安塬水源地地下水流三维数值模拟

安塬水源地为干河冲洪积扇型水源地,含水层由第四系冲洪积层构成,厚15～30m,非均质,各向同性.受含水层底板坡降的影响,潜水面坡降较大,为5％～8％.三维流特征明显,尤其是抽水试验时在抽水井周边区域不同深度的水头差别更为显著.为了观测不同深度的水位,在群孔抽水试验时在同一观测孔中按上、中、下不同深度设置了3组观测管分别进行水位观测,从而为三维数值模拟提供了水位数据,并以该资料为依据建立了三维有限差分模型,对6种开采方案进行了数值模拟计算和预报.通过11a的开采,证明建立的三维有限差分模型可靠,为水源地的地下水开采建立了较为可靠的数学预报模型.     

郑州北郊水源地地下水流三维有限元模拟

本文从傍河水源地地下水流动的三维特征分析入手，结合三维有限元数值模型，模拟了两组大型抽水试验，识别和反求含水层参数，进一步对地下水开采方案进行了评价。     

广州江村水源地岩溶地下水流场数值模拟

采用GMS软件建立江村水源地岩溶地下水水文地质概念模型,利用MODFLOW模块模拟了岩溶地下水分布。模型识别、验证结果表明,所建立模型达到精度要求,真实地反映了该区域地下水水力特征,为该地区地下水污染调查评价奠定了基础。     

大武水源地岩溶地下水开采动态数值模拟分析

综合考虑大武水源地复杂的水文地质条件,运用三维数值模拟技术,采用断层带状剖分方法,在大武水源地建立了地下水流动的三维数值模型.模型采用任意多边形网格有限差分法求解,把断层带作为单独的水文地质参数分区参与模型运算,较好地刻画了断层的性质,模拟计算水位结果与观测水位资料拟合检验效果良好.为了保证大武水源地岩溶地下水能够合理的持续开发利用,在此模型基础上和在不考虑上游太河水库放水条件下,模拟计算得出了平水段和枯水段水源地地下水的允许最大可开采量分别为39.7万m3/d和26.2万m3/d.     

刘庄水源地地下水流三维有限差分模拟

以刘庄冲洪积扇型水源地勘查试验资料为依据 ,建立了三维有限差分模型 ,摸拟了一组开采抽水试验 ,识别和反求水文地质参数 ,对 6种开采方案进行了数值模拟计算和预报。其中在平水年第 1方案最佳 ,枯水年第 6方案适宜。     

酒泉钢铁公司地下水源地数值模拟及水位预报

依据实际勘察资料,在全面阐述供水水源地水文地质条件及开采状况,进行地下水均衡计算的基础上,建立了勘察区地下水二维流水量数学模拟模型,重点以酒钢近期和远期对地下水资源的需求量2个开采方案为依据,利用模型对未来水源地地下水位的变化趋势和特征进行了预测预报。结果表明,各水源地总计按近期27.648万m3/d开采至2030年,开采区最大水位降深小于设计允许降深12m,并均已形成稳定的降落漏斗,由此引起的泉水溢出量减少对酒泉西盆地生态环境基本无影响,对现有的其它水源地影响甚微。而各水源地总计按远期34.56万m3/d开采至2030年,北大河、嘉峪关水源地开采井降深小于设计允许降深,自2011年降落漏斗已基本稳定,但黑山湖水源地开采降落漏斗中心最大水位降深分别为17.22m和23.60m,远大于设计允许降深,并且地下水位持续下降,降落漏斗不断扩大并与北大河、嘉峪关水源地降落漏斗相连形成区域性大降落漏斗,由此引起的水位降幅将使现有的泉水大量衰减直至完全消失,对下游生态环境将产生巨大的负面影响。为实现水资源的永续利用和酒钢经济的可持续发展,酒泉公司未来必须实施开源与节流并具的用水战略。     

靖安水源地地下水流模拟与预测

地下水数值模拟是地下水资源评价的重要方法之一。应用GMS软件建立靖安水源地的地下水流数值模型,利用该模型对设计的不同开采方案进行模拟,预测降水保证率95%条件下各方案开采20年后的地下水流场变化及水位变化情况。结果表明,当水源地总开采量为10万m3/d时,地下水流场能够达到稳定状态,中心水位降深较小,不会对生态环境造成明显影响。     

渭干河流域三维地下水流数值模拟

在新疆首次采用六层含水系统的三维地下水流数值模拟，对渭干河流域地下水资源进行评价．同时．在处理混合井流和混合观测孔时，采用“渗流一管流耦合模型”；在处理河流入渗和降雨入渗方面采用了“入渗滞后补给法”；处理潜水蒸发方面，采用了非线性关系来刻画潜水蒸发强度和潜水位埋深的关系．用“参数迭代法”来确定水头未知的含水层的初始水头，提高了模型的仿真性及对地下水资源评价的精度．     

郑州市航空港区应急水源地数值模拟研究

在分析郑州市航空港区地质、水文地质条件的基础上,采用Visual Modflow软件对郑州市航空港区应急水源地进行了地下水数值模拟研究,通过对研究区的地下水流场与实测资料的识别与校正,建立地下水模型,并对不同的开采方案进行预测评价,为拟建水源地的科学运行提供了重要依据。     

基于数值模拟的岩溶地下水源保护区划分技术研究

以山东省邹城市某岩溶水源地为例,研究数值模拟方法在岩溶地下水水源地保护区划分中的应用,以及水文地质参数对于水源地保护区划分结果的影响。基于GMS软件构建了研究区三维非稳定流地下水数值模型,采用质点追踪技术,通过反向追踪示踪粒子在运移100 d、1 000 d以及25 a后的位置及迁移轨迹,对该岩溶水源地进行保护区划分;改变数值模型中的主要水文地质参数,以变化后的保护区面积作为衡量参数敏感度的指标,并计算各参数的敏感度系数,研究水文地质参数对于保护区划分范围的影响。结果表明:当参数改变幅度在20%范围内时,一层垂向渗透系数(VK1)的敏感度系数最大可达到2.63×10-3,二层垂向渗透系数(VK2)的敏感度系数最大可达到3.64×10-3;垂向渗透系数的敏感度明显高于其他参数,说明垂向渗透系数对保护区划分范围的影响最大。因此,在应用数值模拟法对岩溶地下水源地进行保护区划分时,应尤其注意模型中各含水层垂向渗透系数取值的准确性和合理性。      

三维地质建模及油藏数值模拟一体化剩余油分布规律研究

剩余油分布规律研究一直是中后期油田开发的研究重点和难点,研究方法也多种多样.针对马岭油田中一区的开发特点,采用三维地质建模和油藏数值模拟一体化技术研究思路,在构造特征研究、精细地层对比、沉积相研究和流动单元研究的基础上,建立了中一区延长组到富县组的三维立体地质模型,从而为油藏数值模拟提供了初始静态地质模型.在历史拟合的基础上通过精细油藏模拟方法进行了油藏剩余油分布模拟计算,并结合沉积相和流动单元分析了剩余油分布规律,从而为油田下步方案调整提供了挖潜方向.     

多尺度有限单元法求解非均质多孔介质中的三维地下水流问题

应用多尺度有限单元法模拟非均质多孔介质中的三维地下水流问题。与传统有限单元法相比，多尺度有限单元法的基函数具有能反映单元内参数变化的优点，所以这种方法能在大尺度上抓住解的小尺度特征获得较精确的解。在介绍多尺度有限单元法求解非均质多孔介质中三维地下水流问题的基本原理之后，对参数水平方向渐变垂直方向突变的非均质多孔介质中的三维地下水流和Borden实验场的三维地下水流分别用多尺度有限单元法和传统等参有限单元法进行了计算，结果表明在模拟高度非均质多孔介质中的三维地下水流问题时，多尺度有限单元法比传统有限单元法有效，既节省计算量又有较高的精度；在模拟非均质性弱的多孔介质中的三维地下水流问题时，多尺度有限单元法虽然也能在大尺度上获得较为精确的解，但效果不明显。     

NO3-中15N和18O同位素新技术在岩溶地区地下水氮污染研究中的应用——以河南林州食管癌高发区研究为例

介绍了在野外用阴离子交换树脂收集地下水中的NO-3的新技术,以及用AgNO3 和氧化铜丝及铜颗粒燃烧反应测定氮同位素比值;用AgNO3+ C(石墨)生成CO2 测定NO-3 中氧同位素比值的密封石英管燃烧法。安阳和林州岩溶区饮用水中广泛的NO-3 - N污染大大超过饮用标准,食管癌的死亡率与饮用水中NO-3 、NO-2 、NH+4 和亚硝胺过剩的含量成正比。δ18O和δ15N资料证实,饮用水中的NO-3主要来自农家肥和化肥,这个地区没有发生有意义的反硝化作用,而以硝化作用为主。在食管癌低发区(东部)存在反硝化作用而使该区地下水中硝酸盐含量降低。δ18O和δ15N资料还表明氧化环境中可能出现局部反硝化作用。      

三维地震资料在古应力场反演和裂缝预测中的应用——以胜利油田富台潜山为例

针对古构造应力场反演计算中建立“古构造模型”和“约束条件”时所存在的问题,本文提出了应用三维地震资料进行古构造应力场反演的思路和方法,并以富台潜山为例,阐述了如何用三维地震资料来解决古构造应力场研究的“定时”、“定向”和“定量”问题。胜利油田富台潜山研究的实践表明:三维地震资料可以用来较好地解决古构造应力场研究中的“三定”问题,其结果的可靠性总体可以得到保障。因此,据于三维地震资料精细解释而进行的古应力场数值反演是古应力场研究的有效途径,同时也为裂缝的预测提供了基础。     

典型窝崩三维数值模拟

窝崩是冲积河流常见的一种崩岸类型,具有发展速度快、破坏力强等特点,且不易成功模拟。以长江下游扬中河段指南村窝崩为例,基于窝崩机理及其力学模式,采用考虑回流区紊动影响的挟沙力公式模拟窝塘内泥沙输移,初步建立了窝崩三维数值模拟方法。研究结果表明:窝崩发生初期窝塘内局部水流具有底层流速大于上层流速的特征,这为窝塘底部及坡脚淘刷提供了动力条件;窝塘内回流区水流挟沙力的计算对窝崩形态模拟结果存在显著影响,考虑回流区紊动影响的泥沙输移特性后,模拟结果与实测结果基本吻合,可较好地模拟窝崩的快速发展过程。研究成果可为窝崩机理的深入认识和窝崩治理提供科技支撑。     

3-D numerical models of viscous flow applied to fold nappes and the Rawil depression in the Helvetic nappe system (western Switzerland)

The Helvetic nappe system exhibits three-dimensional (3-D) features such as the lateral variation in geometry between the Morcles and Doldenhorn fold nappes or the Rawil depression. We perform 3-D finite element simulations of linear and power-law viscous flow to investigate fold nappe formation during shortening of a half graben with laterally varying thickness. 3-D ellipsoids and corresponding 2-D intersection ellipses are used to quantify finite strain. Fold nappes which formed above a thicker graben have (i) larger amplitudes, (ii) a less sheared and thinned overturned limb, and (iii) a larger thickness than fold nappes formed above a thinner graben. These results agree with observations for the Morcles and Doldenhorn nappes. We also perform 3-D simulations for a tectonic scenario suggested for the evolution of the Rawil depression. The basement is shortened and extended laterally and includes a graben which is oblique to the shortening direction and acts as mechanical weak zone. The graben causes laterally varying basement uplift generating a depression whose amplitude depends on the graben orientation and the stress exponent of basement and sediments. The axial plunge of the depression is smaller (approximately 10°) than the observed plunge (approximately 30°) indicating that additional processes are required to explain the geometry of the Rawil depression.     

An index to represent lateral variation of the confidence of experts in a 3-D geological model

A Confidence Index is proposed that expresses the confidence of experts in the quality of a 3-D model as a representation of the subsurface at particular locations. The Confidence Index is based on the notion that the variation of the height of a particular geological surface represents general geological variability and local variability. The general variability comprises simple trends which allow the modeller to project surface structure at locations remote from direct observations. The local variability limits the extent to which borehole observations constrain inferences which the modeller can make concerning local fluctuations around the broad trends. The general and local geological variability of particular contacts are modelled in terms of simple trend surfaces and variogram models. These are then used to extend measures of confidence that reflect expert opinion so as to assign a confidence value to any location where a particular contact is represented in a model. The index is illustrated with an example from the East Midlands region of the United Kingdom.     

波阻抗反演技术在三维地震勘探煤层解释中的应用

通过测井约束波阻抗反演技术,不仅提高地震资料纵向、横向分辨率,也提高了对复杂煤层及煤层宏观结构解释精度.利用该技术可对煤层厚度及结构进行定量解释,较好地完成了勘探中的任务要求.该技术可应用于煤田类似任务要求的勘探工作中.     

磁异常和梯度的频率域三维成像方法

三维反演在磁数据定量解释中具有重要作用.常用的空间域三维反演方法通常需要大量的正演和反演计算,因此对大规模数据的反演效率较低.三维成像是另一种定性和定量解释磁数据的重要方法.文中给出了一种磁异常与梯度三维成像的频率域迭代方法,该方法可以提高成像效率,适用于大规模数据的快速成像.笔者推导了磁总场异常和异常梯度频率域正演公式和成像公式,并将一种深度尺度因子引入成像公式中,提高了深度精度;笔者采用了迭代优化算法,减小了拟合误差,进一步提高了成像精度.通过理论模型数据试验和中国新疆某金属矿床实测数据,验证了本文方法的有效性、可行性.     

三维构造应力场数值模拟在含油气盆地构造裂缝分析中应用初探

在三维构造应务场数值模拟的基础上,依据岩石破裂准则、岩石内各点单位体积的形变比能分别进行目标层构造裂缝发育程度与岩石破裂系数、应变能之间定量关系研究、探索三维构造应力场数值模拟在含油气盆地裂缝分析中应用的思路方法。