迁安盆地地下水资源有限元数值模拟与评价

依据迁安盆地的水文地质模型,建立数学模型。通过有限单元法对迁安盆地内水源地的地下水资源评价,并对其开采量和开采后的水位进行预测,同时与水均衡法求解的结果进行比较,以论证该地区地下水资源开采的保证程度,并对中长期取水要求提出合理的方案。     

新郑市浅层地下水流数值模拟及评价

通过分析新郑市水文地质条件,建立了概念模型,运用GMS软件建立三维地下水流的数值模拟模型,对研究区浅层地下水资源进行现状评价,并对2015年和2020年地下水位进行了预测.结果表明,研究区地下水水位持续下降,到2020年水位将会下降5～10 m,部分地区可能会出现开采漏斗,为了降低地下水位的下降幅度,应该调整产业结构,加强水资源的管理,提高水资源的利用率,从而减少地下水资源的开采.     

基于GMS应用的开采区地下水模拟的研究进展

人类对地下资源的开采常伴随着对地下含水层环境的影响,包括对地下水水质、流场或水量等造成周期长、难以治理、难以自然恢复的巨大影响,并且在开采区内,地下水在区内的涌水量等也会对开采区的安全生产形成较大隐患。随着科技兴起,涌现了一批优秀的地下水数值模拟软件,其中GMS有着全面的功能性和强大的可视性被用于模拟各类地下水问题。本文综述了GMS软件在开采区水文地质模型建立、地下水资源评价、地下水溶质运移及矿坑涌水量几方面的应用研究进展,以期为我国开采区的地下水环境保护提供技术支持和借鉴。     

石家庄市东部平原FEFLOW地下水数值模拟与研究

根据研究区水文地质条件、开采条件及资料条件,将研究区内水文地质概念模型概化为二维非均质、各向同性、非稳定地下水流系统.利用先进的FEFLOW有限元地下水模拟系统建立了研究区的区域地下水流模型,预测不同开采方案下的地下水动态变化,为地下水资源开发利用和优化配置提供科学依据.     

山西省离柳矿区沙曲井田数值模拟及矿井涌水量预测评价

沙曲井田位于山西河东煤田离柳矿区的中部,处在柳林泉域岩溶水系统的径流区。矿区奥灰水水量大,水位标高为+797～+802m,其中的4#煤底板承受奥灰水压2～5MPa,10#煤底板承受奥灰水压3～6MPa,属带压开采矿井。利用井田以往的地质及水文地质勘探资料,应用GMS软件建立矿区三维立体模型和地下水渗流的数学模型,实现水文地质结构三维可视化,使数学模型能正确地反映预测区的水文地质条件,达到数值仿真效果;应用有限差分数值法,对开采上组煤(3#+4#)和下组煤(8#+9#、10#)时,石炭系太原组灰岩含水层和奥陶系峰峰组含水层的疏降进行矿井涌水量预测,为矿井的安全生产和防治水工作提供依据。     

连续墙周期的地下水渗流特征及数值模拟

本文以上海市彭越浦泵站降水工程为例，分析了连续墙周期地下水的渗流特征：上部地下水不连续，底部地下水连续，呈三维流态。根据场地的工程地质与水文地质条件，提出了粘弹性越流含水层组三维渗流数学模型，并进行了数值模拟。计算的结果基本上反映了连续墙周期地下水三维流特征。     

环境质量曲线与西安地下水污染的数值模拟

本文对西安市地下水中六种主要污染物的均值和超标面积进行了数值模拟,验证了环境库兹涅茨曲线(EKC).结果显示,西安市地下水的总硬度、氟化物、六价铬的均值和超标面积都处于环境库兹涅茨曲线(EKC)的第三、四阶段(衰退期),硝酸盐、氯化物的均值和超标面积处于四、五阶段(消亡期),而总固体的超标面积处于三、四阶段,均值处于四、五阶段.     

Phreatic explosion hazard assessment by numerical simulation

Phreatic explosions (or eruptions) represent very common and dangerous phenomena occurring in active volcanic and geothermal regions. In spite of this, the understanding of their dynamics and the assessment of their hazards are still scarcely known and quantified. In the present work we try to simulate the dynamics of a phreatic explosion by using a transient, two-dimensional, three-phase flow model. Simulations predict the effects of an explosion of a mixture of compressed gases and ground particles into the atmosphere. The governing transport equations of mass, momentum, and energy are solved by a finite difference multifield scheme for both solids and gas phases. We performed several simulations, assuming different initial conditions and system parameters. The model allows analysis of the timewise and spatial distribution of the groundhugging surge generated by the explosion and estimation of its potential hazards in terms of dynamic pressure, ash-in-air concentration, and temperature.     

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。     

弹塑性变形条件下抽水引起的地面沉降三维数值模拟

基于部分耦合原理,采用TOUGH2和FLAC3D建立抽水引起的三维地面沉降弹塑性模型,模型中综合考虑土体的弹塑性变形特征、渗流-应力的双向耦合作用以及参数的非线性,探讨了持续抽水和脉冲抽水两种抽水过程中地面沉降发展演化过程。研究结果表明:（1）集中抽水停止后地面沉降会发生回弹,抽水中心沉降量不断减小。由于水平方向存在水力梯度,地下水继续向地下水位漏斗中心渗流从而导致沉降漏斗的范围仍继续扩大;（2）脉冲抽水导致土体的孔隙水压力、渗透系数以及沉降量均呈周期性波动变化,地面沉降会局部回弹,但总体仍随着抽水的持续,沉降量不断增加;（3）在抽水量相同前提下,对比持续抽水与脉冲抽水两种方式引发的塑形沉降量可知,抽水速率小、脉冲式多次开采导致的塑性沉降量较小,持续抽水的抽水速率越小、脉冲抽水间隔越短越有利于控制地面沉降。研究成果为地面沉降数值模拟提供了一种新方法,其中算例研究能为抽水条件下地面沉降的控制提供参考。     

开采地下水地面沉降三维数值模拟分析

根据汉口新业大厦水文地质与工程地质条件,建立开采地下水非稳定流定解问题三维数学模型,利用现有承压含水层非稳定流定解问题数值方案求解,重点讨论了源汇项的具体数学表达式。又简介根据达西定律和水均衡原理,建立了三维有限差分数值方程及其解法。根据土的有效应力原理和压密原理推导出了抽水沉降非线性压密方程,并研制了相应的三维有限元和有限差分计算程序。最后,对该环境岩土工程问题进行了分析和评价,计算结果与实测结果符合较好。     

地下水数值模拟不确定性分析研究进展

地下水数值模拟不确定性分析旨在提高研究区域地下水流的模拟精度。学者们将地下水数值模拟不确定性分析分为:模型的不确定性、参数的不确定性以及资料的不确定性三类,其中参数的不确定性分析在研究中是最为重要的。同时,对模型、参数、资料不确定性分析的研究进展和成果进行归纳总结,补充关于参数不确定性分析过程中的替代模型的一些研究成果以及模型不确定性分析的多模型分析;强调在地下水数值模拟的过程中,重视模型、资料的不确定性分析;展望未来,随着地下水数值模拟不确定性分析研究的深入,方法和应用会更加多样化。     

Interpretation of groundwater pumping testing near rivers by means of numerical simulation methods

This paper discusses recommendations based on numerical simulation and numerical analytic solution for interpretation of pumping tests carried out near rivers. Suggestions are made on the network model size and the approach to its calibration for inverse problem solution. The possibility of interpreting pumping tests made near a river with non-stationary data is discussed. Tests were performed to verify the recommendations on the arrangement of a well cluster for pumping tests.     

Research on numerical simulation of the groundwater funnels restoration in Shijiazhuang

In order to simulate the recovery of groundwater funnels under the condition of reducing groundwater abstraction, hydrogeological conditions of recoverability construction of Shijiazhuang groundwater funnel were analyzed, and a numerical simulation method was used based on the change of various parameters. The results show that the groundwater flow model can accurately reflect groundwater hydrogeological characteristics, and can guarantee the reliability of groundwater restoration prediction. The research has set up four schemes for rural water-saving, planting structure adjustment, urban reducing abstraction and integrated method. The effect of four restoration schemes on the restoration of groundwater funnels was compared with water table variations of two observation well. Comparison results show that the level changes of plan Three and Four are different from the other two kinds of exploitation and the drop trend of water table in the funnel area is flat. So we can conclude that Plan Three and Four have significant effect on the groundwater funnel restoration of Shijiazhuang.     

GMS在地下水环境影响评价中的应用

地下水环境影响预测是地下水环境影响评价中的重要环节,采取适合的预测方法和模型能够保证预测结果的准确性和环境保护措施的合理性。以某建设场地为研究区,利用GMS软件建立地下水预测模型,考虑风险事故工况条件下,预测了对二甲苯的污染运移范围。结果表明:装置一旦发生事故,污染物泄露将会对建设场地周边区域地下水造成污染,污染影响范围随时间逐渐增大,需采取严格的防范措施,并建立应急机制,保证当地居民的饮用水安全。     

基岩岛屿地下水数值模拟发展研究现状

基岩岛屿占我国岛屿的90%以上,且岛屿上的淡水资源十分珍贵。目前,岛屿上的供水(船运、雨水收集、海水淡化等)存在成本高、设备易坏等缺点。因此,岛屿的地下水资源无疑是优质、可靠、稳定的供水源。为了更好地开发基岩岛屿地下水资源,认为针对基岩岛屿地下水模拟,从地下水理论、地下水模拟的国内外研究现状和模拟模型等方面进行了综述。总结认为: 基岩岛屿的地下水多以“淡水蘑菇体”的形式储存,有别于沙质岛屿; 模拟模型应概化为横向各项同性的达西流或非达西流,或二者的耦合模型,并归纳了相应的地下水流运动方程; 基岩岛屿地下水模拟模型应分为孔隙型、裂隙型和孔隙-裂隙型3种类型; 在岛屿边界设定上,基岩海岸应设为隔水边界,沙质海岸应设为定水头边界。综述研究认为: 基岩岛屿地下水模拟模型应尽可能精细、完整、精准地刻画基岩岛屿的地质地貌,设置完整的岛屿补径排项; 模拟时,应准确对应基岩岛屿的地下水类型,选准模拟方法与模拟软件; 模型验证工作也是十分重要,需多次与岛屿水量均衡,且与实测水量和水位作对照,不断地修善模型。以上综述成果为我国今后开展基岩岛屿地下水数据模拟提供了理论依据。     

岩溶区地下水数值模拟研究进展

岩溶含水介质的不均一性导致岩溶地下水流动、溶质运移和热量迁移的数学模拟研究成为地下水模拟的难点。本文综述了岩溶区地下水流模拟的几种方法,重点阐述了等效多孔介质法、双重连续介质法和三重介质法的定义、发展过程和适用范围,并回顾了这几种方法的研究成果。从等效多孔介质法到三重介质法,模拟精度不断提高,适用范围也逐渐由大区域实际问题向小区域理论研究过渡。介绍了溶质运移模拟和热迁移模拟的研究方法及实例。溶质运移模拟以对流弥散方程为基础,其中尺度效应是溶质运移模拟的重点研究问题;热量迁移模拟应考虑地下热水密度变化对地下热水运动的影响。溶质运移模拟和热量迁移模拟往往是将迁移模型和已经调试成功的地下水流动模型相耦合,从而达到模拟溶质及热量迁移的目的。由于溶质运移和热量迁移的复杂性,现阶段水流模型多数处于等效多孔介质模型阶段。综合理论及实际应用,指出精确刻画裂隙及管道和注重基础数学算法是岩溶水数值模拟进步的关键。