区域地下水流理论最新进展——区域地下水流理论、应用与发展国际研讨会综述

当前世界面临着越来越严重的水资源缺乏等环境压力,大尺度区域地下水资源与环境问题日益得到重视。在区域地下水流理论创立、应用与发展50年之际,由中国地质调查局和国际水文地质学家协会区域地下水流专业委员会主办,西安地质调查中心和中国地质大学(北京、武汉)等单位承办了区域地下水流理论、应用与发展国际学术研讨会。区域地下水流理论创始人Tóth教授以及来自13个国家的160多位水文地质专家从地下水流理论方法、实践应用等方面进行研讨和交流,将对区域地下水流理论的研究起到积极的促进作用,有力推动该理论的进一步发展和实际应用。笔者系统分析梳理了与会者的报告,归纳总结了国际区域地下水流理论研究进展和发展动态,以期为区域地下水流理论更加广泛地应用于水文地质环境地质相关研究领域提供参考。     

基于三维随机水文地质结构模型的地下水流数值模拟: 以西辽河平原为例

为了探究水文地质结构对地下水流数值模拟的不确定性,可以运用随机模拟建立地下水位的预测模型。根据转移概率地质统计方法模拟多孔介质岩性分布,利用非线性规划的思路计算岩性与水文地质参数之间的关系,从而建立相对精确的随机水文地质参数场。将不同的水文地质参数场运用到MODFLOW中,得到不同的随机模拟结果。通过比较随机模型和确定模型的末流场拟合情况以及水位动态拟合图,发现确定模型和随机模型具有相似趋势,都能与实测流场拟合较好,但是随机模型更能体现真实的水文地质特征。对随机模型预测10年后的地下水水位做不确定性分析,得到水位平均变幅介于-5～5 m之间,且95%置信度水位变幅的平均上限线约为0.146 m。研究结果为决策者提供科学依据。     

地下水循环演化模式及研究方法综述

本文针对国内地下水循环演化的研究方法和手段进行了对比和分析.国内多侧重于地下水水循环的机理研究,采用了多种方法和手段,研究不同水文地质单元内的地下水循环演化特征,其中包括基础地质条件、水文地质条件、同位素及水化学条件的变化等.基于国外的模型,我国对部分模型进行了改进,使得水循环演化模型的刻画更符合我国的国情.     

The Importance of Regional,System-Wide and Local Spatial Scales in Structuring Temperate Estuarine Fish Communities

An extensive literature base worldwide demonstrates how spatial differences in estuarine fish assemblages are related to those in the environment at (bio)regional, estuary-wide or local (within-estuary) scales. Few studies, however, have examined all three scales, and those including more than one have often focused at the level of individual environmental variables rather than scales as a whole. This study has identified those spatial scales of environmental differences, across regional, estuary-wide and local levels, that are most important in structuring ichthyofaunal composition throughout south-western Australian estuaries. It is the first to adopt this approach for temperate microtidal waters. To achieve this, we have employed a novel approach to the BIOENV routine in PRIMER v6 and a modified global BEST test in an alpha version of PRIMER v7. A combination of all three scales best matched the pattern of ichthyofaunal differences across the study area (ρ?=?0.59; P?=?0.001), with estuary-wide and regional scales accounting for about twice the variability of local scales. A shade plot analysis showed these broader-scale ichthyofaunal differences were driven by a greater diversity of marine and estuarine species in the permanently-open west coast estuaries and higher numbers of several small estuarine species in the periodically-open south coast estuaries. When interaction effects were explored, strong but contrasting influences of local environmental scales were revealed within each region and estuary type. A quantitative decision tree for predicting the fish fauna at any nearshore estuarine site in south-western Australia has also been produced. The estuarine management implications of the above findings are highlighted.     

地下水系统径流带的模糊划分模式

提出了径流带划分的模糊划分模式,为准确进行水文地质参数分区和建立水文地质概念模型创造了条件.结合某水文地质单元的实际进行了应用,取得了满意的结果.     

城市化对地下水流系统的影响

随着世界经济的飞速发展和人口增长,城市的规模和数量也在急剧增加,城市化的趋势变得日益明显,尤其在发展中国家。在这一过程中,地下水所扮演的角色越来越重要,揭示城市化与地下水各方面之间的相互影响规律以实现其可持续发展,成为一个全球性的重要研究课题。本文在分析世界城市人口增长规律和地下水对城市供水的重要性基础上;以三个典型示范城市为例,进一步具体探讨了城市化对地下水补给与地下水流系统的影响。最后认为,城市化会引起地下水补给量的增加;但城市大规模和经常性毫无节制地开采地下水可产生明显的地下水位下降、地面沉降和盐水入侵而导致地下水流系统的剧烈改变。     

基于Sufer软件的区域地下水埋深等值线图绘制应用分析

介绍Golden Software Surfer(简称Surfer)绘图软件的功能特点,以及借助其等值线绘制软件系统制作区域地下水埋深等值线图的方法。     

基于MODFLOW的地下水流模型前处理优化

MODFLOW中现有的降水补给数据和井流数据是基于每个剖分网格输入的,导致基于MODFLOW建立大区域水流数值模型前处理的降水补给文件和井流文件存储开销过大、读取效率低。为此,通过改进现有的降水补给子程序包RCH及开发新的子程序包RAW,给出了一种基于面状补排项的数据输入新方法。改进后的MODFLOW程序通过读取RCH文件或RAW文件中每个分区的补排量数据,以及每个网格对应的分区编号,在程序内部实现了补排量向每个模型网格的分配。RAW子程序包实现了多层面状补排量的表达,可用于面状的地下水开采、农业回灌等源汇项的处理。相对于原始的源汇项数据存储方式,基于新方法建立的华北平原地下水流模型,RCH及RAW文件大小分别减小为原来的1/145和1/255,整个模型数据的读取时间的加速比为7.46。     

水源热泵系统中地下水流贯通及其对温度场的影响

利用含水层储能的一般特点,提出流贯通;分析流贯通和热贯通的相互作用、相互影响及对工程实际的意义;并基于地下水水热运移的基本原理,建立地下水流动和热量输运的耦合数值模型。在此基础上对沈阳某场地水源热泵工程的运行进行流场及温度场的数值模拟分析,给出产生流贯通的依据,即利用水力坡度定量的判断流贯通发生与否;当水力坡度变化非常小、可忽略不计时,认为含水层出现流贯通;进而研究抽、灌量对流贯通的影响,发现抽、灌量越大,则出现流贯通时间越短;而大量的抽、灌量更容易发生流贯通,进而会引起热贯通的发生。在实际工程中可降低抽、灌水量,在条件许可的情况下可提高抽、灌井的间距,并可在抽、灌井运行一个周期后调整抽灌井位置,以减少热贯通的发生。     

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。     

沉积学与层序地层学研究新进展——第18届国际沉积学大会综述

从含油气盆地的油气勘探应用角度总结了沉积学与层序地层学研究新进展.内容包括三级层序和体系域类型及其石油地质意义;层序地层在非常规油气勘探中的应用;古土壤和遗迹化石在层序识别中的意义;盆地类型与沉积体系研究进展,包括不同盆地类型沉积分析如构造气候与沉积、前陆盆地沉积、断陷盆地沉积、走滑和弧前盆地的沉积等,涉及碎屑沉积的湖...     

Radial Deformations Induced by Groundwater Flow on Deep Circular Tunnels

Summary. The magnitude and distribution of ground deformations around a tunnel are often monitored during construction and provide key information about ground-support interaction and ground behavior. Thus it is important to determine the effects of different parameters on ground deformations to accurately and effectively evaluate what contributes to ground and support behavior observed during excavation. This paper investigates one such relation: the effects of seepage on radial deformations. A number of numerical analyses have been conducted with the following assumptions: deep circular unsupported tunnel, elastic ground, isotropic far field stresses, dry ground or saturated ground with steady-state water seepage. The analyses cover a wide range of tunnel sizes, effective stresses, and pore pressures. Results from the numerical simulations confirm previous analytical solutions for normalized radial deformations behind the face (i.e. on the tunnel side of the face) of a tunnel excavated in dry ground, and have been used to propose a new analytical formulation for normalized radial displacements ahead and behind the tunnel face for both dry and saturated ground with water flow. Water seepage substantially increases the magnitude and distribution of the normalized radial deformations ahead of the face and at the tunnel face, but does not change much the displacement distribution behind the tunnel face.     

水源热泵系统对地下水流系统的影响评价

地下水水源热泵系统是一种"绿色"利用资源与能源方式,它对地下水流系统的影响程度,关系到水源热泵系统建设的可行性.依据实例中的地下水抽水与回灌试验数据,利用数值模拟模型,定量研究水源热泵系统对地下水流系统的影响程度,为水源热泵系统建设中水资源保护,提供技术支撑.