基于数值模型的肥城市地下水源地保护区划分

在北方隐伏岩溶分布地区,许多城市开发利用岩溶地下水资源作为饮用水水源,但利用数值模型方法进行岩溶水饮用水源保护区划分的工作较少。以山东省肥城市城区水源地为例,采用数值模型方法,构建地下水流数值模型,并采用质点追踪技术对岩溶水饮用水源保护区进行了划分。一级保护区面积1.53 km2,二级保护区面积28.4km2,准保护区面积约272.9 km2,全部位于肥城市辖区内。此次划定的保护区范围比之前划定的保护区范围更合理、准确,有利于加强地下水资源的管理和保护。     

平阴县前寨—凌庄水源地地下水数值模拟

根据平阴县前寨一凌庄水源地的水文地质条件,建立了裂隙岩溶水的平面二维非稳定地下水流模型,并应用Modflow软件对该区地下水流进行数值模拟。在进行计算区剖分、空间离散、参数分区、边界条件及源汇项处理与模型识别、验证的基础上,通过预测分析得出：该水源地按设计开采量开采后,地下水位不会出现持续下降趋势,最大降深在允许范围之内,因而也不会诱发环境地质问题。     

济南泉域岩溶水系统管理模型研究

利用Visual Modflow软件建立了济南泉域岩溶地下水数值模拟模型,并在此基础上,采用响应矩阵法建立了济南泉域岩溶水系统管理模型,重点研究并利用模型定量计算了济西、西郊、市区、东郊开采地下水以及补源等对泉水位的影响,进行了2个方案的优化管理,对济南市水资源进行优化配置,为实现"保泉供水"向政府提供了可靠的决策依据。     

岩溶水系统地下水资源保护区划研究——以聊城东阿岩溶水系为例

针对地下水水质恶化的现象,以东阿岩溶水系统为研究区域,建立地下水资源保护区划模型,对水系统内浅层和岩溶地下水分别进行水资源保护区划,结果表明:浅层地下水无自然防护区,均需要人为防护与治理,重点防护区占总区域面积的1/2;岩溶地下水下马头水源地以及其影响区域为重要水源地防护区,一般防护区占总区域面积的60%,重点防护区占23.66%,刁山坡监测点以及其影响区域为浅层和岩溶地下水的修复治理区。     

临沂市城区岩溶地下水流模拟

地下水动力条件变化是导致临沂市城区岩溶塌陷的诱因和动因,通过分析岩溶区地质及水文地质条件,建立了临沂市城区岩溶地下水流数值模型,预测了2007年6月至2019年6月地下水水位时空变化过程。从流场拟合情况看,所建模型拟合效果良好,客观反映了地下水系统演化规律,可以用于岩溶塌陷预警预报,为岩溶塌陷地质灾害防治提供技术依据。     

地下水系统最优开采数值模型

本文以河南汝河中段河谷浅层地下水系统为例,重点介绍了一种地下水系统最优开采数值模型。该模型是一种地下水流系统水均衡模型和线性规划模型的耦合。水均衡模型采用强隐式有限差分法(SIP)求解,以解决技术函数及地下水流系统势能分布问题;线性规划模型以总开采量最大作为目标函数,以流量及技术函数组成的响应矩阵作为约束条件,用单纯形法求解。该模型能比较快地解决多节点、薄层潜水含水层中地下水最优开采的规划问题,能提供最优开采方案及最优开采量等信息。     

鄂尔多斯盆地多级次地下水流系统中硝酸盐分布特征及其成因

水资源短缺的鄂尔多斯盆地内地下水遭受硝酸盐(NO^-₃)污染等问题日益突出,识别盆地不同地下水流系统的NO^-₃分布规律及其成因,对地下水资源的合理利用与保护具有重要意义。选取鄂尔多斯盆地北部湖泊集中区白垩系地下水系统为研究对象,基于水化学和聚类-主成分分析划分地下水流系统级次,在此基础上对比分析不同级次地下水流系统中NO^-₃分布特征,综合水化学和环境同位素分析识别多级次地下水流系统中NO^-₃来源及其潜在过程。研究表明：研究区ρ(NO^-₃)超出地下水质量标准(GB/T 14848-2017)Ⅲ类水标准的地下水样品集中在局部-中间地下水流系统,其超标率达到28%;区域地下水流系统中ρ(NO^-₃)均值约为1 mg/L。研究区不同级次地下水流系统中ρ(NO^-₃)分布特征主要与人类活动影响程度有...     

山东峄城盆地岩溶发育的基本规律及与水源地形成的关系

山东省枣庄市峄城水源地是个典型的北方埋藏型岩溶水水源地。峄城盆地出露的岩溶地貌有干谷、溶洞、岩溶准平原、溶蚀裂隙、溶沟、溶槽、溶痕等 ,地下岩溶形态主要为溶洞、溶蚀裂隙和溶孔 ,岩溶的发育具有层控性、水平分带和垂直分带等特点和规律。该盆地岩溶水系统的含水介质为寒武系、奥陶系的灰岩、白云岩 ,以溶隙、溶孔为主加少量小型溶洞构成了一个统一的互相连通的地下水空隙网络系统 ,为地下水的运移、储存提供了通道和空间。岩溶水流在此空隙网络系统内具有渗流性质 ,流态以层流为主 ,形成一个基本统一的单斜扇形水动力网 ,并具有统一的水化学场。该盆地分间接补给、直接补给、汇集排泄和汇集四个输导功能区。并在汇集区形成了具有供水意义的大型岩溶水水源地     

泰安市地下水管理模型初探

十余年来,由于超量开采岩溶水资源,致使泰安市区出现了地面塌陷、地裂缝、岩溶水污染等一系列环境地质问题。本文介绍了以抑制该类问题发生、发展为约束条件的地下水管理模型的建立方法,通过运转管理模型,作出泰安市区岩溶水的最优开采量,并通过与开采现状的对比,说明目前岩溶水开采的极不合理性。     

黄陵穹隆周缘岩溶水流系统特征及成因

岩溶水流系统特征研究有助于地下水资源的合理评价和开发利用。借鉴水文学的研究方法,统计并量化了典型岩溶水流系统的空间特征以及其水文动态响应、温度场和电导率特征。划分了扇状、树枝状、平行状、梳状4种地下水系来综合反映岩溶水流系统的地表-地下岩溶特征,前两者主管道垂直于地层走向,构造裂隙起汇水作用,后两者主管道平行于地层走向,层面裂隙起汇水作用。黄陵穹隆西北翼、西翼和南翼以平行状和树枝状为主,东翼和北翼则以扇状水系和平行状水系为主。不同地下水系结构的形成及区域差异与含水系统和水系的空间关系和级次性密切相关,并表现出不同的动态特征。扇状和平行状岩溶水流系统对降雨响应最为敏感,而梳状水系岩溶水流系统响应和衰减过程最慢;基于岩溶地下水温度与出露高程和循环深度显著相关的关系建立了鄂西山区地下水温度线。这一基础性研究可为岩溶地下水流系统研究和当地工程实践提供一定的理论支持。     

基于Visual ModFlow的苑庄水源地地下水位预测

根据苑庄水源地的水文地质条件,建立了水源地的水文地质概念模型。在此基础上,采用Visual ModFlow对水源地地下水流场进行了数值模拟。误差统计分析表明,数值计算模型在识别与验证过程中的误差较小,模拟效果较为理想。根据所建立的数值模型,并按照设计开采量,对水源地运行后区域地下水位的变化趋势进行了预测。     

地下水位的两种估值方法比较

对于许多区域水资源问题,用数值方法(有限元法或有限差分法)进行地下水水流模拟时,通过各种插值方法计算出每个节点上地下水位值,若插值方法选取的不正确,其计算结果与实际情况不符,其误差很大。首先简单介绍了趋势面方法,然后着重阐述了克立格方法的基本原理及其在地下水位估值中的应用,通过比较两种方法的计算结果可以得出:用趋势面方法模拟地下水位时其误差较大,而用克立格方法计算地下水位时其误差较小,克立格方法优于趋势面方法。因此说克立格方法是一种最优、线性、无偏的模拟空间变量的方法。     

直流电阻率测深法在鲁西南(中西部)高氟区找水中的应用

鲁西南(中西部)地区普遍存在地下水中氟化物及矿化度含量较高的问题。电阻率与地下水矿化度关系密切,高氟又易与高矿化度伴生存在,因此赋存高矿化度地下水的黏土层与赋存可饮用地下水砂土层电性上的差异为利用电法在该地区勘查出可饮用地下水提供了基础条件。综合区内区域地质、水文地质及地球物理特征,对重点区的电测深曲线进行了精细的定性及定量解释,划分出重点区内含水层的埋深、黏土层及砂土层分界线,推断出了深层高阻层主要为含淡水砂土层。根据物探推断成果在牡丹区沙土集及曹县常乐集重点区分别施工了2眼钻井。结果表明,钻井出水量丰富,水质较周边有明显改善,直流电测深是在该区域寻找可饮用水资源的一种经济、有效的勘查手段。     

Response of snow hydrological processes to a changing climate during 1961 to 2016 in the headwater of Irtysh River Basin,Chinese Altai Mountains

With changing climatic conditions and snow cover regime, regional hydrological cycle for a snowy basin will change and further available surface water resources will be redistributed. Assessing snow meltwater effect on runoff is the key to water safety, under climate warming and fast social-economic developing status. In this study, stable isotopic technology was utilized to analyze the snow meltwater effect on regional hydrological processes, and to declare the response of snow hydrology to climate change and snow cover regime, together with longterm meteorological and hydrological observations, in the headwater of Irtysh River, Chinese Altai Mountains during 1961-2015. The average δ~(18) O values of rainfall, snowfall, meltwater, groundwater and river water for 2014–2015 hydrological year were-10.9‰,-22.3‰,-21.7‰,-15.7‰ and-16.0‰, respectively.The results from stable isotopes, snow melting observation and remote sensing indicated that the meltwater effect on hydrological processes in Kayiertesi River Basin mainly occurred during snowmelt supplying period from April to June. The contribution of meltwater to runoff reached 58.1% during this period, but rainfall, meltwater and groundwater supplied 49.1%, 36.9% and 14.0% of water resource to annual runoff, respectively. With rising air temperature and increasing snowfall in cold season, the snow water equivalent(SWE) had an increasing trend but the snow cover duration declined by about one month including 13-day delay of the first day and 17-day advancement of the end day during 1961–2016. Increase in SWE provided more available water resource. However, variations in snow cover timing had resulted in redistribution of surface water resource, represented by an increase of discharge percentage in April and May, and a decline in Juneand July. This trend of snow hydrology will render a deficit of water resource in June and July when the water resource demand is high for agricultural irrigation and industrial manufacture.     

Analysis of groundwater recoverable resource by numerical method in Linfen Basin of Shanxi, North China

Calculation of the groundwater recoverable resource is the main part of groundwater resource evaluation. The three-dimensional groundwater flow model in Linfen Basin was established by GMS software. Then the numerical model was calibrated by observed groundwater level from February to December in 2 000. Based on the calibrated model, the groundwater recoverable resource is calculated. The simulation result shows that under the given value of the groundwater recoverable resource, the groundwater level would decrease significantly in the first 1 000 days, while the water level would drop slowly in 1 000 to 2 000 days, and the water level change tend to be stable after 2000 days.     

嵌入法地下水管理模型的分段决策技术

以地下水流的支配方程(有限元形式)作为线性规划的部分约束条件构成的地下水管理模型,称之为嵌入法;以各时段内务节点的水头之和最大作为目标函数在各时段内寻优,就是本文探讨的地下水管理模型的分段决策技术。该模型所形成的庞大的约束矩阵,往往需要超大容量计算机。本文利用线性变换消去约束条件中的有限元方程,并将决策变量转化为该时段的抽水量和补给量。将该模型运用于一个实际水源地,其结果令人满意,说明此模型是具有实用意义的。     

于家沟地下水反应溶质运移规律数值仿真

针对矸石淋滤液对于家沟地区地下水污染的实际情况,分析其在含水层中运移的规律,充分考虑了地下水变密度对浓度分布的影响,建立了多组分溶质在地下水中运移的耦合动力学数学模型,采用Galerkin有限元方法和Picard迭代法相结合对耦合模型进行了离散,通过室内土柱实验求得基本参数并对地下水污染的动态过程进行了仿真模拟,预测了污染浓度的时空分布特征。结果表明:污染面积随时间推移不断向两轴方向扩大,且纵向显著;不同组分由于各自特征的巨大差异,受到地下水密度影响的程度也有很大差别;渗滤液浓度拟合误差小于6%,从而验证了模型的可靠性和实用性。     

基于Visual MODFLOW的地下水数值模拟研究及水位预测

地下水的开发一直是困扰城市发展的难题,过度的、不恰当的地下水开发往往对地下水资源造成不可恢复的损害.济南地区已开发了长孝水源地开采利用岩溶水,研究这一区域适量增采条件的地下水动态响应对地下水的合理开采具有现实意义.本文建立了长清-孝里铺水文地质单元数值模型,并运用Visual MODFLOW软件对模型进行计算.经过对模...