基于GIS的孔隙含水层系统三维空间离散方法研究

分析了目前孔隙地下水流三维有限差分数值模拟中对含水层系统三维空间离散存在的问题，针对自然界孔隙含水层与隔水层空间分布的不连续性与厚度的不均匀性，研究了基于GIS的孔隙含水层系统三维空间离散实现的技术路线，提出了基于GIS与不规则六面体元的孔隙含水层系统的三维空间离散方法，最大限度地保证了离散体元中含水层类型的单一性，提高了孔隙地下水流模拟模型三维空间离散的精度。     

基于GIS的海水入侵可视化数值模拟系统

将变密度三维海水入侵模型(SUTRA模型)与地理信息系统(GIS)进行有机集成开发出可视化海水入侵数值模拟系统.该系统充分利用了GIS的空间分析和数据管理功能及其可视化功能,实现了SUTRA模型的可视化构建1、含水层空间和模拟时间的可视化离散、各种参数的可视化赋值、模型的可视化模拟及其模拟结果的可视化表达等功能,为海水入侵研究提供了有效的模拟和分析手段.     

区域地下水流模拟

人类活动对地下水流系统及其周围环境已经产生区域性影响,对区域性影响的预测需求促进了区域地下水流模型的重大发展。功能强大的计算机的普及、用户界面友好的模拟系统及GIS软件的广泛应用使得区域地下水流模拟呈指数增长。大尺度的地下水非稳定流模型已经用于分析区域水流系统、模拟水均衡各要素随时间的变化及优化地下水管理方案。本文简述了区域地下水流模拟的发展历史,介绍了美国死谷和澳大利亚大自流盆地两个大区域地下水流模型实例。此外,文中亦介绍了区域地下水流模拟的方法,讨论了区域地下水流模拟中遇到的特殊议题。 更多还原     

GIS与地下水流数值模拟耦合系统(GIS-FEM)的研制与应用

在充分了解国内外若干GIS在水文学及地下水文学中的应用实例的基础上,利用Mapinfo所提供的GIS工作平台,笔者开发研制了GIS与地下水流数值模拟耦合系统(GIS-FEM),成功地实现了GIS与地下水流数值模拟这两种技术方法的耦合.GIS-FEM系统弥补了以往GIS软件的水文专业分析功能较弱的缺陷,利用它可以很方便地进行水质等级模糊综合评价、绘制水样玫瑰花图、进行水化学资料的统计分析,而且其三角单元网格的自动剖分和对计算结果的多种图形化显示等功能大大降低了传统地下水流数值模拟的人工工作量、提高了数值模拟的模型识别功能.     

基于GIS技术的孔隙水文地质层地下水三维空间离散方法研究

社会经济发展过程中,在模拟地下水流方面需运用三维空间离散对空隙水文地质层进行模拟,孔隙水文地质层在空间分布方面差异相对较大,通过对MODFLOW三维有限差分地下水流模型进行分析,对于孔隙水文地质层的三维空间离散,可运用空间六面体元进行三维空间离散,并基于GIS技术空间离散过程,通过对不规则六面体的使用,完成三维空间离散。使地下水流模拟更具时效。     

地下水模拟与预测一体化平台构建

本文介绍了基于MIS和GIS的国内外地下水数值模拟模型的发展.以北京市为研究区,在分析研究区自然地理、水文地质和应用需求基础上,提出采用浏览器/服务器(B/S)与客户机/服务器(C/S)体系结构相结合的方式,建设地下水基础信息库,将研究区概化为非均质各向同性三维非稳定地下水流系统;提出采用"稳定+相对静态+动态"的思路,找到信息系统与地下水流模型输入文件之间的数据接口,通过建立MODFLOW程序的输入文件建立水流数值模型,实现将地下水流模型与信息系统集成,探索地下水数值模拟一体化平台建设和应用.     

基于GIS的泥石流过程模拟三维可视化

泥石流过程模拟的三维可视化不仅能改善泥石流过程信息的视觉效果,更能有助于发现泥石流运动的宏观规律,并为过程模拟数据的深层次分析奠定基础.分析了基于流团模型的泥石流过程模拟系统(DEBRIS)的数据结构和栅格式GIS-ERDAS系统的数据结构,设计了DEBRIS与ERDAS间的数据转换算法,从而实现了两个系统间的可视化集成即基于地理信息系统(GIS)的泥石流过程模拟三维可视化.     

地下水流模拟系统PGMS(1.0版)简介

地下水资源评价、规划和管理的核心是地下水动态的预测,当前地下水动态预测最有效的手段,甚至可以说唯一的手段,是数值模拟。国际上流行的地下水数值模拟的专业软件很多,如Visual MODFLOW、FEFLOW等。MODFLOW系列软件在国内外被普遍采用,它在可视化方面做得比较成功,但在地下水流的模拟上尚不尽人意。我国拟自行研制地下水模拟专业软件。在中国地质调查局地质大调查项目的支持下,集成开发者长期地下水模拟的研究基础,开发可视化的前后处理程序,形成了一个基于多边形网格的三维地下水流有限差分模拟系统(简称PGMS,即Polygon-grid finite-differencegroundwater modeling system)。     

地下水流场三维可视化研究进展与前景

在系统回顾近10年来地下水流场三维可视化主要研究成果的基础上,结合笔者的研究实践,综述了地下水流场三维可视化研究进展。从三维表现形式上,把地下水流场的三维可视化表达方法分为5类：准三维写意可视化、准三维制图可视化、三维体视化、混合可视化和立体可视化。分别论述了每种方法的几何模型、空间分析和绘制技术等,并分析了三维可视化技术在地下水流场研究中的应用前景。     

某应急水源地地下水资源评价

采用地下水模拟系统软件GMS6.0,建立评价区地下水数值模拟模型。通过地下水流模拟,直观地反映并预测出开采条件下地下水降落漏斗的形态。     

地下水模型的中间件实现技术及其在WebGIS上的应用

地下水模型是进行地下水模拟与评价的主要工具。文章按照J2EE标准,在提高软件的可扩展性、可维护性和代码利用率的指导思想下,以中间件技术应用框架为基础,以三维地下水模型为核心,采用MVC软件设计模型,开发了地下水模型中间件,建立了基于Web的地下水模拟系统,并利用WebGIS技术可视化地下水模型结果。系统缩短了模型建模周期,提高了模型的使用效率。     

Visualizing complex pore structure and fluid flow in porous media using 3D printing technology and LBM simulation

Pore structures of porous media and properties of fluid flow are key factors for the study of non-Darcy groundwater flow. However, it is difficult to directly observe pore structures and flow properties, resulting in a “black box” problem of porous media. This problem has hindered the in-depth study of the groundwater flow mechanism at the pore scale. In recent years, 3D rapid prototyping technology has seen tremendous development. 3D printing provides digital models and printing models of porous media with clear internal structure. Thus, Lattice Boltzmann Method can be used to simulate the flow processes at the pore scale based on real pore structures. In this study, 3D printing cores and Lattice Boltzmann Method were coupled to conduct both laboratory and numerical experiments in spherical porous media with different sphere diameters and periodic arrays. The LBM simulation results show a good agreement with laboratory experimental results. With the advantages of LBM and 3D printing, this approach provides a visualization of the complex pore structure and fluid flow in pores, which is a promising method for studies of non-Darcy groundwater flow at the pore scale.     

庄里水库建设对地下水水位的影响

庄里水库位于羊庄盆地水文地质单元内,水库建设将使地下水补径排条件和流场发生改变,根据羊庄盆地水文地质条件、地下水开发利用状况,采用Visual Madflow4．1软件,建立地下水水流模型,模拟庄里水库建成后对地下水水位和流场的影响,提出地下水水源保护措施。     

蓄满—超渗兼容水文模型的改进及应用

在介绍蓄满—超渗兼容模型理论和自由水箱模型理论的基础上,针对其各自的结构特点和产流机理,对二水源蓄满—超渗兼容水文模型进行改进,模型能反映地表径流、壤中流和地下径流的动态变化,可应用于洪水预报、水情模拟、水资源开发和利用等。并将模型应用于伊河流域栾川站,采用单纯形法、罗森布瑞克法及基因法联合自动优选法对模型参数进行了率定,并与原模型进行了比较分析,结果表明,改进模型模拟精度高,且能反映不同径流成分的变化过程。     

云应盆地东北部含水层结构特征及地下水转化模式

云应盆地东北部属鄂北贫水地区,赋存于古近系—第四系含水层中的地下水是当地生产、生活用水的主要来源,亟需查明含水层的结构、含水层间地下水的转化关系等基本条件,为研究区内合理开发利用地下水提供依据。本研究通过野外水文地质调查、水文地质钻探工作,将研究区划分为单层含水层与双层含水层结构两个亚区（6个小区）。并通过地下水水位动态长期监测,获取了区内不同含水层的水位动态变化特征,分析各含水层之间的水力联系,建立了区域地下水转化的概念模式,即:研究区地下水以接受山前降雨入渗及风化裂隙水侧向径流补给为主,主要以水平径流的形式经古近系孔隙-裂隙含水层及第四系孔隙承压含水层往澴水方向运移,而后进入第四系孔隙潜水含水层。地下水和地表水在不同季节补排模式不同,雨季地表水（澴水）补给地下水,旱季地下水向地表水（澴水）排泄。古近系孔隙-裂隙水与上覆第四系孔隙水联系密切互为补给,共同构成具有统一水力联系的垂向多层结构的含水系统。独特的含水层结构决定了区内地下水接受降水补给的条件较差,地下水可开采资源量总体较贫乏,建议重点利用区域地表水资源,适度开发地下水资源,推进农业节水灌溉工程,实现水资源可持续利用。     

基于VSF的非饱和-饱和带耦合过程的三维水流数值模拟

包气带作为"四水转化"的关键带,在地下水流与溶质运移模拟中起着重要作用。VSF是一款基于MODFLOW-2000开发的用于模拟非饱和-饱和带水分变化和运移过程的数值模拟程序。本文首先介绍了VSF程序的设计原理与结构,并重点介绍了VSF区别于MODFLOW-2000的用以概化非饱和带水分运移和边界条件设置的子程序包模块,包括Richards方程渗流(REF)、浸润面(SPF)、地表滞水(PND)、地表蒸发(SEV)和植物根区蒸散发(RZE)等子程序包。本文以REF、SPF、PND和SEV等子程序包为例,将VSF与MODFLOW-2000耦合应用于一个非饱和-饱和带水流运移过程的模拟算例。结果表明,VSF可与MODFLOW耦合实现饱和带水位与非饱和带饱和度的同步计算,并能刻画模型中单元格饱和状态的变化过程,其多种实用的边界条件可提供较为全面的模拟条件,是模拟实际包气带-饱和带耦合问题的有效工具。     

地下水流线的数值算法研究

地下水流线的生成是数值模拟结果显示中的一个重点。根据地下水流线可方便分析地下水的运动态,而常见的工具不能满足要求。论文探讨并提出了流线的“质点追踪”生成算法,这为流线数据可视化显示及其地下水年龄计算提供了一定的依据。最后,进行了实例研究,结果显示了设计算法的正确性。      

Characteristics of karst groundwater system in the northern basin of Laiyuan Spring area

Guided by the theory of groundwater system, based on the groundwater level data from the northern basin of Laiyuan Spring area, the authors took into account factors such as the lithology, geological structure and topography to study the relationship between groundwater recharge, runoff and drainage in this area. It was concluded that the infiltration of atmospheric precipitation is the main source of groundwater supply in this area; the upper layer of the Spring area is distributed with the Cambrian-Lower Ordovician karst water, and the lower layer is filled with the Jixian system karst water. The upper layer of karst water supplies to the lower layer of karst water or the pore water in loose strata through the fault while the lower layer of karst water runs to the three strong runoff belts from the east and west sides of the watershed, southwards into the basin, partially replenishing the pore water in loose strata, or forming fault Springs (e.g. Nanguan Spring, Beihai Spring) when dolomite movement encounters faults. Replenished by atmospheric precipitation and the upper and lower layers of karst waters, the pore water in loose strata joins the groundwater in the southern basin and then flows eastwards, in the end it flows out of the system in Shangfanpu. Through the analyses of groundwater level data and hydrogeological drilling data, based on groundwater D and 18O isotope test results, the karst groundwater circulation system in the northern basin of Laiyuan Spring area is further verified, which provides hydrogeological basis for water resources development and utilization as well as protection in this area.