具有弱透水层的多层介质含水系统中污染质运移数值模拟研究——以大庆市纳污湖泡区为例

选取大庆市贴不贴泡区具有普遍意义的饱和-非饱和多层介质含水系统中石油类污染为研究对象.在分析水文地质条件的基础上, 利用实验研究获得含水系统中连接上下含水层的弱透水层的渗透规律, 然后运用数值模拟技术建立起此类含水系统中石油类污染质运移数值模拟模型.应用所建模型对污染质的污染趋势进行了预测, 并提出污染控制措施.      

三维可视化建模与矿坑涌水量预测研究

结合邯郸峰峰煤矿具体的水文地质条件、含水介质的空间结构,融合基础地理数据、钻孔数据,建立了与实际情况相符的数学模型,研究了模型的边界条件、时间和空间离散、含水介质的水文地质参数的确定,利用目前较为流行的地下水数值模拟软件GMS,进行涌水量数值模拟,预测其矿坑涌水量。     

含水岩组概化的累积导水系数法

地下水流系统理论和数值模拟技术分别是水文地质学的基本理论和技术方法,含水岩组的概化是地下水流系统分析和地下水数值模拟的重要基础,直接影响着数值模拟和水流系统分析的精度和可信度.为提高含水岩组概化的精度和可信度,提出一种含水岩组概化的新方法,即累积导水系数法.依据岩层厚度与渗透系数乘积累积值随深度的变化,以及水文地质剖面岩性分布的整体特征,概化含水介质结构.以玛纳斯河流域为例,应用该方法概化流域内的岩性剖面,结合GMS软件中TINS模块构建水文地质结构模型.结果表明,应用该方法概化后的含水层结构具有较好的合理性和仿真性,建立的三维模型很好地显示了研究区含水介质的空间展布特征,为建立地下水流模型奠定了良好的基础.      

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。     

河流—地下水水流模型研究进展

收集前人研究成果,归纳河流—地下水水流模型的解析模型和数值模型,分析河流—地下水水流模型的模拟中影响最敏感的因素,讨论河流污染质入渗到含水层后对含水介质渗透性能的影响,河流—地下水模型最主要的问题在于河流参数的求取和河流的处理,分析河流—地下水水流模型研究存在的问题。     

裂隙岩溶含水系统溢流泉演化过程的数值模拟

本文利用非连续裂隙网络介质模型,耦合水动力条件和碳酸盐溶蚀动力条件,建立岩溶含水系统演化的数学模型,并用数值法进行模拟分析。在已建数值模型基础上,构造了两组实例模型(降水入渗补给的裂隙岩溶含水系统和河流补给的裂隙岩溶含水系统)来研究裂隙岩溶系统中溢流泉早期演化过程。模拟发现,裂隙岩溶含水系统演化过程中,裂隙不断被溶蚀拓宽,致使系统中潜水位不断下降,许多小泉被疏干;同时不同裂隙之间存在溶蚀差异,在潜水位及优势通道附近的裂隙溶蚀速度快,而其它位置则相对慢得多,差异溶蚀促使系统形成优势溶管,优势溶管逐渐袭夺水流,形成大泉。另外对比两模型发现,降水入渗为主要补给源的裂隙岩溶含水系统,泉管道从汇向源发育;而河流入渗为主要补给源的裂隙岩溶含水系统,泉管道则由源向汇发育。      

岩溶区多重介质水流模型研究进展

数值模拟技术广泛应用于地下水资源评价工作中,为水资源合理开发利用提供科学依据。本文针对岩溶区的数值模拟技术展开研究,综述了岩溶区地下水流建模技术的主要方法和研究进展,介绍了SWMM模型、UGRFLOW模型、CAVE模型、CFP模型等多重介质模型的建模方式和运行原理。岩溶区地下水赋存介质复杂,管道、裂隙和空隙多重介质并存,水流特征多样,等效连续介质模型不能很好地刻画岩溶区复杂的地下水流特征。随着对岩溶水流系统研究的深入,二重和三重介质模型逐渐应用于岩溶区地下水流模拟工作中,取得较好成果,但仍存在如忽略中宽裂隙的导水作用、岩溶管道设置单一、模型适用性不强等问题。今后应从解析岩溶含水介质的结构特征入手,关注中宽裂隙在地下水流系统中的导水作用和水流特征,改进管道流模块以更好地刻画复杂的地下河管道,改进不同介质间水流交换量算法,提高模型精确性和适用性。      

不同类型海岸带海水入侵数值模拟研究进展

海水入侵作为一个全球化的问题,正随着沿海地区对地下淡水需求的增加而不断加剧,其不断发展引起地下水水质 恶化、土壤盐渍化等一系列生态环境问题。海水入侵的相关研究既具有重要的理论意义,对沿海地区的可持续发展也有重 要的实际价值,因此逐渐成为了国际研究的热点。随着数值计算方法及计算平台的不断发展,数值模拟方法已经成为研究 海水入侵问题最有效的工具之一。文章总结归纳了多种海岸带类型的划分方法与标准,从海岸带水文地质学的角度将海岸 带概括为松散岩类和基岩类两大类,并将其含水介质分别概化为等效多孔介质和裂隙岩溶介质。在此基础上,分析阐述这 两类含水介质海水入侵的数值模拟方法及其适用性,对当前海水入侵数值模拟方法进行了较为全面的概括。此外,对海水 入侵数值模拟方法的发展方向及趋势进行了展望,指出考虑密度变化的过渡带模型和离散-连续介质耦合模型将成为今后 研究中的重点发展方向。     

双柳煤矿矿井涌水量数值模拟研究

如何比较准确的预测矿井涌水量一直是国内外煤矿相关研究人员努力探求的重要问题之一。在充分认识和掌握研究区水文地质条件的基础上,建立了与实际情况相符合的矿井涌水量数值模拟数学模型,重点研究了模型的边界条件、模型的时间和空间离散、含水介质水文地质参数的确定,并运用目前较为流行的地下水数值模拟软件Visual Modflow对研究区进行了矿井涌水量数值模拟,得出了比较合理的矿井各水平井下涌水量,为矿井水害防治提供决策依据。     

合山煤田矿井涌水量的数值模拟探讨

矿井涌水问题一直是困扰煤矿安全生产的重大问题之一.如何准确的预测煤矿井下涌水量一直是国内外专家、学者、工程技术人员都在努力探求的问题,尤其对于地质条件复杂的煤矿井下涌水量的预测评价更为突出.本文在充分认识和掌握了研究区水文地质条件、含水介质的空间结构,建立了与实际情况相符合的数学模型,重点研究了模型的边界条件、模型的时间和空间离散、含水介质的水文地质参数的确定,制定了预测模型的检验标准,并运用目前较为流行的地下水数值模拟软件Visual Modflow对研究区进行了长达30年的井下涌水量数值模拟,得出了比较合理的各矿各阶段的井下涌水量.     

层状介质中含水岩溶的数值模拟

针对用均匀高阻介质中的低阻体来模拟含水岩溶构造的缺陷,用积分方程法对两层介质中的岩溶构造进行了数值模拟,并分析了计算曲线的特征,以及表层、岩溶与围岩的电阻率差异对探测结果的影响。计算结果对野外施工和资料解释具有指导意义。      

淤砂层模拟方法对上层理想流体动力反应的影响——平面P波入射

采用解析法,以弹性半空间-淤砂层-理想流体层为对象,分别将淤砂层模拟为固体介质和流体介质,分析了平面P波入射时上层理想流体的动力反应特性。通过算例分析,比较了将淤砂层模拟为弹性固体、黏弹性固体、理想流体和黏性流体介质时与将淤砂层模拟为两相多孔介质时计算结果的差异。研究表明当渗透系数很小时,多孔介质可以近似简化为黏弹性固体,甚至线弹性固体。这一分析研究对于在高坝-库水-淤砂-地基系统地震反应分析的数值模型中采用合理的淤砂层模型,提高计算效率具有重要参考意义,而且还可以用于校核数值模型的合理性。     

河床含水系统对单环芳烃净化特征室内模拟

为了模拟长期排污河流中单环芳烃在地表水-地下水系统迁移转化规律以及不同含水介质和水动力条件对单环芳烃的净化特征, 室内土柱实验采用3种有代表性的天然砂土为研究对象, 以生活污水模拟纳污河流, 实验历时5个月.单环芳烃的自然净化作用主要发生在河床底下0.4m内, 垂直向下单环芳烃各组分浓度呈由高到低的分布特征; 粗砂对苯、甲苯和单环芳烃总量(TBETX) 总净化率分别为32.06%、21.39%和27.13%;中砂1分别为76.26%、81.40%、87.99%;中砂2分别为68.94%、74.41%、81.69%, 这表明, 河流污染初期河床底含水介质完全饱水, 含水介质颗粒尺寸越大, 对单环芳烃的净化率就越低, 单环芳烃容易迁移进入地下水中; 随着时间的延长, 河床底部淤泥层不断增加, 砂层中的水流处于非饱和状态, 淤泥层和含水介质系统对单环芳烃的净化能力较饱水流时大, 单环芳烃不容易迁移进入地下水.      

渗流场分析及其在多孔介质中的应用

本文讨论了复杂地质环境中渗流场的反分析问题，利用地下水流数值模拟结合最优化技术，通过对地下渗流场的模拟和寻优，求得描述地下含水介质非稳定渗流场的重要参数－－渗透系数和给水度的模型解，并应用于各向同性的多孔介质渗流场反分析实例中。     

生活垃圾填埋场渗滤液对潜层地下水污染的实验模拟分析——以北京北天堂垃圾填埋场为例

通过对北京市西郊南部北天堂垃圾填埋场渗滤污染组分在含水介质中运移的室内模拟实验分析，揭示了有机污染物等污染组分在含水介质中的运移转化规律，即有机污染物等污染组分在微生物的作用下得到降解；通过阻滞因子和水化学迁移率的计算，得出该含水介质对污染组分的阻滞能力较好。可用水化学迁移率粗略预测不同污染质锋面达到指定地点的时间，为垃圾填埋场地底部防渗层的设计和渗滤液对地下水污染程度的预报提供依据。     

渗流场反分析及其在多孔介质中的应用

本文讨论了复杂地质环境中渗流场的反分析问题，利用地下水流数值模拟结合最优化技术，通过对地下渗流场的模拟和寻优，求得描述地下含水介质非稳定渗流场的重要参位──渗透系数和给水度的模型解，并应用于各向同性的多孔介质渗流场反分析实例中。     

西南岩溶地下河系统水流运动数值模型

为深入认识地下河系统水循环规律,针对与周围空隙介质有密切水力联系、分布于饱和带中且具有集中排泄的地下河系统,建立了水文地质概念模型.阐述了该类型地下河系统中不同含水介质水流运动特征及相应的运动方程,给出了数值模型中方程和空间离散方式及模型的求解方法,分析了数值模型中孔隙水和裂隙水自由面、管道有压和无压转换、管道层流和紊...     

复杂岩溶含水介质概化初探

介质概化是水文地质概念模型建立和进行地下水流三维数值模拟的基础。目前国内、外已建立的岩溶介质地下水流模型,都有一个共同的特点:在进行岩溶介质概化的时候,大都采用等效裂隙介质模型方法。由于岩溶介质的空间不连续性和各向异性,决定了采用该方法概化岩溶介质必然造成与实际情况不符。为了更加准确地概化岩溶含水介质,同时也为了使概化后的介质模型,能比较真实地刻画出实际岩溶介质的含水层,这里以广西合山煤田为例,针对岩溶含水介质的特征,以及岩溶发育规律,提出了对模拟区域采用多种方法进行介质概化,对不同类型的岩溶介质采用不同的方法进行概化处理,从而实现了对复杂岩溶介质的概化。     

基于转移概率地质统计的淮南顾桥矿区松散层含水介质刻画

含水介质的空间分布及其非均质性对地下水流和溶质运移有着重要的影响。以淮南顾桥矿区作为研究对象,为了刻画矿区松散层含水介质的空间分布,使用转移概率地质统计方法建立含水介质的随机模型,对矿区水文地质结构的空间连续性和空间变异性进行表征;并将随机模拟得到的顾桥矿区含水介质剖面图与矿区原始水文地质剖面进行对比。结果表明,基于转移概率地质统计模拟方法可以比较准确地刻画矿区的水文地质结构;模拟剖面与原始水文地质剖面的比较显示模拟结果与实际含水介质空间分布情况有较好的一致性,转移概率地质统计方法在对含水介质非均质性刻画中具有较好的适用性。     

地下水污染调查中探地雷达有限差分数值模拟

基于探地雷达正演模拟软件GprMax,针对地下水不同污染途径和不同污染介质,建立了地下水污染的5种模型,采用有限差分法进行了数值模拟计算。模拟结果表明探地雷达在探测地下水污染中有较好的应用效果。