数值模拟法在地下水水源地保护区划分中的应用

地下水资源是北京供水系统的支柱,设立地下水水源地保护区,是保护水源地最大可能免受人类活动影响、保证水质安全的重要措施。论文以北京市某典型水源地为例,在收集相关水文地质勘查、长期动态观测、水源地开采现状、规划及周边污染源调查等成果资料的基础上,建立了地下水系统水文地质概念模型,模拟出地下水流场。通过质点追踪技术,计算水源地水力捕获带范围。综合考虑水源地周边地形、地物和潜在风险污染源等因素,确定了水源地保护区的范围。结果表明,数值模拟法能客观详细地刻画实际地下水含水层的结构与水文地质条件,划分结果可靠、准确,能为地下水管理部门提供有效合理的保护依据。     

应用数值模拟法划分滕州岩溶水水源保护区

根据2007年2月1日实施的<饮用水水源保护区划分技术规范>(HJ/T338-2007),以滕州荆泉岩溶水系统为研究对象,采用Visual Hodflow中的HT3DHS模块建立地下水溶质运移模型,进行了水源地规划开采状况下的数值模拟研究.依据模拟结果和有关技术要求分别将污染物运移100 d和1 000 d恰好到达水源地中心的捕获区划分为一级保护区、二级保护区,二级保护区以外的地下水补给区划分为准保护区.水源保护区的划分为保护地下水水质、保障城市供水安全提供了决策依据.     

划分地下水源地保护区的数值模拟方法

本文提出了一种划分地下水水源地保护区的方法,首先用地下水模拟系统中的MODFLOW建立研究区的数值模拟模型,获得地下水流场;然后再将水源地划分为3级保护区,用MODPATH确定各保护区的范围;最后根据国家饮用水标准,采用MT3D确定主要污染质在保护区中的可释放阈值,并给出了应用实例。     

数值模拟法在张掖市东郊水源地保护区划分中的应用

根据张掖东盆地水文地质条件和水源地地下水开发利用现状,采用Visual Modflow4.1软件分别建立地下水水流和水质模型,通过计算污染物污染负荷值确定运移污染质及其初始浓度,在水流模型预测水源地未来开采形成的稳定流畅环境下运行水质模型,模拟计算该污染质在规定时间内到达水源地捕获带的位置,运移100天的范围划定为水源...     

岩溶水饮用水水源保护区划分技术方法——以邯郸市羊角铺水源地为例

位于峰峰矿区内的羊角铺水源地日开采奥陶系岩溶地下水达为9万m3,为一个大型的水源地。参照《饮用水水源保护区划分技术规范》大型水源地保护区范围确定应采用数值模型模拟计算的规定要求,本文根据羊角铺水源所在地下水系统的水文地质特征,结合模型技术的要求,利用目前国际上流行的visual modflow软件,采用数值模拟法对地下水系统的溶质运移进行模拟预测,并据之确定出羊角铺水源地不同级别的保护区范围,具体是:以水源地地下水开采井为中心,溶质质点迁移100天的距离为半径所圈定的范围作为水源地一级保护区范围,溶质质点迁移1000天的距离为半径所圈定且除去一级保护区以外的范围为二级保护区,将水源地所在的岩溶水子系统的奥陶系灰岩裸露补给区范围划定为准保护区范围。     

饮用水水源地保护区划分研究——以山东羊庄盆地地下水水源地为例

根据羊庄盆地水文地质条件和规划水源地开发利用状况,采用Visual Modflow4.0及其中的MT3DHS模块分别建立地下水水流和水质模型,在水流模型预测水源地未来开采形成的稳定流场环境下运行水质模型,模拟计算污染质在规定时间内到达水源地捕获带的位置,运移100 d的范围划定为水源地一级保护区,运移1 000 d的范围划定为水源地二级保护区,二级保护区以外至羊庄盆地流域边界划定为水源地准保护区;同时结合当地环境条件提出了对一级保护区实行圈网管理,在各级保护区重要边界点设立界桩、界牌、禁止在区内建设严重性污染企业等环境管理措施和布设水环境监测点,加强上游城镇及工业污水、废水处理效果监测等污染防治对策.     

丁庄水源地地下饮用水源环境质量评价研究

地下水是水资源的重要组成部分,以山东省枣庄市的丁庄水源地为研究对象,基于水源地及周围监测点历年监测数据,对水源地地下水环境质量进行评价,结果表明:丁庄地下水水源长期存在总硬度和硫酸盐超标现象,总硬度和硫酸盐最高值分别可达764 mg/L和577 mg/L。超标原因主要为地质及周边煤系地层影响。针对水源地地下水环境质量状况和部分水质超标的实际,枣庄市应进一步完善机制,通过各种有力措施,加大饮用水水源保护力度,确保地下水资源可持续发展。     

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。      

基于OLHS随机模拟的地下水源地保护区划分

为解决确定性模型可能为地下水源地划分带来的保护不足或过保护问题,探索采用基于正交拉丁超立方抽样法的地下水模型研究,并结合粒子反向追踪技术,进行地下水流随机模拟和对应保护区的概率统计分析,最终得到具有分布概率的保护区范围。为验证该方法的实用性与可靠性,选取北京市平谷区王都庄应急水源地进行实例应用研究。在考虑渗透系数和降雨补给量随机抽样组合基础上进行地下水流动随机模拟,并完成对应保护区划分和加权统计。与确定性模拟划分结果相对比:一级保护区中,确定性模拟划分结果仅相当于随机模拟结果中统计概率70%以上的范围;对于二级保护区,确定法对应保护面积相当于随机模拟结果中50%概率以上的范围。实例研究表明,基于正交拉丁超立方抽样的随机模拟法可完成多个不确定性输入变量条件下的随机模拟,且在小样本数的基础上获得理想结果,适用于复杂水文地质条件下的地下水源地保护区划分研究。     

地下饮用水水源保护区划分三维渗流与溶质运移耦合数值模型

针对《饮用水水源保护区划分技术规范（HJ/T338-2007）》要求,以河北省邯郸市羊角铺岩溶地下饮用水水源保护区划分为例,通过对其水文地质特征的概化,建立了相应的水文地质概念模型;在此基础上,构建了与此相适应的地下水渗流与溶质运移三维耦合数值模型,并通过对羊角铺地下饮用水水源周围溶质运移规律的模拟预测,划分出羊角铺地下饮用水水源的一级保护区和二级保护区。     

地下水水源地重点补给地段保护区划分研究——以玉符河流域为例

解决好城市饮水安全问题,要科学划定和调整饮用水水源保护区,切实加强饮用水水源地保护工作.以玉符河流域为例,在综合分析玉符河流域水文地质特征、富水机理及地下水污染方式的基础上,结合玉符河流域特殊地质情况,采用经验公式法确定保护区半径,进而对玉符河流域地下水水源地保护区范围进行划定,在划定过程中要将水源地补给区重点渗漏段与...     

埋藏型岩溶地下水源地的三维数值模拟——以天津市宁河北岩溶地下水源地为例

根据宁河北岩溶地下水源地已有的水文地质勘查成果和大型抽水试验资料,对研究区水文地质条件进行概化,建立地下水流三维非稳定流数学模型并进行数值计算,对开采性抽水试验的地下水位变化过程进行模拟。结果表明,该模型可以刻画埋藏型水源地地下水流场的变化过程,用它对规划的水源地三种开采方案的开采动态进行预测计算也取得了良好的效果。模拟计算中将开采条件下浅层第四系含水层对深层奥陶系灰岩含水层的越流补给处理为边界条件,可以刻画埋藏型水源地在开采条件下获得的补给增量。      

暗河管道边界控制下的饮用水源地保护区划分方法研究

科学设立饮用水水源地保护区,是保护饮用水水源地免受人类活动影响、保证水质安全的一项重要措施.岩溶地区复杂的大气降水→地下岩溶管道→地表水"三水"转化过程,给饮用水源地保护区划分工作带来了极大的困难与挑战.本文以川东广安龙滩河集中式饮用水源地为例,应用水文地质分析方法研究区域"三水"转化规律,创新性提出将暗河管道作为河流...     

数值模拟方法在隐伏岩溶水源地保护区划分及污染治理中的应用

文章以北京市东南郊大兴迭隆起隐伏岩溶水子系统内的两个水源地（大兴念坛水源地与通州龙旺庄水源地）为例,研究数值模拟方法在隐伏岩溶地下水水源地保护区划分中的应用。研究基础为基于GMS建立的包括第四系与岩溶含水层在内的三维非稳定流地下水数值模拟模型,采用的主要技术手段为质点追踪技术,结合溶质质点迁移100 d与1 000 d的距离划分水源地的一级与二级保护区,并提出相应的污染防控措施。研究得出,对于隐伏岩溶水大部分来自上覆第四系松散孔隙水越流补给的情况,岩溶水源地保护区即是上覆松散含水层的保护区范围,应加强第四系孔隙含水层地下水污染的防治,以保护岩溶水不受污染。      

基岩裂隙水数值模拟探讨——以七台河市特大型应急水源地为例

桃山水库是七台河市三区一县城区的唯一供水水源,近年来降水量普遍偏小,桃山水库蓄水水位、蓄水量持续下降。为保证城市居民生活生产用水安全,在桃山水库上游倭肯河河谷发现一处地下水类型为白垩系砂岩裂隙水的大型水源地。为确保该水源地满足可持续开发利用和极端干旱年份的应急供水需求,本文建立了地下水流数值模拟模型,进行地下水系统的整体模拟。根据模拟结果,从该地区地下水的长期可持续利用要求出发,该区日开采量以不超过5.2×104m3为宜。在该开采条件下,地下水位的下降深度较小,对水库周边环境不会造成不良影响;从应急开采的角度考虑,由于桃山水库的存在,地下水与地表水水力联系密切,具有较强的应急能力,在极端干旱年份应急开采维持1年的合理开采量为18.2×104m3/d。根据建立的地下水流数值模拟模型:不仅提供合理的地下水可开采资源量,而且对地下水位的变化情况进行预测预报,实现地下水资源合理开发利用与生态环境的可持续发展。建立七台河市特大应急水源地地下水流数值模型,对进行地下水资源及其环境问题综合评价,十分必要和迫切,具有重要的理论意义和实用价值。     

干旱区城市水系规划研究——以内蒙古乌海市为例

干旱区约占我国陆地面积的30%,区内水资源短缺,严重的制约了城市的发展,因此探讨干旱区城市水系规划对区内城市发展具有重要意义.以内蒙古鸟海市水系规划为例,对干旱区城市水系规划的内容和模式进行研究.认为干旱区城市水系规划应在协调水资源利用的同时,更注重水系的生态环境发展与景观系统规划,以实现水资源的可持续利用和水系的可持...     

节约集约利用城市地下空间——以武汉市为例

通过研究节约集约利用地下空间的内涵,分析节约集约利用地下空间过程中的制度障碍,结合武汉的具体实践,提出对地下空间用地管理的进一步思考。研究认为:节约集约利用地下空间资源是城市建设用地节约集约扩展的基础,要完善地下空间权属的三维地籍登记体系和健全经营性地下空间使用权的价格形成机制;在土地权属登记上,要标注三维坐标,明确空间范围;在基准地价构建上,要完善地下空间的用途修正、优化容积率修正并增设深度修正。     

鄂尔多斯盆地白垩系地下水循环特征的水化学证据——以查布水源地为例

从水化学角度出发,利用查布水源地水化学水平及垂向分布特征,分析了查布水源地地下水的循环规律。结果表明:从水源地地下水水化学空间分布规律及从东西部水化学演化规律对比特征来看,水源地地下水在东部边界接受补给,地下水从东向西径流,在西边界排出区外。从水化学成分的垂向变化特征得出:包乐浩晓苏木以东的地下水从上向下径流,包乐浩晓苏木以西的地下水从下向上径流,地下水由中深层向上顶托补给浅层地下水。水源地地下水浅循环与中循环的分界线在埋深150～200 m之间;中循环和深循环的分界线在埋深600 m左右。     

城市地下空间资源开发利用的思考——以上海市为例

地下空间资源作为拓展城市发展空间和优化设施布局的一项宝贵资源是城市规划和建设的热点。本文以上海市为例,对城市地下空间资源的开发利用进行了探讨,以期对国内城市地下空间资源的综合利用有所启示。首先,本文对上海市主城区城市地下空间资源的开发类型、强度、密度和深度进行了分析,对竖向分层开发策略进行了讨论。然后梳理了上海市地下空间资源开发中存在的问题,并从创新开发理念的角度进行了思考,提出关于城市地下空间资源开发利用的一些思考。