首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 500 毫秒
1.
基于MODFLOW的岩溶管道水流模拟方法探讨与应用   总被引:4,自引:2,他引:2  
针对岩溶管道水流特征,选取广西寨底岩溶流域为研究对象,分别采用三维有限差分地下水流动模型(MODFLOW)中的Drain和River模块概化模拟岩溶管道特征,结合管道内上游、中游及下游三个观测孔对比分析两种方法的适用性,结果表明:末期等水位线图中位于管道两侧处流线均有形状突变,符合实际管道水流动态特征,且能模拟出管道内水位变化趋势。最后分析两种方法模拟管道水流的原理,Drain模块中岩溶管道仅起排水作用,不允许管道内水流流向周围含水层,而River模块允许岩溶管道水与周围含水层水流交换,因而相对Drain模块而言,应用River模块概化模拟岩溶管道更加精确。    相似文献   

2.
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。  相似文献   

3.
岩溶区多重介质水流模型研究进展   总被引:9,自引:7,他引:2  
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。   相似文献   

4.
以北京房山岩溶水应急水源地为例,采用等效连续介质体概化地下水流系统,建立地下水流数值模型,评价地下水源汇项,分析地下水系统特征。运用MODFLOW中的河流(渠)子程序包,刻画地表河流和泉水与地下水的交换关系。经参数识别和验证,计算结果与实测数据拟合较好,能够比较准确的模拟水源地岩溶水系统。模拟和预测结果表明,水源地地区地下水与地表水联系密切,应急开采后,地下水系统由向河流排泄转变为河流渗漏补给地下水,可为应急水源地合理开发利用提供科学依据。  相似文献   

5.
基于CFP的岩溶管道流溶质运移数值模拟研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
多重岩溶含水介质的复杂性导致岩溶地下水流动及溶质运移的数学模拟成为地下水研究难点之一。为了探讨岩溶多重含水介质中地下水流溶质运移特征,文章构建了管道流CFP水流模型和MT3DMS溶质运移三维耦合数值模型。在阐述管道流CFP和MT3DMS基本原理的基础上,通过建立水文地质概念模型算例(1个落水洞、4个直管道),探讨岩溶管道水流及溶质运移规律,分析讨论不同水文地质参数对浓度穿透曲线的影响。研究结果表明:管道流CFP模型能够刻画岩溶管道与基岩裂隙水流交换特征,MT3DMS模型能够模拟穿透曲线的拖尾现象,符合实际岩溶区特征。随着水力梯度、管道直径及管道渗透系数增大,孔隙度减小,浓度曲线峰值越大,峰值到达时间越快,浓度穿透曲线越对称。得出结论:耦合CFP水流模型和MT3DMS溶质运移模型能够刻画岩溶管道流溶质运移规律,为研究岩溶复杂介质污染物运移特征提供一种思路和途径。  相似文献   

6.
提出一个数学模型以研究碳酸盐岩含水层由其原始状态到成熟岩溶含水系统的发展过程。模型由3个模块组成:(a)二维连续空隙水渗流模块,表示裂隙系统(“分散流”系统),即岩溶空管道之间水性差而贮水性强的那部分岩体;(b)非连续管道网络模块,模拟冉溶道内发生的层流、紊流运动和溶质运移过程;(c)碳酸盐岩溶蚀模块。管道-裂隙系统模型的模拟结果表明,模拟那种复杂的、具有多种地下水补给方式的岩溶含水盆地的演化是可  相似文献   

7.
李贵仁  赵珍  陈植华 《中国岩溶》2012,31(4):382-387
由于岩溶含水介质的空间不连续性及空间异性,复杂岩溶矿区含水介质的概化及涌水量预测一直都是地下水数值模拟的难点。本文以马坑铁矿为例,对复杂岩溶矿区疏干条件下的介质概化进行了研究,以此构建了地下水流数值模拟模型,并利用地下水位动态及涌水量资料对模型进行识别和验证,然后分别对矿区未来+100m、0m开采水平的矿坑涌水量进行了预测,结果表明:+100m、0m开采水平的矿坑涌水量分别为36900m3/d、38250m3/d,可见目前矿区疏干仍面临较大压力,应尽快采取多种措施以降低地下水位,保证采矿安全。   相似文献   

8.
岩溶地下河的存在严重影响了土壤和水评估工具(SWAT)在岩溶地区的普遍适用性。针对岩溶地下河在SWAT中的概化问题,提出基于数字高程模型(DEM)预处理结合SWAT流域自动识别功能的方法,将岩溶地下河暴露于地表,把岩溶区复杂的地表-地下二元结构简化为地表一元结构,并以贵州毕节地下河发育的倒天河流域为例进行应用。结果表明:① 对比未经概化地下河建立的模型,概化地下河建立的模型识别流域面积增大30.73%,子流域个数增加29.27%,水文响应单元(HRU)个数增加43.82%;② 参数取最大物理意义范围时,未经概化地下河建立的模型p因子=0.64,不满足建模条件,物理模型本身存在问题;③ 概化地下河建立的模型月步长模拟结果:校准期R2=0.96,NS=0.96,验证期R2=0.94,NS=0.93,月尺度模拟效果非常好。岩溶地下河概化方法使SWAT在流域划分方面更加合理,搭建的模型模拟更加合理。该研究拓展了SWAT模型在岩溶区的应用。   相似文献   

9.
岩溶含水介质由管道、裂隙与孔隙3类空隙介质组成,它们对地下水流动具有不同的贡献。简述了当前岩溶水的几种主要定量评价方法,提出折算渗透系数尺概念,建立了岩溶三重空隙介质地下水流统一的控制方程,引出管道与裂隙在达西流与非达西流状态下的渗透系数与折算渗透系数的表达式,从而将达西流与非达西流耦合在一个模型中。本文提出岩溶三重介质地下水流的模拟方法,并给出理想模型的模拟结果。  相似文献   

10.
陈崇希 《地球科学》1995,20(4):361-366
岩溶含水介质由管道、裂隙与孔隙3类空隙介质组成,它们对地下水流动具有不同的贡献,简述了当前岩溶水的几种主要定理评价方法,提出折算渗透系数KL概念,建立了岩溶三重空隙介质地下水流统一的控制方程,引出管道与裂隙在达西流与非达西流状态下的渗透系数与折算渗透系数的表达式,从而将达西流与非达西流耦合在一个模型中。本文提出岩溶三重介质地下水流的模拟方法,并给出理想模型的模拟结果。  相似文献   

11.
基于FEFLOW的岩溶管道模型构建方法探讨   总被引:1,自引:1,他引:0  
岩溶管道流模型的刻画一直是岩溶区开展地下水数值模拟研究中的难点所在,基于此,文章以贵州六枝特区某项目为例进行地下水数值模拟研究,探索了在FEFLOW离散特性功能模块下岩溶管道流模型的刻画方式与方法。在详细分析研究区地质及水文地质条件的基础上,对研究区范围、边界、含水层结构等概化,建立了研究区的水文地质概念模型;以ArcGIS软件为辅助,基于有限元法的FEFLOW软件为操作平台,利用区内钻孔资料及野外测算结果,通过软件公式编辑、插值等功能分别获得各层顶底板高程属性,将数据输入FEFLOW后,对模拟区平面三角剖分进而空间离散构建了研究区的三维地质模型;并利用FEFLOW软件的离散特性功能模块,将研究区灰场南部岩溶洼地与岩脚泉间划定为特定区域,建立缓冲区并给予其高特异性,耦合哈根-泊肃叶流体流动公式,在模型中刻画了岩溶管道流模型;最后探讨了特殊地质构造与岩溶管道模型的刻画方式与方法刻画出了符合案例区的三维向斜褶皱地质模型和岩溶管道流模型。   相似文献   

12.
Karst aquifers exhibit a dual flow system characterized by interacting conduit and matrix domains. This study evaluated the coupled continuum pipe-flow framework for modeling karst groundwater flow in the Madison aquifer of western South Dakota (USA). Coupled conduit and matrix flow was simulated within a regional finite-difference model over a 10-year transient period. An existing equivalent porous medium (EPM) model was modified to include major conduit networks whose locations were constrained by dye-tracing data and environmental tracer analysis. Model calibration data included measured hydraulic heads at observation wells and estimates of discharge at four karst springs. Relative to the EPM model, the match to observation well hydraulic heads was substantially improved with the addition of conduits. The inclusion of conduit flow allowed for a simpler hydraulic conductivity distribution in the matrix continuum. Two of the high-conductivity zones in the EPM model, which were required to indirectly simulate the effects of conduits, were eliminated from the new model. This work demonstrates the utility of the coupled continuum pipe-flow method and illustrates how karst aquifer model parameterization is dependent on the physical processes that are simulated.  相似文献   

13.
岩溶管道结构特征对岩溶水资源的合理取用、保护及地下工程安全施工均具有重要影响。目前在利用示踪试验曲线分析岩溶管道结构特征时,难以通过曲线叠加、钝锋、不规则上升和下降等形态准确解释多条岩溶管道连接关系、地下湖所处位置和地下水状态。运用地下水溶质运移理论,推导出岩溶管道流溶质运移模型,根据模型绘制三维溶质运移形态和理论时间-浓度曲线,结合水力学相关知识,对岩溶管道连接关系、地下湖位置及岩溶管道流形态变化对应的时间-浓度曲线进行解释。得出以下主要结论:(1)曲线出峰个数对应岩溶管道条数,由于管道径流长度及流速存在差异,双管道并联曲线存在3种模型,分别为2个孤立的单峰、下降曲线存在双峰叠加和2个连续上升的叠加峰;(2)单管道曲线下降梯度个数对应地下湖个数,多管道需结合管道个数和地下湖位置具体分析下降梯度和地下湖个数关系,根据地下湖位置将双管道并联岩溶管道划分4种类型,即地下湖存在于未分支管道、主管道、支管道、主管道和分支管道上;(3)曲线形态极速变化标志着管道流发生表流和承压流的相互转化。研究结果可为岩溶地区地下水保护及地下工程安全建设提供保障。  相似文献   

14.
通过地貌、水文地质、土壤、植被、地下洞穴管道等实地调查,以及示踪试验确定水房泉泉域范围和地下水文系统特征,并通过代表性点的土壤入渗试验、降雨和流量监测以及DEM数据等获得泉域水文模型所需的面积、结点高程、入渗率、糙率、管道长度、含水层孔隙度、出流系数等参数。选择SCS径流曲线模型估算地表产流,利用SWMM模型模拟泉域对场降雨的径流响应过程。通过运行模型,与实测流量比较,结果显示模拟曲线与观测流量曲线吻合较好,用于校正和验证的两场降雨产流的模拟误差分别为9.5%和12%,表明SWMM可应用于岩溶区以管道流为主要排水系统的含水介质的模拟。  相似文献   

15.
Karst aquifers are known for being particularly heterogeneous with highly transmissive conduits embedded in low permeability volumes of rock matrix. Artificial tracer experiments have been carried out in a complex karst aquifer of the folded Jura Mountains in Switzerland with the aim of deciphering the conduit organisation. It is shown that tracer experiments with multiple injection points under different flow conditions can lead to useful information on the conduits’ structure. This information has been combined with data from structural geology, spring hydrology, and speleological observations. A conceptual model of the conduit network shows that a detailed inference of the conduit organisation can be reached: geology controls conduit location and orientation; spring hydrology, including temporary springs, constrains conduit elevations and relative hydraulic heads in the aquifer subsystems; and tracer tests identify major flow paths and outlets of the system and dilution caused by non-traced tributaries, as well as the presence of secondary flow routes. This understanding of the Aubonne aquifer structure has important implications for the future management of the groundwater resource. Similar approaches coupling geological information, spring hydrology, and multi-tracer tests under various flow conditions may help to characterise the structure of the conduit network in karst aquifers.  相似文献   

16.
Chen  Yazhou  Dong  Weihong  Ren  Hujun  Li  Xibin 《Hydrogeology Journal》2023,31(3):589-600

In karst areas, groundwater movement is dominated by conduit flow; thus, understanding the distribution and structure of karst conduits has great significance for water research, groundwater protection and engineering construction. With the Dafengdong (Guizhou Province, China) underground river karst as an example, a mise-a-la-masse method, tracer tests and cave detection were conducted to study the distribution and structure of karst conduits. Combined with information on the geological and hydrogeological conditions, the geological factors that form karst conduits were determined. It can be concluded that: (1) Under the influence of faults, karst conduits usually develop towards or along faults; (2) multiple karst conduits form easily on both sides of tectonic fracture zones; (3) both lithology and geological structure affect the formation of blue holes, and when the directions of karst conduits change, blue holes easily form in weak parts of the structure; (4) at springs where two aquifers intersect, with strong chemical dissolution of the lower karst aquifer and mechanical collapse of the upper aquifer, blue holes also form easily; and (5) integrated mise-a-la-masse method, tracer tests and cave detection can accurately discern the distribution and structure of karst conduits. Geological factors can be used to preliminarily delineate the distribution and structure of karst conduits in similar areas based on hydrogeological conditions. Such methods hold great significance for groundwater extraction and protection and engineering construction in karst areas.

  相似文献   

17.
The contagion model of karst terrane evolution focuses on the environmental implications for a large karst depression population on the Pennyroyal Plain (southern Kentucky) and the adjacent Western Highland Rim (Tennessee) immediately south of the Mammoth Cave Plateau. In karst terranes where the contagion model applies, there is a well-defined infrastructure comprised of hydrologic, structural geologic and geomorphic interacting elements that result in clustered depressions underlain by a radial conduit system. Clusters tend to be randomly distributed and typically contain a parent depression surrounded by numerous daughters.Groundwater flow is assumed to be turbulent and confined largely to conduits that are 3-dimensionally configured between clusters in a dendritic to trellis network. Parent depressions serve as conduit nodes for collecting groundwater migrating from beneath daughter depressions.Flow velocities in the 3-dimensional cluster-cell conduits exceed those in granular media by several orders of magnitude making pathogen and chemical contaminant migration rapid. Groundwater quality assessment in karst conduit hydrogeologic settings is difficult because monitoring wells are inappropriate. Monitoring wells may have a low probability of intercepting a major conduit and therefore the sampling regime must take into consideration the pulse discharge of pollutants in karst conduits. Representative water quality data must come from springs located near the local base level.  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号