基于数值模型的地下水污染预警方法研究

地下水是中国许多城市主要的供水水源,目前中国部分城市地下水已受到不同程度的污染,导致地下水资源供需矛盾日益突出。进行地下水污染预警是保护地下水资源的一个有效措施,当前国内外相关研究刚刚起步,有关预警理论、方法和技术框架仍未形成一套完善的体系。本文简述了地下水污染预警的研究现状及存在的不足,并以中国北方某铬渣场地为例,根据当地的水文地质条件,利用数学模型建立了地下水污染预警模型,给出了不同等级的地下水污染预警分区,研究结果可为当地地下水污染防治和地下水污染控制规划提供科学依据。     

合理地下水生态水位的估算方法研究——以塔里木河下游为例

从合理地下水生态水位的定义出发,探讨了各类估算合理地下水生态水位的方法。以塔里木河下游为例,分析应急生态输水后,地下水埋深与胡杨样枝生长情况的关系,结果表明,塔里木河下游合理地下水生态水位埋深为4～6m。     

区域地下水模型化的几个问题：以北京平原地下水模型为例

随着永资源工作的深入开展,建立仿真程度较高的区域地下水模型的要求变得日益迫切起来。一些建模方法,例如有限单元法、有限差分法,在数学理论和计算方法方面的研究已很成熟。但是,在应用方面的研究却很不足,以致于至今比较成功的模型还是为数不多的。鉴于这种情况,我们在采用贮量集中有限元法建立北京平原地下水数学模型过程中,着意探索了如何使有限元模型与水文地质实际相结合的方法,保证了模型研制工作的顺利进行。     

兰村泉域岩溶地下水水位多元回归模型研究

兰村泉域地下水是太原市工业、农业和城市生活供水的主力水源,采用多元线性回归模型研究了兰村泉岩溶地下水水位,分析岩溶地下水水位与诸多因素之间的相关关系。结果表明:影响岩溶水水位变化的因子主要包括:大气降雨入渗补给量、汾河入渗补给量、泉域开采量、向盆地孔隙水的侧向排泄量。根据不同水平年不同保证率下的补径排关系,对泉域的岩溶水水位进行预报分析。     

基于质点运移模型的区域地下水循环规律研究——以陇东盆地为例

地下水循环规律研究是合理开发利用地下水资源的前提。选取陇东盆地泾河段作为研究对象,通过地下水模拟技术,确定了剖面上地下水流动方向,同时将水流系统划分为3个循环系统:局部循环系统、中间循环系统、区域循环系统。得出不同水流系统循环深度及循环宽度,3个循环系统深度依次为20~160m、160~700m、700~1 000m,循环宽度为3~8km、8~34km、34~70km。根据流速分布特征,将流速范围0.01m/d、0.005~0.01m/d、0.005m/d分别划分为强径流带、中等径流带、弱径流带。并对各径流带地下水运行更新时间进行计算,得出强径流带更新时间小于4 109a,中等径流带更新时间为4 109~24 657a,弱径流带更新时间大于24 657a。     

呼和浩特市地下水水位动态变化及趋势预测研究

利用多年地下水水位资料,较系统地分析了地下水水位动态变化规律,建立了基于BP网络的地下水水位预测模型,预测结果表明地下水水位将持续下降,承压水下降速率远大于潜水的下降速率。     

盆地地下水系统的数值模拟研究——以山西灵石静升盆地为例

以山西灵石静升盆地为例,选择三维流数学模型,合理刻画了模型边界,利用CFC定年技术对模型进行识别校正,提高了模型仿真程度,构建了适合盆地地下水系统的数值模型.最后对不同水平年盆地水动力特征进行了输出分析.     

地下水控制性关键水位研究初探

分析和探讨了地下水控制性关键水位的类别划分以及蓝、黄、红区的划分依据和原则,并结合西北、华北和东部沿海地区普遍存在的地下水问题,提出了西北型、华北型和东部沿海型地下水蓝线水位和红线水位等具体分析成果,为加强水资源的量化管理和地下水"水量与水位"综合管理等提供了重要依据.     

基于信息熵技术对地下水观测网的层次分类--以河北平原地下水观测网为例

针对目前地下水观测网存在的层次不清问题，提出了基于信息熵技术的新的分类方法。列举了观测网层次混乱问题的表现、原因和可能造成的后果，提出地下水观测网具有层次性，而且这种层次性必须与地下水流动系统的层次性对应；认为地下水观测网就是一种信号通讯网，水位信号具有可传递性、差异性以及衰减性等特征，可以运用信息熵理论中的互信息概念定量刻画观测孔之间的信息联系，并以这种信息联系程度作为观测孔层次分类的主要依据；以河北平原地下水观测网为例，研究了区域尺度和局部尺度观测网的分类，结果表明信息熵方法可以很好地解决此类问题。     

昆明盆地地下水水质水位长序列数据特征分析

通过对昆明盆地,特别是主城区长序列水质水位监测数据对比分析,采用水文地质法、数据统计法、Piper和Matlab软件建立模型进行水质水位动态特征和变化趋势分析研究。昆明盆地地下化学类型以HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型为主。孔隙水超标项以Mn、NH地下水监测; 水质; 水位; 趋势分析; 昆明盆地国家重点研发计划项目(2016YFC0502502);通过对昆明盆地,特别是主城区长序列水质水位监测数据对比分析,采用水文地质法、数据统计法、Piper和Matlab软件建立模型进行水质水位动态特征和变化趋势分析研究。昆明盆地地下化学类型以HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型为主。孔隙水超标项以Mn、NH地下水监测; 水质; 水位; 趋势分析; 昆明盆地国家重点研发计划项目(2016YFC0502502);通过对昆明盆地,特别是主城区长序列水质水位监测数据对比分析,采用水文地质法、数据统计法、Piper和Matlab软件建立模型进行水质水位动态特征和变化趋势分析研究。昆明盆地地下化学类型以HCO₃-Ca和HCO₃-Ca·Mg型为主。孔隙水超标项以Mn、NH₄⁺、 NO₃^-、COD为主;岩溶水超标项以Mn、NH₄⁺、F为主;近年来超标物项目趋于复杂,出现I、SO₄^2-、As、Cd等有毒有害和有机物超标,水质变化原因为工业和生活污染加剧。对地下水位20年长序列动态变化特征和趋势研究表明,昆明盆地地下水位年际变化主要受工农业生产、开采量和工程活动等影响,孔隙水2002—2009年呈下降趋势,2009年后总体呈上升趋势;岩溶水2002—2012年呈下降趋势,2012年后总体呈上升趋势;翠湖等5个降落漏斗区地下水位回升趋势较为显著,主要与昆明市限制地下水开采、封填地下水开采井的措施...     

数值模拟在岩溶塌陷预警系统建设中的应用 ——以临沂市城区岩溶塌陷为例

岩溶塌陷是近年来频发的主要地质灾害类型之一,其发生、发展主要受岩溶水不合理开采所致,水位是影响岩溶塌陷的重要因素.文章以临沂市城区岩溶塌陷为例,探讨在建立完善的监测网络基础上,通过水文地质模型模拟城区一带的岩溶塌陷区水位的变化趋势,预测分析可行的地下水开采方案,建立起完整的岩溶塌陷动力预警系统,为减少或避免岩溶塌陷的发生提供了科学依据,也为同类地质灾害的监测、预警、预防提供了借鉴模式.     

地下水数值模拟在岩溶塌陷预警系统中的应用——以山东临沂市城区岩溶塌陷为例

岩溶塌陷是近年来濒发的主要地质灾害。其发生、发展、主要受岩溶水不合理开采所致。地下水位是影响岩溶塌陷的重要因素。论文以临沂市城区岩溶塌陷为例,在完善的监测网络基础上,建立了地下水数值模型,预测了可行的地下水开采方案,并模拟城区岩溶塌陷区水位与基岩顶板的变化关系。研究建立了岩溶塌陷动力预警系统。该系统为减少或避免岩溶塌陷的发生及防治提供科学依据。     

地下水数值模拟系统的设计与实现

提出了地下水数值模拟系统的设计方案,并介绍了基于该设计所开发和实现的系统的主要功能。该系统经实际应用,效果良好,是进行地下水数值模拟计算的一个非常实用、有效的软件工具。     

区域地下水流数值模拟的方法和实践 ——以华北平原为例

平原(盆地)和流域尺度的地下水流数值模拟对于区域地下水资源合理开发利用具有重要意义。本文在总结分析国内外区域地下水资源数值模型特点的基础上,重点介绍了华北平原区域地下水流数值模型,并指出了区域地下水流数值模拟中存在的问题。     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地水文地质概念模型

水文地质概念模型是地下水模拟与水资源评价的基础。为了构建地下水数值模拟模型,以鄂尔多斯白垩系地下水盆地为研究对象,以丰富翔实的勘查资料为依据,从白垩系地下水系统边界条件、水文地质结构、水流系统、水文地质参数、源汇项等方面进行概化,联合采用ArcGIS、RS、GMS同位素、基流分割、地质统计学、随机模拟等技术方法,建立了一组水文地质概念模型及其相应的空间离散表达,并讨论了地下水模拟面临的问题与发展趋势。     

鄂尔多斯盆地东北部天桥岩溶地下水区域模型与嵌套模型

如何评价陕北能源化工基地黄河西岸非完整岩溶水系统的地下水资源是一个难点。通过建立区域模型（1km×km）和嵌套水源地模型（100m×100m）,利用大尺度的区域模型为小尺度的精细水源地模型提供边界水头。通过6种不同的开采方案模拟的结果,分析了黄河西岸水源地开采对周边水源地和区域地下水系统的影响,确定了天桥岩溶系统中各子泉域之间的相互关系和万家寨水库蓄水对地下水循环补给的影响,评价黄河西岸水源地可开采资源量为60×104m3/d。     

灰色系统与神经网络组合模型在地下水水位预测中的应用

灰色GM(1,1)模型与人工BP神经网络对于预测非线性数列变化趋势都具有很好的适用性,但同其他预测方法一样也存在各自的局限性。本文采用灰色GM(1,1)模型与人工神经网络相结合的方法,对GM(1,1)模型预测结果进行了修正。以收集到的某地区1996～2006年的地下水水位埋深数据为算例,计算结果表明,经人工神经网络修正后的灰色系统的预测值比原预测值的预测精度有了很大提高。     

数值模型在地下水管理中的应用

为进一步推动模拟工作，并使模拟尽可能标准化和规范化，介绍国际上认可的建立模型的步骤、方法以及常用的模拟软件。引用作者在国外所做的两个实例，对建立模型的步骤、方法以及模型标定方法和标定结果作了具体的介绍。国内应鼓励使用已有的国际标准化模拟软件，进一步提高建模的专门知识和技巧。数值模型是真实世界的一个数学表达，对模型的产出应有一个现实的看法和专业的理解。模型建立前，应对现场数据作详细的专业分析，以确保概念模型的正确。在模型的建设中，应把注意力放在如何使模型在水文地质和物理过程方面去逼近真实世界。模型中采用的计算条件或方法都应有水文地质依据作支持，而不能仅仅为了逼近实测数据而随意地加入无依据的计算条件，这样的模型是不可靠的，其结果将是无实际意义的或是误导的。     

鄂尔多斯盆地白垩系含水层系统分析

从地下水含水层系统的角度对鄂尔多斯盆地白垩系地下水系统进行了划分和分析。由于下白垩系统保安群为一套陆相碎屑岩建造,岩性复杂,由砂岩、粉砂岩和泥岩组成的频繁交替、重复叠置的多层层状结构,决定了鄂尔多斯白垩系自流水盆地是多层结构的地下水系统。这种重复叠置的多层层状地质结构,决定了地下水含水层系统的多层性、承压性及层与层之间的相对封闭性。根据沉积旋回和含水介质的性质,在全盆地范围内把白垩系地下水系统从上向下划分为:罗汉洞含水岩组、环河含水岩组和洛河含水岩组。通过对这3大含水岩组分别进行了分析认为,洛河含水岩组和环河含水岩组分布范围广、含水层厚度大、天然资源丰富,是盆地区具供水意义的主要含水岩组。罗汉洞含水岩组因分布面积小,含水层厚度差异大、水质变化大,除陇东地区外,大部分地区供水价值较小。