基于FEFLOW在地下水数值模拟中的应用综述

数值模拟法是地下水水量和水质评价的主要技术方法,通过简述地下水数值模拟的发展历程、FEFLOW软件的输入特点和功能,并结合FEFLOW在地下水模拟方面的应用现状,论述了对河流和断层处理的方法,最后提出了FEFLOW软件存在的问题及应用前景。研究结果可知:(1) FEFLOW是迄今为止功能最为齐全的地下水数值模拟软件,适用于各种尺度的地下水、多孔介质和热能传输项目,但这些领域基本都是水流和溶质运移耦合、水流和热量运移耦合等两场进行耦合,少见三场耦合研究实例;(2)存在无法实现源汇项单独处理等缺陷,仅能实现in/outflow on top/bottom菜单功能,降雨入渗和蒸发同时作用必须用净补给量来表达,增加了前处理的困难,在应用模型模拟时,由于FEFLOW网格划分时的数量受到限制,超大区域建模也容易出现不精确问题;(3)在对地下水污染物运移模型模拟时,通常考虑的是对流、弥散、吸附作用,而未有一阶化学非平衡反应,随着人类对地下水环境和质量的高度重视,对于两相有机和无机污染物迁移耦合研究将会是未来的研究重点。     

FEFLOW在区域地下水流场演化数值模拟中的应用

首先建立了洛阳龙门地区水文地质模型,然后运用FEFLOW软件对研究区寒武系地下水进行了数值模拟计算,得出了影响景区泉群正常出流的可能原因,主要有降雨量小,煤矿的开采,居民,企业,农业用水的增加等。     

FEFLOW在非洲某大水铜矿涌水量评价中的应用

非洲某大水铜矿（地下开采）水文地质条件复杂,解析法无法准确刻画。通过研究已有的勘察资料,分析勘察报告利用＂大井法＂计算涌水量的局限性,并应用数值法进行涌水量预测和评价。选用基于有限元计算的FEFLOW软件进行模拟,经过模型识别,建立合理的矿区地下水天然流场,并分析各源汇项水量均衡情况。最后预测开采条件下地下水流场的变化情况及矿坑涌水量。     

基于FEFLOW的岩溶管道模型构建方法探讨

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。      

基于FEFLOW的三维土壤-地下水耦合铬污染数值模拟研究

`土壤-地下水耦合数值模拟是定量刻画水流和溶质运移的主要手段。现有大范围场地尺度的研究受到数据采集难度及模拟计算量的限制,多是将土壤和地下水分成两个系统,这种方式不利于模型之间的计算反馈,易出现计算误差,因此将土壤和地下水作为整体系统研究具有重要意义。为精确刻画实际场地土壤-地下水系统中污染物迁移规律,揭示变饱和反应溶质迁移模型的参数敏感性,以某铬污染场地为研究对象,基于现场试验及前人研究所获数据,采用Galerkin有限元法建立三维土壤-地下水模型,定量描述六价铬在土壤-地下水中的迁移规律。在此基础上,通过改变补给条件,研究潜水面在土壤-地下水系统中的波动。并讨论阻滞系数和反应常数对溶质运移的影响。结果表明：在土壤中,污染物最大水平迁移距离为场地东南侧300 m;地下水中污染晕最大分布面积约为1.632 km2;垂向上土壤中的六价铬仅需15.6 h即可下渗至潜水面,第6天贯穿含水层。当潜水面随着补给量变化而波动时,地下水中六价铬会随水流进入土壤,影响土壤中污染分布。对溶质运移参数的讨论显示,当反应常数由0增大至10−6 s-1时,迁移出场区边界时地下水中污染物浓度约减少2000 mg/L,较难迁移至涟水河。基于FEFLOW的数值模型,能够解决各系统之间交互性差的问题,提供较为精确的模拟结果。     

FEFLOW软件在地下水动态预测中的应用

在分析大屯中心区地质及水文地质条件的基础上,运用GIS技术确定了研究区范围和定解条件,建立了地下水系统概念模型和数学模型,利用基于有限元原理的FEFLOW软件对模型进行求解,用水文观测井的地下水动态观测资料,对数值模型进行了识别和校验。运用识别后的数值模型对研究区地下水动态进行预测,表明大屯中心区Ⅰ＋Ⅱ含地下水属于周期性变化的动态类型,在现状开采下,降水能够以丰补歉,降落漏斗基本稳定。     

云南鹤庆西山岩溶地下水均衡模拟

鹤庆西山岩溶地下水是当地人们生产生活的重要水源,开展岩溶地下水均衡调查及计算模拟,掌握研究区岩溶地下水动态,对鹤庆西山地下水资源开发利用及管理有重要的意义。本文在收集研究区地质资料的基础上,对研究区的自然地理条件、地层岩性、地质构造和水文地质条件等地质背景进行分析并划分岩溶地下水系统。采用数值模拟法对云南省鹤庆西山岩溶地下水均衡进行了模拟计算,并与水量均衡法进行了对比。结果表明:岩溶系统划分合理,各岩溶子系统补给与排泄基本均衡;各岩溶子系统的排泄以集中排泄为主,集中排泄占总排泄量的67%~92%;考虑岩溶管道的集中排泄模型更符合研究区岩溶地下水运动特点。      

MODFLOW和FEFLOW在国内地下水数值模拟中的应用

数值模拟是研究地下水资源问题的主要手段。介绍MODFLOW和FEFLOW这两款地下水数值模型在国内地下水模拟中的应用,比较分析二者在基本原理、模型特点、以及应用领域等方面的差异,提出地下水数值模型的发展趋势。     

西南岩溶山区某石化类场地地下水污染风险评价

本论文以西南岩溶山区某石化类场地为例,以污染场地风险评价导则作为指导,结合国内外地下水污染风险评价方法,在完成场地地下水污染风险识别以及源项分析的基础上,建立了符合场区实际水文地质条件的地下水水流及溶质运移数值模型,对不同情形下污染物泄露对场区浅层孔隙-溶蚀裂隙地下水的影响进行预测,结合预测结果建立了场区地下水污染风险...     

基于FEFLOW的地下水热源渗流温度研究

为研究地下水"热"源对于渗流场的影响,选取某水库水源地辐射取水区及部分扩张区为研究范围,使用地下水通用软件FEFLOW对单一地下水热源作用下的Y型河道的渗流场和温度场进行研究,得出地下水热源对渗流场和温度场的影响规律,结果显示:地下水位受水源的影响,在不同位置水位不同,含水层内随着到水源点距离的增加,水位逐渐降低,到达某个位置时会保持稳定不变;靠近地表的地下水温会随着到水源点距离的增加逐渐降低,在垂向上,含水层内地下水温随着高程的降低逐渐降低,而在库水区,受库水的影响垂向水温变化规律则刚好相反,研究结论可为实际工程提供理论指导。     

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.     

基于FEFLOW的海水入侵数值模拟

在系统分析珠江口东岸地区地质及水文地质条件的基础上,建立了研究区海水入侵三维溶质模型,利用基于有限元原理的FEFLOW软件对建立的模型进行求解,用地下水位和浓度的动态观测资料对模型进行了识别和校验。运用识别后的模型预测了在不同开采条件下,研究区海水入侵的趋势。研究结果表明减少地下水开采量,海水入侵面积可逐步减少,入侵可得到有效控制;在减少开采量的情况下,相较于基岩裂隙含水层,第四系含水层海水入侵面积收缩较慢。     

我国地下水数值模拟软件应用进展

随着地下水模拟软件的不断更新完善,以Visual MODFLOW、GMS和FEFLOW为代表的一批标准化软件在我国的应用更加广泛,为提高国内的地下水模拟技术水平有巨大帮助。在介绍国外模拟技术发展的基础上,重点介绍了上述软件在我国的应用进展情况。     

某四氯化碳污染场地自然恢复的地球化学特征

为了给某四氯化碳污染场地修复设计提供理论基础,在场地监测采样的基础上结合地球化学还原脱氯作用的反应过程,筛选了硫酸盐、二价铁、氯化物、三氯甲烷、碳酸氢盐作为标志性组分,开展了场地自然恢复的地球化学特征分析,划分对比了污染羽中部内外两区域各指标的质量浓度差异,结果显示：污染羽中部范围内标志性组分间具有明显的空间相关性,即反应物硫酸盐质量浓度明显降低,伴随了生成物二价铁所占比例的明显升高和降解产物氯离子与三氯甲烷质量浓度的升高,且显示了碳酸氢盐质量浓度的减少;上述指标之间的关系说明了四氯化碳脱氯作用的发生。本次地球化学特征分析显示出该污染场地具有较强的自然恢复潜势。