双重补给,傍河区以及南河道北侧地下水溶解性总固体会持续降低,南河道南侧的微咸水体也会有所淡化。恢复南河道是改善和恢复水源地的有效途径。     

基于成矿过程数值模拟的隐伏矿双向预测研究

在三维建模及定量预测的基础上,利用数值模拟开展成矿过程研究,通过数值模拟获取可用于隐伏矿预测的参数,据此建立一套完整的基于矿床学成矿过程研究和矿产勘查学综合信息找矿研究的隐伏矿双向预测评价方法和流程.结合甘肃以地南金矿探讨大比例尺隐伏矿体三维地质建模过程、三维定量预测、成矿过程数值模拟和双向预测评价的方法体系.采用三维...     

LNAPL在二维含水介质中运移规律的研究

为研究LNAPL(轻质非水相液体)污染物在均匀含水介质中的运移规律,本文建立微元模型推导出LNAPL在均匀含水介质中的对流--弥散方程。针对不同的介质模型,对二维对流--弥散方程运用差分法进行数值模拟,求其数值解。分析LNAPL污染物的运移特征,得出在均匀介质和非均匀层状介质中运移规律:LNAPL污染物在含水介质中的运移规律遵循对流--弥散方程,介质的弥散系数是影响LNAPL污染物运移的主要因素。     

基于RBF神经网络的地下水动态模拟与预测

RBF网络具有结构自适应确定、输出与初始权值无关的优良特性.以matlab为平台将该网络应用于某地的地下水动态模拟与预测,较为系统地研究了训练样本集与检测样本集的构建、原始数据的预处理、神经网络的构建、训练、检测及结果评价整个过程,取得了良好效果.同时,还与BP网进行了对比,认为,RBF网络是一种值得推广的地下水动态模拟与预测神经网络模型.     

基于GMS软件对某矿区松散层孔隙水污染的数值模拟研究

以云南某矿区为研究对象,在详细调查区域水文地质条件和已有资料的基础上,结合调查区监测井,利用GMS软件建立研究区域地下水水流场模型和溶质运移模型。模型计算了在合理误差范围内的水流场模型并预测了硫酸盐在持续泄漏730d、180d后切断泄漏源,硫酸盐的迁移过程。研究结果表明:随着持续泄漏时间的增加,调查区域北部边界附近受到污染的浓度越高、污染范围越广,超标的污染物在北部边界区域进入岩溶含水层,遇到岩溶带会加速污染物向下游运移,破坏下游水质、危及下游村庄饮用水安全。     

基于未确知信息的河流水质模拟预测研究

基于河水流速、污染物综合衰减系数等参量信息不确定性的特点,提出了运用未确知数学理论进行河流水质模拟预测的未确知数学模型。该模型不仅能得到以区间形式表示的河流污染物预测浓度,也能获得各浓度可能值区间对应的主观可信度,这为水污染控制系统规划和水环境管理决策提供了更为丰富、科学的浓度信息。实例研究表明,运用未确知数学理论进行河流水质模拟预测,理论上是可行的,预测结果是可靠的。     

基于数值模拟的三峡库区典型堆积层滑坡变形预测方法

目前对堆积层滑坡的变形预测大多基于数学模型或方法,忽略了引起滑坡位移显著变化的动力外因及滑坡自身的地质特征,因此,预报准确度和可信度较低。以三峡库区典型堆积层滑坡--鹤峰场镇滑坡为例,通过4组主要控制因素科学组合构建了滑坡的基本地质模型;以此为基础,重点考虑引起滑坡发生变形的库水作用动力因素,建立滑坡的数值-力学模型。通过实际监测点的变形监测结果与数值-力学模型中模型监测点的变形进行拟合分析,获取了实际时间与数值-力学模型中时步的等效关系;基于时间-时步等效关系及三峡水库设计水位调度曲线,得到了不同时步水位的波动特征;通过时步的外延,并在相应的时步段对数值-力学模型施加等效时间的库水作用,预测了滑坡在未来库水位变动条件下的变形。该预测方法既考虑了滑坡的工程地质模型又考虑了地下水作用效应,克服了纯数学方法预测的不足。