基于MODFLOW在地下水资源评价的应用现状和未来展望

地下水数值模拟软件在我国地下水资源评价中发挥了重要作用,而Visual MODFLOW是目前公认的应用最广最标准的可视化专业软件。介绍MODFLOW的发展历史、功能特点及其应用模块等。目前评价地下水资源的最常用方法是数值法,并说明该方法的应用步骤。阐述软件在国内外对地下水资源评价方面的应用现状,提出存在的问题,指出与GIS密切结合、同多学科耦合是今后地下水系统数值模拟的重要课题。     

地下水数值计算与应用研究进展综述

地下水数值计算是研究分析地下水各种问题的重要手段。文中对近年来地下水数值模拟计算相关方法研究进展、地下水数值模拟工作程序的方法论、地下水数值模拟的参数反演方法、国际流行的地下水数值模型及软件平台、目前国内地下水数值模型的相关应用等几个方面进行了综述,力图从相对全面的角度认识当前地下水计算技术的发展。在回顾地下水以上研究进展的基础上,对现代信息技术在地下水数值计算技术中的积极促进作用、地下水更深入和复杂规律的研究、地下水研究与其他学科之间的综合集成和协同互补等发展趋势进行了探讨,为相关研究人员提供一定的参考。     

数值法对水文地质勘探工作的要求

数值法应用于水文地质计算是一种新方法。它以地下水非稳定流理论为基础,从整个计算区域的水文地质条件出发,建立能表明计算区域的地下水运动规律的数学模型,用计算机求出数值解。数值法作为一种新的地下水计算方法,就要有新的水文地质勘探方法相适应,提出相应的水文地质资料。稳定流抽水试验是以裘布依公式为基础进行地下水计算、评价,而不计     

改进的遗传算法在地下水数值模拟中的应用

地下水流数值模拟中的模型识别问题，可以转化为函数的最优化问题。鉴于遗传算法的特点，将之引入到地下水流数值法中，用以解决地下水数学模型的识别问题。在建立地下水数值模拟中模型识别问题的是优化模型后，采取将最优化模型中的目标函数嵌入到遗传算法适应度函数中的方法，实现遗传算法与地下水流数值法的耦合。基于优化模型和遗传算法的运算过程，编写计算程序，实现地下水数学模型的自动识别。根据在珲春盆地地下水资源评价实例中应用得到的结果，信纸证了改进的遗传算法在地下水数值模拟中应用的可行性与有效性。     

地下水资源数值法计算技术要求：行业标准介绍

地下水资源数值法计算技术要求作为一部行业标准,提出了应用数值法进行地下水资源计算中的资料、水文地质条件的概化、数值模型的建立、地下水预报、地下水均衡计算和应提交的成果等技术要求,满足了地下水勘查和地下水资源评价的需要。     

GIS在地下水资源评价中的应用——以河西走廊黑河中游为例

本文以河西走廊黑河中游八灌区为例,利用ESRI公司的MapObjects开发的河西走廊水文地质信息系统(HXSIS)为平台,具体阐述了研究区内地下水均衡计算、地下水数值模拟、地下水资源评价及合理配置等与GIS的有机结合,对于改善地下水勘查的工作效率,提高水资源计算与评价精度,达到对水文地质实体的准确认识,分析河西走廊地下水资源开发利用潜力,评价与地下水资源开发利用有关的地质生态环境问题,具有重要的实际意义。     

基于GMS在地下水资源评价与管理中的应用综述

地下水数值模拟软件在地下水资源评价中发挥了重要的作用,而GMS是目前国际上最先进的综合性图形界面软件,可进行水流模拟、溶质运移模拟、反应运移模拟等。简述了地下水模拟模型的发展历程、GMS模拟软件各模块的功能,并综述了GMS软件在地下水资源评价方面的应用现状,最后提出了存在的问题及对地下水数值模拟的发展进行了展望。     

数值法在卡莫亚矿区水源地地下水补给资源量计算中的应用

卡莫亚矿区位于刚果(金)东南部的加丹加高原,区域水资源比较匮乏,为解决矿山供水问题,寻找满足矿山正常生产用水的供水水源地,在对矿区水源地水文地质条件综合分析的基础上,分别采用断面法及数值法对供水水源地地下水资源进行评价。重点对数值法进行详细论述,通过对边界条件、含水层及地下水流动状态进行概化,建立水源地的水文地质概念模型,运用Visual MODFLOW数值模拟软件建立地下水数值模拟模型,通过均衡分析计算,最终计算获得区内地下水补给资源量为13 551.89 m3/d。与采用断面法计算的结果 13 328.81 m3/d相比较,两种方法计算结果基本吻合,而数值法在计算过程红充分运用了群孔抽水资料进行模型识别,结果相对合理,因此计算结果以数值法为准。     

区域地下水动态数值模拟

在系统综述区域地下水数值模拟的基础上,运用有限差分和有限体积法,结合济南泉域裂隙岩溶地下水含水介质系统,采用二维非稳定流数学模型进行了数值模拟,对泉域地下水动态变化进行了评价,为泉域地下水资源评价与管理提供了一种有效的分析手段,为区域地下水资源的科学管理提供了有意义的参考。     

MODFLOW和FEFLOW在国内地下水数值模拟中的应用

数值模拟是研究地下水资源问题的主要手段。介绍MODFLOW和FEFLOW这两款地下水数值模型在国内地下水模拟中的应用,比较分析二者在基本原理、模型特点、以及应用领域等方面的差异,提出地下水数值模型的发展趋势。     

地表水文过程与地下水动力过程耦合模拟及应用

地表水和地下水是水循环系统不可缺少的部分,对相互作用与反馈的模拟计算有助于水资源精准评价。在非饱和带数值计算模型(UZF1)与模块化地下水动力模型(MODFLOW2005)耦合的基础上构建了一个地表水文过程与地下水动力过程耦合数值模拟模型,模型可以同时输出流域出口断面流量和地下水位的空间分布,有利地提高了模型的可靠性。将模型应用于资料条件较好的临涣集流域,从模拟结果分析来看,模型可以很好地模拟流域出口流量与地下水位空间动态变化过程,具有较高的模拟精度。     

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)。     

基于改进White方法的地下水蒸散发研究

在依赖地下水的植被广泛分布的干旱半干旱地区,蒸散发是地下水排泄的主要方式,因而准确计算地下水蒸散发量,对地下水资源评价具有重要意义。目前水量残差法、地下水极限埋深法和地下水水位日动态法可以用于计算地下水蒸散发量,由于地下水动态信息容易获取,长期以来得到广泛关注。分析了利用地下水动态信息的White方法在计算地下水净补给量方面的不足之处,提出了改进的White方法,即利用相邻两天地下水位上升段的平均斜率计算地下水的净补给量,并利用数值模拟方法对改进的White方法的计算精度进行了评价,表明改进后的方法较原始方法精度提高了16%。最后利用苏贝淖流域实测的地下水动态数据,采用改进的White方法计算了地下水蒸散发量。研究成果对干旱区水资源可持续开发利用具有一定的科学意义和应用价值。     

基于数值模拟的区域性地下水补给过程实例研究

研究主要目的是以数值模拟的方法,再现选定的研究区域20世纪70~90年代地下水位处于较低水平的过程并推求地下水的补给过程。研究区为某流域入海口前10×12km2的矩形区域,基于研究区土层纵断面的物理条件,在平面二维的基础上,考虑含水层垂向水收支成分,利用地下水计算的基本方程式开发地下水准三维数值计算模型,以数值模拟的方法验证模型效率。对地下水位数值模拟的结果表明,模型效率可以达到80%以上。基于1966~2005年的数值计算结果,推求了研究区各含水层的补给过程。研究结果可为区域性地下水数值模拟技术及地下水资源量的评估等研究提供方法上的借鉴。     

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。     

基于Modflow的某表面活性剂生产项目对地下水环境影响预测研究

利用数值模拟方法预测与评价生产项目对地下水环境的影响,是科学制定地下水影响跟踪计划、减轻不良影响的重要手段.Modflow是广泛采用的三维地下水流和溶质运移模拟软件.以某表面活性剂生产项目为例,将项目埋深40 m以浅的浅层地下水作为预测评价的主要影响层位,使用Modflow数值模拟软件,选取CODCr和BOD5为水环境...     

解决潜水蒸发问题的阿维里扬诺夫经验公式在地下水数值模型中的应用——以格尔木河流域为例

数值模型对地下水流和溶质运移等问题进行模拟的方法以其有效性、灵活性和相对廉价性逐渐成为地下水研究领域的一种不可缺少的重要方法。在地下水浅埋区,蒸发是地下水的主要排泄方式之一,而地下水埋深是影响蒸发度的敏感因子,因此,数值模型中对地下水埋深的拟合精度,将直接影响地下水数值模拟模型的精度。本文以格尔木河流域为例,通过阿维里扬诺夫经验公式的线性与非线性模型的计算结果对比,来说明如何利用蒸发的数学模型提高模拟精度。     

基于GMS软件的柳条沟水源地地下水数值模拟

在水文地质条件分析的基础上,概化含水层水力特征、垂向、侧向边界后,依据水文地质概念模型建立了地下水数学模型,比照采用地下水均衡分析法计算结果,地下水数值模拟结果可靠。说明含水层结构、水文地质参数的确定、边界条件的概化等处理较为合理,所建立的模型可以用来评价该区地下水资源量。     

边坡岩体疏干巷道排水动态过程的数值模拟

渗流数值计算是岩体排水设施和仿真模拟、动态分析、效果评价及预测的有效工具。应用边界元数值方法模拟研究了巷道疏干边坡地下水的动态过程。结果表明,岩体的渗透系数张量、可疏干孔隙率对疏干排水效果及其动态过程变化产生显著影响。同时可见边界元数值方法模拟断面尺寸较小的排水设施时,十分有效。      

Visual MODFLOW在水文地质勘查中的应用——以山东新驿煤矿下组煤先期采区水文地质勘查项目为例

Visual MODFLOW是目前国际上最为流行的三维地下水流和溶质运移模拟评价可视化专业软件系统,在我国主要应用于地下水流及溶质运移的数值模拟分析.根据勘查区地质、水文地质条件,使用Visual MODFLOW4.1三维渗流数值模拟软件,建立反映地下水分布规律、储存条件及其时空变化规律的渗流数值模型,并进行矿井突水量及安全水位疏排水量预报.