基于GIS和统计的民勤绿洲地下水位模拟

提出了一种GIS与统计相结合的方法,根据民勤绿洲地下水观测井的水位数据,使用地统计学分析和时间序列分析模拟了绿洲地下水1984-2015年的时空分布.结果表明:在过去的18年中,民勤绿洲的地下水位呈持续下降的趋势.若不采取有效的治理措施,至2015年绿洲内75%以上区域的地下水埋深将超过30 m.空间上,从绿洲边缘至绿洲核心地下水埋深持续下降,沉降速度不断加快.     

甘肃民勤绿洲地下水系空间分布模拟

依据潜水自由流动的特性和水流模拟的基本原理,在GIS环境中利用反距离加权法建立了数字地下水位模型.基于DWTM利用地表水流模拟方法,研究民勤绿洲地下潜水流的空间分布及其与地表径流的相关性.结果表明:民勤绿洲地下水主要来源于武威盆地流入的地下水,但也有来自周围荒漠地区的地下水.在绿洲南端的环河灌区,地下水系的走向基本与地表潜在水系的一致,但在红崖山灌区内,空间分布格局具有明显差异.     

秦王川盆地南部地下水流场数值模拟

地下水数值模拟是地下水在多孔介质中分布过程机理的模拟,借助Arcview GIS和Aqua3D专业地下水水流模拟软件,根据研究区水文地质勘探资料、抽水试验及地下水水位长观资料,建立了秦王川灌区南部地下水非稳定流的二维模型.采用Galerkin有限元三角形网格剖分技术,求解模型,运用识别后的模型预测了秦王川灌区南部在达到设计水平年条件后,5年内地下水位将平均上升0.98 m,盐渍化范围将进一步扩大.     

利用TM系列影像监测盐碱化土地变化——以民勤绿洲为例

选择盐碱化灾害严重的民勤绿洲地区,结合植被指数和地面温度以及目视解译的土地利用图,对4个不同年份的TM遥感影像进行信息压缩与提取,完成土地利用与覆盖的自动分类,获得不同时期、不同程度的盐碱化土地面积,进行对比分析.选择两个典型地区,结合气象、经济、地下水等观测和统计资料,研究盐碱化土地面积变化的成因.结果发现民勤绿洲地区的盐碱化土地面积一直处于下降趋势,地下水是影响土地盐碱化变化最主要的因素.     

阳高县污水土地处理系统运行对地下水影响的模拟研究

利用试验和调查资料,运用MODFLOW/MT3D软件建立模型对阳高县污水土地处理系统运行对当地地下水影响进行了初步模拟研究.     

近15年甘肃民勤湖区景观格局动态变化分析

在遥感与GIS技术支持下,利用景观格局分析软件FRAGSTATS分别计算了民勤湖区1991年、1998年和2005年的景观格局指数,在此基础上对近15年来的景观格局变化进行了分析.结果表明:近15年来民勤湖区景观格局变化显著;整体景观的异质性下降,优势度上升,景观格局朝农用地和未利用土地单优势度的趋势恶性发展;格局变化主要发生在绿洲与荒漠的交错地带;荒漠化进程大于绿洲化速度,生态环境进一步恶化,生态安全水平降低;景观格局变化受水资源影响和人类活动干扰强烈.     

敦煌盆地地下水数值模拟及可视化与管理

采用GIS与Visual ModFlow软件,对敦煌盆地地下水资源进行现状模拟与未来变化趋势预测.在此基础上结合GIS空间分析能力、地图学、计算机数值模拟等技术实现了区域地下水二维和三维的可视化,通过综合分析提出区域地下水资源管理措施.不仅可为敦煌盆地合理开采利用地下水资源提供依据,而且将丰富区域水文地质的系统研究工作及地下水资源的信息化和可视化.     

地下水流数值模拟的研究现状和发展趋势

数值模拟方法是评价地下水资源量、模拟自然界一些水文地质过程发生和发展的主要方法和手段之一.作者着重论述了三维流模型开发、流速场与流线的计算方法、非均质参数的区域概化、繁杂数据的优化处理等热点问题以及MODFLOW等软件在三维流中的应用.提出三维水流模拟软件(如MODFLOW)与遥感、地理信息系统及全球定位系统结合起来是地下水流数值模拟的未来发展趋势.     

Visual Modflow及其在地下水模拟中的应用

Visual MODFLOW是目前最流行并被各国机构认可的三维地下水水流和溶质数值模拟评价的标准可视化专业软件.本文介绍了Visual Modflow可视化三维地下水流动模拟软件的特点、软件构架、设计理论基础及模拟计算过程,探讨了应用中应注意的几个问题.     

民勤绿洲退耕地生态建设的技术措施

民勤绿洲边缘由于大面积开荒,严重超采地下水资源,使绿洲防护带生态环境急剧恶化,危害绿洲的生态安全,民勤生态环境恢复主要采用退耕还林策略。通过分析国内外退耕还林状况,了解民勤土地利用、环境退化现状,探讨民勤退耕还林补偿措施机制和耕地还林(荒)的生态建设技术,加快民勤生态环境建设。     

轨道交通线网规划实施对地下水环境影响分析

结合西安市城市轨道交通线网与地下水层的关系,分析轨道交通线网规划实施对地下水补给、径流和排泄的影响途径.采用数值模拟方法,利用Visual MODFLOW软件模拟轨道交通线网建设对地下水流场的影响.结果表明:轨道交通线网对地下水的影响主要发生在潜水层,在该水层形成多个封闭的"井"字形区域,在一定程度上减少了含水层的过水断面,导致局部区域地下水位壅高,局部区域地下水位下降,在水位抬升区或水位下降区,潜水位的变幅仅为0～1.25m.     

絮凝沉淀-人工湿地-地下水回灌系统水质处理试验研究

为探讨德阳市絮凝沉淀-人工湿地-地下水回灌系统运行各阶段的水质处理效果与开采供水的可行性,开展了水质分析、絮凝沉淀试验、人工湿地水处理试验、入渗试验、抽水试验、数值模拟等多项前期试验与分析。试验结果显示,绵远河水的浊度、氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、总大肠杆菌、细菌总数指标是系统重点处理的水质指标,研究场地内地下水质量总体良好;絮凝剂聚合氯化铝(PAC)的最佳投加量为5. 3 mg/L[以三氧化二铝(Al2O3)计],沉淀时间不小于1. 5 h;单个入渗池运行时理论入渗量可达13 574. 4 m3/d;三口开采井的开采量可达3 960 m3/d;数值模拟结果显示入渗水从入渗补给池到开采井含水层有充足的时间杀灭病菌和病毒,开采井地下水的主要补给来源是入渗池的垂向入渗补给量。综合研究表明,系统运行水质主要控制指标理论上均可达到设计回灌水质要求,供水量可满足设计要求,对地下水环境造成影响较小,系统运行在技术上是可行的,但需要持续开采地下水;试验结果为校正地下水数值模型、系统的改进、系统全面运行提供了重要的参考。     

模拟地下磁流体探测原理及其应用研究

常规的物探方法探测地下水体存在多解性问题的根本原因是常规物探方法不能捕捉到地下水体补给、径流、排泄过程中与周围地质体随时发生物质交换并被地磁磁化后形成磁流体的动态信息.本研究假定地下水体是在磁场中均一流动的,在此基础上推导了水体的电阻率是与其速度成负相关的公式.并以此为基础,在室内实验模拟不同溶液以不同速度通过磁场后测电阻率的变化情况.其结果与公式推导一致.地下磁流体对地下水的探测原理就建在此基础上.它打破了物探领域的只有三维信息的捕捉,增加时间维度的地下水体的动态信息捕捉,从而一定程度解决了地下水体探测的多解性问题.     

Seasonal oscillations in water exchange between aquifers and the coastal ocean

Ground water of both terrestrial and marine origin flows into coastal surface waters as submarine groundwater discharge, and constitutes an important source of nutrients, contaminants and trace elements to the coastal ocean. Large saline discharges have been observed by direct measurements and inferred from geochemical tracers, but sufficient seawater inflow has not been observed to balance this outflow. Geochemical tracers also suggest a time lag between changes in submarine groundwater discharge rates and the seasonal oscillations of inland recharge that drive groundwater flow towards the coast. Here we use measurements of hydraulic gradients and offshore fluxes taken at Waquoit Bay, Massachusetts, together with a modelling study of a generalized coastal groundwater system to show that a shift in the freshwater-saltwater interface-controlled by seasonal changes in water table elevation-can explain large saline discharges that lag inland recharge cycles. We find that sea water is drawn into aquifers as the freshwater-saltwater interface moves landward during winter, and discharges back into coastal waters as the interface moves seaward in summer. Our results demonstrate the connection between the seasonal hydrologic cycle inland and the saline groundwater system in coastal aquifers, and suggest a potentially important seasonality in the chemical loading of coastal waters.     

应用Visual MODFLOW墙体边界模拟断层及工程实践

地下水流数值模拟计算软件Visual MODFLOW的墙体边界(wall)又被称为水平流障碍边界(Horizontal-Flow Barrier,HFB),可用于模拟地下含水层系统中薄层、垂向和低透水性、对地下水水平流具有阻碍作用的物体.在分布有众多压扭性隔水断层的淮北地区,应用墙体边界模拟断层,用Winston提出的方法对与网格线呈夹角关系的断层水力参数进行修正,选取23条对研究区地下水流具有控制作用的断层,对研究区进行地下水流数值模拟.计算结果表明,研究区地下水流受断层的影响显著,应用墙体边界对断层进行模拟的方法能够较好地反映出断层的这种影响作用.图7,表3,参11.     

MODFLOW在淮北地下水数值模拟中的应用

针对淮北地质构造极为复杂，区内存在三个复式褶皱构造并发育多条断层和多层含水层，且区内个别地层还存在缺失现象的情况，应用Visual MODFLOW建立研究区地下水流数值模拟模型，并利用软件自身提供的墙体边界模拟断层,非活动单元屏蔽掉缺失的地层，可很好地模拟上述现象。通过模型调试，将地下水位实际观测结果与数值模拟计算结果较好地吻合，证明这种建模方法是合理的和有效的。     

地下水位波动法在干旱区地下水补给资源量评价中的应用——以柴达木盆地那陵郭勒河冲洪积扇重点开采区为例

地下水补给资源量评价是干旱地区地下水资源评价的最重要部分,但许多地区因为缺乏地下水的源汇项监测数据、或者水文地质研究程度较低,导致地下水补给资源量评价的可靠性较低。以柴达木盆地那陵郭勒河冲洪积扇区为例,采用地下水位波动方法(water-table fluctuation,WTF)对地下水补给资源量进行计算,该方法仅需要一段时间内含水层参数及地下水位变化值,应用简单,适用性强。通过计算表明,那陵郭勒冲洪积扇地区地下水资源2011年补给量约为5.21×108m3/年,2012年补给量约为6.16×108m3/年。该方法避免了直接计算地下水补给量的难题,对水文地质研究程度较低的干旱区地下水资源评价具有一定的参考意义和推广价值。