吉林市地下水数值模拟及预报

本文通过对吉林市水文地质条件的分析，建立了地下水水量数值模型、水质灰色系统模型，并分别对水量、水质进行了预报，对预报结果进了分析，提出了地下水资源合理开发利用建议。     

数值模拟模型在商丘地下水动态预报中的应用

针对商丘实验区水文地质特点，概述了地下水位预报模型的建立过程，并结合典型井点地下水位预报结果，经与实际资料对比，其结果满足地下水管理的有关要求。     

南通市第四纪松散沉积层地下水资源评价规划三维数值模型

根据南通市第四纪松散沉积层地下水系统的水文地质机制,构建了地下水运动的三维数值模型,并在模型识别、验证的基础上,针对各含水层地下水位的控制要求,调整了现有地下水的开采布局,以乡镇为单位,确定出各含水层的地下水可开采资源量及最优开采布局,并预测了2006年底至2021年底逐年地下水水位动态变化情况。     

基于数值模拟及可开采系数法的广花盆地地下水可开采量研究

使用数值模拟法(GMS模拟软件)及开采系数法计算广花盆地的可开采量,以合理地评价广花盆地地下水资源及可开采潜力,防止地下水过度开采及由此引发的地质灾害。结果表明:构建的地下水水流三维数值模型可为研究区提供合理的地下水水流模拟结果,在整个模拟期共730 d中,第60、180、540和730 d的标准化残差均方根分别为4. 996%、4. 043%、6. 517%、6. 787%。以可开采水位最大降深5 m作为岩溶含水层抽取水量的约束条件,数值模型计算得到的地下水可开采量为12 997. 78×104m3。采用可开采系数法计算得到的地下水可开采量为14 015. 10×104m3。两种方法的计算结果相对误差为7. 3%,两种方法相互验证,结果较为可靠,最后提出广花盆地应急备用水源地地下水管理目标及措施。     

三聚盛煤矿煤炭开采对地下水影响的数值模拟研究

为了预测三聚盛煤矿9号煤层开采对上覆含水层的影响,通过研究区的水文地质情况,应用Visual MODFLOW软件,对计算域进行剖分,确定二类流边界,对本区地下水流进行了数值模拟。结果表明,煤矿开采12.6 a后,漏斗中心的水位降深约为75 m,影响面积约为24.3 km2。通过预测9号煤层开采后地下水水位的变化趋势,为煤矿的后续开采工作和环境管理工作提供相应的理论依据。更多还原     

基于裂隙网络模型的地下水数值模拟误差分析

以二维裂隙网格中地下水流动数值模拟问题为例,分析了其模型误差、观测误差和计算误差。首先给出了该二维地下水问题的解析解,然后详细讨论了数值模型的解法及其误差。计算结果表明,线素法较有限元法误差更小,同时求解大型线性方程组时,应采用置大数法。最后以裂隙宽测量为例,讨论了观测误差对水头计算结果的影响。分析认为,前期准确可靠的地质勘察,是后期提高数值模型模拟精度的前提条件和重要保证。     

地下水典型连通示踪模型的数值模拟

地下水连通示踪试验总是直接体现地层中强导水带（区）的介质和水动力特征,包括强导水带（区）的结构特征、地下水渗流速度和弥散度等。通过建立地下水连通示踪试验4类20个代表性的地质模型,并用Visual MODFLOW模拟它们的示踪剂运移过程及对模拟结果进行分析,总结出了地下水连通示踪试验的适用条件,给出了示踪剂使用量、观测周期的建议值,获得了地下水连通示踪曲线的一般规律,这对地下水连通示踪试验的实施及示踪成果的解译具有一定的指导意义。     

基于遗传算法的变密度条件下地下水模拟优化模型

将遗传算法和变密度地下水流及溶质运移模拟程序SEAWAT耦合起来,开发了一个新的用于地下水模拟优化管理的通用程序——SWTGA。以求解变密度条件下地下水优化管理问题,从而为地下水管理决策者提供科学依据和技术支持。设计SWTGA时,建立了适用于变密度条件下地下水优化管理常见问题的目标函数的一般形式,同时设定了常用的约束条件。最后将SWTGA程序应用于一个理想滨海含水层中地下水开采方案的优化设计,寻优之后获得了最佳开采方案,与未优化开采方案的对比显示优化结果合理可行,验证了SWTGA模拟优化程序的有效性和可靠性。     

济南岩溶水系统数值模拟与保泉供水开采方案

采用Visual Modflow软件建立济南岩溶水系统地下水数值模拟模型,结合济南市地下水开采现状及城市供水规划,利用地下水数值模型求解连续5年平水年、四枯一丰及采用济南地区1982—1991年10年降水资料3种降水组合下的济南泉域地下水开采方案。结果表明,这3个方案均能满足"保泉供水"目标,规划设定的水源地开采量是合理的,对实现"保泉供水"有着显著作用。     

防渗墙作用下堤防保护区地下水动态数值模拟分析Ⅱ：二元结构堤基条件下的数值模拟

 对长江重要堤防典型二元结构堤基的地下水流运动进行了数值模拟。二维模拟结果表明：被河泓切割的承压含水层动态与江水位关系密切；表层弱透水层主要通过与承压含水层之间的补给排泄而受江水位的间接影响；全封闭防渗墙会制约堤防保护区承压含水层对江水位变化的响应；承压含水层透水性越强，这种制约作用越显著；全封闭防渗墙会使堤防保护区潜水含水层动态基本上不受江水位变化的影响。三维模拟结果表明：全封闭防渗墙端部自由绕渗会使端点附近承压含水层动态受防渗墙的影响减小；承压含水层的透水性越强，绕渗影响的程度和范围越大；绕渗在潜水含水层的作用则小得多，甚至可不予考虑。     

黄河包头段水质状况短期预测

包头市是中国重要的重工业基地,也是严重缺水城市,流经包头市南缘的黄河成为包头市可利用的重要地表水源,因此准确地预测黄河包头段地表水污染物浓度及其趋势变化具有重要的理论和现实意义。采用灰色残差辨识法对黄河包头段地表水体建立DO、TB、IMn和NH3-N四项污染指标的水质预测模型,预测结果表明,DO、TB和NH3-N三项污染指标预测结果与实测结果基本吻合,而IMn指标波动性较大,可能是由于不合理放牧及化肥过量使用导致实测值无规律变化造成的,但总的预测变化趋势符合实际情况。     

基于灰色预测的建三江地区地下水变化趋势研究

三江平原建三江地区是国家重要的商品粮生产基地,近些年由于井灌水稻发展迅速,地下水用量急剧增加,造成地下水位持续下降并形成集中降深.文章在分析建三江地区地下水开采情况及动态变化情况的基础上,建立了灰色预测GM(1,1)模型,并采用该模型对建三江地区地下水埋深情况进行了预测,绘制了地下水埋深空间分布图.针对建三江地区未来地下水变化趋势,提出了在保证粮食安全的同时,保证水安全,综合开发利用水资源,实现区域可持续发展的建议.     

青海省盐湖集团供水二期水源地数值模拟

针对山前冲洪积扇傍河水源地共有的水文地质条件,建立地下水流数学模型,采用Visual Modflow软件,选取极富水地段进行地下水数值模拟研究。在综合分析格尔木河冲洪积扇水文地质条件基础上,确定三维边界条件,建立水文地质条件概念模型及数学模型,通过对地下水梯度场、降速场与实测资料的识别与验证,模拟的流场形态与观测值及地下水动态拟合度较高,符合研究区水文地质条件。模型对10年内丰、平、枯水期降水频率下的开采方案结果及水均衡状态进行了预测,结果表明,拟建水源地所需的可开采水量(新增13.2万m3/d)基本可行。     

城市地区水库溃坝洪水演进模拟

因水库下游的地形、边界、糙率等存在明显不同,城市水库溃坝后的下泄演进与山区水库可能存在显著差异。针对城市水库下游区域建筑物众多、糙率复杂的特点,利用地理信息系统(GIS)技术生成高仿真的数字高程模型(DEM),对不同地表类型赋予不同的糙率值并生成糙率场。以深圳龙口水库为例,利用MIKE21水动力模块构建溃坝洪水演进模型,假设主坝瞬间全溃后对下泄洪水进行演进模拟。计算结果表明:模型能较好地模拟城区建筑物的雍水效应,较能反映城市主干道在洪水演进过程中的引导作用以及局部地区洪水迅速涨落和消退的特点,说明高仿真的DEM和多元分布的糙率场对保证城市水库溃坝模拟演进的合理性具有重要作用。     

根系吸水条件下固定沙丘水分动态数值模拟研究

着重探讨了固定沙丘植物根系吸水问题。在甘肃省石羊河以东腾格里沙漠西南缘湖盆滩地邓马营湖北部一生长有白刺的固定沙丘上设置观测点,采用中子仪、负压计逐日定时分层测定沙丘0～175cm深度含水量和水分势能。以野外实测数据为基础,运用数理统计方法确定非饱和导水率、水分扩散率等沙丘水分运动参数,并从宏观角度建立了与水面蒸发强度、沙丘水分含量相关的附加根系吸水项的白刺根系吸水模型。用所建数学模型对6月和8月白刺生长期内无雨时段沙丘水分动态进行模拟,并选取6月5日、10日、12日沙丘25cm、55cm和100cm深度模拟含水量值与实测值进行比较分析,两者之间的相对误差为-21.97%～5.67%,大多在-0.016%～3.56%之间。同时,比较了秋季预测与实测沙丘剖面水分分布曲线。沙丘水分动态模拟结果的验证与分析表明:根系吸水率精度较高,能较正确反映无雨时段根系吸水规律;用所建数学模型预测的白刺生长期沙丘剖面含水量与实测值分布曲线拟合较好。     

索风营水电站右岸地下厂房洞室群围岩稳定数值模拟

为判断索风营水电站右岸地下厂房洞室群围岩稳定性,采用自主研制的三维弹塑性有限元程序对该地下厂房洞室群岩体初始应力场、开挖方案、开挖过程、加固措施、围岩应力及变形等方面进行了数值模拟.数值模拟结果表明,该地下厂房洞室群围岩稳定性整体较好,可为工程设计与施工提供指导.     

TVD格式在上游调压室水击数值模拟中的应用

为了模拟含上游调压室水电站的水力过渡过程,采用TVD格式求解水击方程,并结合调压室系统的基本方程组和给定的边界条件来模拟水击压力变化。将此方法用于工程实例,其计算所得的水头与实测水头相吻合;并将计算所得的水头与MacCormark 格式和Lax-Friedrichs格式的计算结果比较,结果表明：TVD格式能有效模拟含上游调压室的水击现象,其结果具有耗散性低,不产生虚假数值震荡,计算精度高等优点。     

水库突发性污染事故水质影响过程分析

为了有效地控制突发性水污染事故带来的危害,以东北某大型水库为典型研究案例,综合考虑水库水文、气象条件和污染物迁移特征,拟定典型工况,基于已建立的三维水动力和水质耦合模型,模拟分析突发性污染事故发生后库区污染物三维空间分布及随时间变化的特征。结果表明受入库流量和全年主导风向东北风的影响,总体上污染物随着水流沿西南岸线向坝址方向扩散,且污染物的超标面积逐渐增大;但随着流程的增加,污染物的浓度逐渐减小。通过对水库水质的数值模拟,定量掌握了水库水质实时状态以及污染物空间分布,可以为有关部门制定与实施应急预案提供相关的技术依据。     

循环水泵流道的三维数值模拟与优化设计

通过建立基于RNG湍流模型的三维数值模型,对某循环水泵房前池和流道进行了数值模拟,重点对稳态及瞬态的水力特性进行了分析研究。结果表明:正常运行水位下,各工况的水泵喉部流速偏差均小于10%,能保证水泵安全稳定地运行。但在最低运行水位下,吸水池内涡量较大,为此提出了设置消涡胸墙的优化方案。两台水泵同时事故停泵时,会造成循环水泵房的暂时性溢流,可将泵房内人孔移至泵房外且运行水位降低0.30 m;两台水泵同时启动时,前池水位降低最大,但最小淹没深度仍能满足水泵的安全运行要求。