数值模拟在小灶火水源地开发中的应用研究

为探究柴达木南缘小灶火冲洪积扇在特有的水文地质条件下地下水资源的开发利用,在分析大量水文地质勘探资料的基础上,选取极富水地段布置探采结合井,建立地下水数学模型,应用Visual MODFLOW软件,采用数值模拟的方法对水源地地下水开采量进行研究。结果表明:(1)所建模型与评价区水文地质条件较为吻合;(2)预测评价小灶火水源地2. 0×104m3/d的地下水开采量有保证;(3)最佳开采井布设方案为7口开采井,单井开采量2 857. 14 m3/d。研究结果可作为小灶火水源地地下水资源开采的依据,对同类型洪积扇地下水可开采资源量评价及数学模型的建立提供借鉴。     

柴达木盆地鱼卡水源地地下水数值模型建立与预测

为满足日需水量8万m3拟建鱼卡电厂的需求,本研究采用Modflow模拟软件,建立鱼卡河谷区地下水数学模型,并对模型进行识别和校验;而后利用模型预测水源地在8万m3每天的开采条件、平均水文序列及随机水文序列时水源地的中心降深,预测表明:在最恶劣水文条件下,水源地运行时的中心降深远小于允许值,从而论证了允许开采量的可行性与可靠性。     

GIS技术和FEFLOW在酒泉东盆地地下水系统数值模拟中的应用

在系统分析研究区地质及水文地质条件的基础上,采用ArcView GIS技术确定了研究区范围和定解条件,建立了研究区地下水系统概念模型和数学模型.利用基于有限元原理求解的地下水水流和污染物运移模型FEFLOW对建立的数学模型进行求解,并建立了相应的研究区地下水系统数值模型.用2001～2003年地下水动态观测井的地下水动态观测资料,对数值模型进行了识别和率定.运用识别后的模型对现状水平年(2003年)及P=50%,75%,95%不同地表径流条件下的地下水系统进行了模拟与分析.结果表明:建立的模型能够反映研究区实际水文地质条件,仿真度较高,具有一定的代表性.2003年及P=50%,75%,95%地表径流条件下地下水系统水资源补给量分别为7.0562×108 m3/a,7.7346×108 m3/a,7.1663×108 m3/a,6.361×108 m3/a,排泄量分别为8.2146m3/a,8.7208m3/a,8.3789m3/a,7.847 7 m3/a,总均衡分别为-1.158 4 m3/a,-0.986 2 m3/a,-1.212 6 m3/a,-1.486 7 m3/a,地下水长期处于负均衡状态.为了有效防止地下水位持续下降,应根据研究区的实际情况制定合理的地下水开采方案和地表水、地下水联合调蓄方案.     

Visual-MODFLOW在临汾市土门供水水源地保护区划分中的应用

通过对土门供水水源地的水文地质条件进行分析与概化,建立了研究区的地下水流数学模型。首先应用Visual-MODFLOW软件中的MODFLOW建立了研究区的地下水流场,然后应用MODPATH对水源地开采井进行粒子反向示踪模拟,根据划分地下水源地保护区的时间标准并且结合研究区的水文地质条件,确定了水源地各级保护区的界线。研究成果可为土门水源地地下水的合理开发利用、保护和规划提供科学依据。     

地下水动力学法确定水源地可供水量

弓长岭是辽阳市弓长岭区主要的市政水源之一,设备现状取水能力1.06万m3/d,2007年实际供水量380.0万m3。利用水源地的水文地质条件、区域用水情况和现状水源地开采量对弓长岭水源地进行安全性评价。     

渭河流域宝鸡段傍河水源地地下水环境评价

渭河流域宝鸡段傍河集中地下水源地有8个,主要开采由傍河地表水渗漏补给的承压含水层中的地下水,开采量约为20×104m3/d,占宝鸡市总供水量的77.2%.依据实测资料和地质统计学分析,由于地下水的过量开采和渭河污染,导致潜水严重污染,承压水中个别水井受到有机污染.应减少地下水的开采量,并对城市污水处理,以使排入渭河水符合水质标准.     

岩溶地下水源地的可开采资源量计算——以淄博市谢家店水源地为例

建设应急岩溶地下水源地来缓解区域水资源不足是个非常有效的途径,然而,岩溶地下水资源可开采量的评价和确定是个亟待解决的技术难题,常规方法往往难以奏效。在深入研究淄河源区地质水文地质条件的基础上,查明了淄河源区具有较大的岩溶储水空间、封闭的边界条件,能形成无坝型岩溶地下水库和雨旱季分明的季节特点,根据该特点并依据"以丰补歉"的调蓄思想,运用地下水库调蓄法计算评价出该区域岩溶地下水可开采资源量为2.19×10~4 m~3/d。结果表明,利用淄河源区地下水库的调蓄作用可以更加合理有效地规划利用水资源,缓解该地区水资源供需矛盾和控制地下水下降。研究将为区域水资源合理规划利用和水环境保护提供科学决策依据。     

傍河水源地地下水可持续开采量确定与开采方案分析

以陕北典型的傍河水源地为研究对象,在明晰该地区水文地质条件的前提下确定区域地下水类型,并根据现场勘察试验获取的水文地质参数,对区内含水层进行概化,建立了地下水流运移模型,运用解析法对区域地下水可持续开采量求解.并在拟定开采方案的基础上,运用仿泰斯公式及井函数计算出合理的开采井布局,使开采方案达到最优,获得水源地地下水可持续开采量,并提出了一种可以满足区内水资源需求且不会产生有害降落漏斗的地下水开采方案.     

地热井井间干扰模拟研究——以重庆观音峡背斜东翼为例

岩溶含水介质的地下水模拟与应用是水文地质工作中的热点与难点。基于Visual Modflow软件平台,选用重庆观音峡背斜东翼静观片区作为研究对象,利用区内3口地热井(ZK1、ZK1-1、ZK3)多次抽水试验资料,建立数值模拟模型,预测分析了不同条件下新增地热井与已有ZK1井井间干扰程度。结果表明:当新增井与ZK1井的距离和新增井开采量分别为1km和500m3/d,2km和1 000m3/d,5km和1 500,2 000,2 500m3/d时,对ZK1附近流场均无影响;当新增井与ZK1井的距离和新增井开采量分别为1km和1 000m3/d,2km和1 500m3/d,5km和3 000m3/d时,ZK1井水头分别下降19,13和8m。说明地热井井间距越小,开采量越大,对相邻井产生干扰的可能性越大,反之越小,同时说明利用Visual Modflow模型模拟地热水流场特征,预测地热井干扰程度这一方法是可行的。     

长垣西部地区不同开采方案地下水数值模拟

通过对长垣西部地区的水文地质条件综合分析 ,建立了地下水数值模拟模型 ,经对模型识别和校正后 ,按三种不同的方案开采地下水。未来预报对比表明 ,采用方案 A、B使漏斗范围内地下水位持续下降 ,而方案 C较为合理。最后通过模型控制水位变化来确定各水源地未来的合理开采量。     

北京平原地下水流的数值模拟情景分析

在非稳定流模型(1995~2014年)基础上设计5个情景:现状(A)、回灌(B)、沉降中心停采(C)、沉降中心部分减采(D)及不同沉降中心不同减采比例(E),对北京平原2015~2030年地下水可持续利用进行分析。结果表明:(1)现状条件下,由于连续干旱及应急水源地的投入运行,北京平原地下水储存量被持续大量消耗,地下水位快速下降;(2)预测期内平均来说,A和B分别消耗1.16×108、0.28×108m3/a的地下水储存量,而C、D、E储存量分别恢复3.52×108、1.18×108、2.83×10~8m~3/a;(3)设计合理情景F:5区(八仙庄)、6区(天竺)和7区(王四营)的工业和城市生活用水分别减采0.51×108、0.12×108、1.76×108m3,总开采量19.28×10~8m~3,F是北京平原未来应采取的最优开采情景。     

北京平原地下水流数值模拟情景分析

在非稳定流模型(1995~2014年)基础上设计5个情景:现状(A)、回灌(B)、沉降中心停采(C)、沉降中心部分减采(D)及不同沉降中心不同减采比例(E),对北京平原2015~2030年地下水可持续利用进行分析。结果表明:(1)现状条件下,由于连续干旱及应急水源地的投入运行,北京平原地下水储存量被持续大量消耗,地下水位快速下降;(2)预测期内平均来说,A和B分别消耗1.16×108、0.28×108m3/a的地下水储存量,而C、D、E储存量分别恢复3.52×108、1.18×108、2.83×10~8m~3/a;(3)设计合理情景F:5区(八仙庄)、6区(天竺)和7区(王四营)的工业和城市生活用水分别减采0.51×108、0.12×108、1.76×108m3,总开采量19.28×10~8m~3,F是北京平原未来应采取的最优开采情景。     

系列模型在地下水允许开采量计算评价中的应用

通过对河北平原地质、水文地质条件的充分分析研究,利用连续10 a的开采和动态资料,采用有限单元法和线性规划建立了符合客观实际的深层水水文地质概念模型、水量模型、预报模型及水资源管理模型,并优选出合理水位降深条件下的深层水允许开采量。在2001—2030年30 a优化期内,确定了京津以南平原采用年水位降深为零、冀东平原采用年水位降深为0.5 m时深层地下水允许开采量是可行的。     

水源地间相互影响评价的优化模型

目的探求同一水文地质单元内几处相互影响的水源地同时开采的最佳运行方案。方法采用数学规划模型,进行水源地开采方案的研究。结果并存于一个水文地质单元内的几处水源地同时开采必然要产生相互影响,利用地下水均衡原理,以年内调节、年际间不动用储存量为原则,建立优化模型,确定了最佳开采方案和开采量,较好地解决了水源地间相互影响的评价问题。结论利用地下水均衡方程建立的水资源宏观调控优化模型,不仅可用于解决水源地间相互影响的评价问题,也可用于水资源分配和调蓄等方面的管理研究。     

基于GIS技术和FEFLOW的秦王川盆地南部地下水数值模拟

在系统分析研究区地质及水文地质条件的基础上,确定了研究区范围和边界条件,借助GIS技术和FEFLOW建立了研究区地下水系统概念模型和数学模型及相应的地下水系统数值模型.用2004-2005年地下水动态观测井的地下水动态观测资料对数值模型进行了识别和率定,运用识别后的模型对现状水平年(2004年)的地下水系统进行了模拟与分析.结果表明:建立的模型能够较好地反应研究区水文地质空间分布及组合方式,具有一定的代表性,可以用于数值模拟计算.选择2005年为预测初始时间,2015年为终止时间,利用模型对研究区进行预测.在模型运行10年后,研究区北部区域地下水位上升3～5 m,中部区域的上升5～10 m,南部区域的上升10～15 m.分析模拟区域地下水上升范围,为今后实施排水措施奠定了一定的技术基础,也为排水措施的选址提供了一定的依据.     

MODFLOW在三门峡铝土矿疏干排水模拟中的应用

根据三门峡铝土矿区地层分布、地质构造及水文地质条件,对矿区赋水的寒武-奥陶系灰岩岩溶裂隙含水系统水文地质条件进行概化,建立了地下水流数学模型,采用Visual MODFLOW有限差分方法模拟地下水位变化和预测涌水量.结合矿区群井抽水试验地下水位观测资料对地下水流数学模型进行校正和参数反演,利用校正后的数学模型和参数预测井在不同采矿设计疏干水平下地下水的水位分布和矿区涌水量的变化,为有效防治地下水和安全合理开采铝土矿提供可靠的依据.     

黑龙洞泉域岩溶地下水水质运移模拟分析

地下水作为中国北方地区的重要供水资源,保护地下水的水质安全是地下水资源合理开发利用的主要问题之一。以黑龙洞泉域作为研究区,以探索羊角铺水源地保护区划分为例,通过采用数值模拟的方法对研究区建立概念模型和数学模型,为减少因模型参数的不准确性带来的误差,当在模型水文地质参数分区时结合遥感影像来确定含水层参数,之后在利用 MODFLOW软件模拟获取地下水流场和以开采井为中心溶质质点向外迁移的运动轨迹,并根据在不同的时间标准内所迁移的距离来确定地下水水源地一、二级保护区。结果表明,利用该方法客观详细地刻画了地下水水质运移的情况,保护区划分的结果可靠、准确,为相关管理部门提供有效合理的依据。     

潍坊市沿海地区卤水资源的开发利用与管理

针对卤水资源在开发利用和管理中存在的区域性降落漏斗、淡咸水分界线南移、卤水质量浓度下降等问题,在分析研究区水文地质条件的基础上,运用非稳定流法和地下水数值模拟方法,进行卤水开采优化布局,提出3.56×108m3/a的开采规模及7.5年开采年限,为实现卤水资源的合理开发利用提供理论依据。     

徐州市岩溶水资源管理模型

将有限元和线性规划相结合,建立了徐州市岩溶水资源管理模型,根据研究区的水文地质条件和地下水开采状况,采取分亚区优化,最后达到整个管理区开采量最优的方法进行优化管理,为徐州市地下水资源的科学开发奠定了基础。     

延河泉域岩溶地下水数值模拟研究

在分析晋城市延河泉域地质、水文地质条件的基础上,建立了泉域岩溶地下水的概念模型和数学模型,采用基于迦辽金(Galerkin)有限单元法的AQUA3D软件对泉域岩溶地下水资源进行数值模拟研究.通过模型识别与检验,将岩溶地下水位数值模拟计算值与实测值较好地拟合,表明所建模型是合理和有效的,可以用于实际.据此用所建模型计算了两个降水方案条件下的泉域岩溶地下水可开采资源量,最终确定可开采资源量为6.26 m3/s.研究结果可为泉域岩溶地下水开发利用和保护提供科学依据.