时间序列模型和有限元模型在地下水资源评价和开发中的应用——以徐州市裂隙岩溶水为例

针对徐州市地下水长期无节制开采和管理不善而引起的多种环境地质问题,建立了与研究区裂隙岩溶含水层相适应的地下水流模型,并运用有限元方法进行求解。考虑到大气降水的多寡及其分配状况是影响地下水资源的最终决定因素,同时建立了研究区大气降水的时间序列模型,并应用于评价该区地下水资源,从而在宏观上为徐州市合理开采裂隙岩溶水资源提供科学依据。其结果对我国其它类似地区地下水资源的合理开采具有指导意义。     

地下水资源系统经济管理模型研究

以乌鲁木齐市柴窝堡供水水源地为例，运用系统分析方法和工程技术经济学原理，从水源地地下水可持续开发利用及水资源与社会经济环境协调发展的角度，探讨水源地合理开发与优化管理问题．研究过程中，在分析研究水源地地下水形成与分布规律的基础上，建立了水源地水地质概念模型与地下水流数学模型：利用长序列观测资料，对地下水流数学模型进行了识别与验证．模型识别与验证中，在进行降速场、梯度场两场同时拟合的情况下，又将水均衡分析结果结合起来，提高了模型的仿真性，保证了利用模型进行预测的可靠性．在此基础上，应用响应矩阵法，将最优化模型与模拟模型相耦合，从水源地开发与社会经济环境协调发展的观点出发，以供水净收益最大为目标函数，建立了水源地地下水资源系统经济管理模型．最后，利用有限元方法，对管理模型运行后产生的方案进行了模拟预测，评价了系统地下水的A级允许开采量．     

鄂尔多斯盆地东北部天桥岩溶地下水区域模型与嵌套模型

如何评价陕北能源化工基地黄河西岸非完整岩溶水系统的地下水资源是一个难点。通过建立区域模型（1km×km）和嵌套水源地模型（100m×100m）,利用大尺度的区域模型为小尺度的精细水源地模型提供边界水头。通过6种不同的开采方案模拟的结果,分析了黄河西岸水源地开采对周边水源地和区域地下水系统的影响,确定了天桥岩溶系统中各子泉域之间的相互关系和万家寨水库蓄水对地下水循环补给的影响,评价黄河西岸水源地可开采资源量为60×104m3/d。     

Visual Modflow在郑州沿黄水源地地下水资源评价中的应用

通过在河南省郑州沿黄水源地使用国际通用的可视化标准软件Visual Modflow进行地下水资源的模拟与预报,建立了三维非稳定流数值模型,使用PCG2迭代方法求解,并按照设计开采量对地下水水位进行预报,根据模型预报结果,水源地设计开采量是可行的.MODFLOW 在郑州沿黄水源地地下水资源评价的成功运用,为研究区地下水资源的合理开发利用提供了科学依据,具有很好的应用和推广前景.     

基于地下水压力波传播过程的泉水流量灰色系统模型

根据岩溶地下水的运动特征,提出了岩溶地下水压力波形成与传播的概念模型,运用灰色系统理论建立了岩溶地下水的水文模型,包括泉水流量对降水量水力响应时间的求解方法及泉水流量对降水量的响应模型,并以山西柳林泉为研究对象,建立了泉水流量对泉域内不同区域降水量的水力响应时间求解模型。结果表明,泉域南部岩溶裸露区的水力响应时间为1年;泉域北部岩溶覆盖区的水力响应时间为7年,所得结论与泉域地质构造一致。基于南、北二区的水力响应时间,建立了带有时滞的描述泉水流量与降水量关系的GM(1,3)模型,模型回代检验的平均误差为6.05%;模型预测检验的平均误差为12.19%。研究证明,岩溶地下水的运动过程是压力波的形成与传播过程,泉水流量是地下水系统对大气降水的响应;水力响应时间是反映岩溶地下水压力波特性的主要参数,通过它可以实现对岩溶地下水过程的定量化描述和含水层的非均质性识别,基于岩溶地下水压力波传播原理建立的泉水流量对泉域内降水的响应模型可以比较准确地模拟泉水流量,为岩溶地下水资源的开发利用和保护提供了基础资料。     

平顶山市供水水源地优化管理问题的研究

本文以系统理论的观点和方法为指导,对平顶山市城市供水水源地——沙、湛河河间地块水源地的地下水优化管理问题进行了研究。文章论述了该地下水资源系统的构成特征和辨识方法,并重点讨论了用“响应矩阵法”建立地下水优化管理模型的前提条件和具体方法;最后依据所建立的管理模型分不同情况对水源地的优化开发与管理问题进行了研究,探讨了该水源地地下水资源的最佳开发利用与管理方案。     

济南泉域岩溶地下水三维等参有限元数值模拟

基于济南泉群研究区域岩溶水贮存和运动特征,建立了三维有限元数学模型,并利用等参有限元方法求解,再根据2001年、2002年的水文资料,识别模型参数,进一步对济南泉域内岩溶地下水的开采方案进行评价,探讨了济南市“保泉”与“供水”的可行性,为科学管理济南市泉群区域内地下水资源提供依据。      

焦作煤矿区岩溶水水位统计模型研究

针对研究区地下水系统结构等资料不完备,本文基于质量守恒原理和微积分原理,建立了地下水水位统计预测模型和水位延迟模型,并在焦作矿区得到验证。焦作矿区岩溶地下水对于降水响应结果表明,当延迟时间为10个月时,岩溶地下水水位与降水的相关系数最大,为0.83,而延时2个月和5个月时,相关系数分别只有0.71和0.78;模型观测孔水位预测结果表明,相关系数超过0.9的观测孔达60 %,相关系数超过0.8的观测孔则高达95 %;模型水位影响因素分析结果显示,在降雨、矿坑排水、地下水蒸发3个影响因素中,煤矿区岩溶地下水水位动态对降雨量响应最敏感,说明降雨量,尤其是长期稳定的补给量是地下水水位最主要的影响因素。该类模型适用性强,简易方便,有广阔的应用前景。      

黄河下游地上悬河段开采条件下侧渗量变化研究

本文主要通过模型的方法定量研究黄河下游悬河段地下水与黄河关系。在黄河影响带水文地质条件分析的基础上,将黄河作为地下水系统的混合边界条件处理,运用地下水模型软件FEFLOW建立研究区地下水流模拟模型。以模型为工具,重点评价了原阳水源地规划开采规模为40×104m3 d情况下,地下水流场和动态的变化趋势,计算了黄河侧渗量的变化情况。结果表明,地下水流场在开采10年后趋于稳定,地下水最大水位降深为20m,激发黄河水对地下水为补给量为1 02×108m3 a,占水源地开采量的69 7%。本研究还计算了8个规划新建和扩建傍河水源地条件下地下水变化趋势和黄河侧渗量的增加量。研究表明,黄河对于研究区地下水可再生能力的提高具有重要意义,规划新建和扩建傍河水源地新增地下水开采量4 86×108m3 a是有保证的。     

基于PLEIK模型的地下水防污性能评价——以川东南岩溶区为例

采用PLEIK评价模型对川东南岩溶区进行地下水防污性能评价。首先分别做出各评价指标的分区图,然后进行叠加计算,得出研究区地下水防污性能评价分区图。用评价分区图对各分区进行分析,研究其分布特征规律,为区域地下水污染防治规划及地下水资源保护提供科学依据。     

华北平原地下水年龄校正

地下水14C年龄一般指地下水和土壤CO2隔绝至今的年代.地下水测年在地下水水文学中占有特殊的位置,地下水测年可以用来确定补给区,估算地下水流速度、流量、补给速率、水力传导系数和有效孔L隙度,而且年龄数据还可以用来完善地下水流模型.本研究选择华北平原为重点研究区,利用地下水中的同位素和化学组分的测试结果,应用水文地球化学及同位素水文学等相关知识,通过六种传统模型和反向质量平衡模型(NETPATH)对华北平原地下水年龄进行校正.根据年龄校正结果,分析了深层地下水的年龄变化特点,确定了水流路径上发生的水文地球化     

中国东部及南海西部陆缘CO2气藏形成机理

以我国东部及南海西部陆缘众多CO2气葳为依据，分析了气藏中气体组分、同位素组成及分布特征，指出该地区从北至南分布着一巨型北东向岩浆幔源无机成因CO2气藏带，莺歌海盆地中具有壳幔混源特征，其形成机理与欧亚板块和太平洋板块碰撞俯冲带所形成的构造岩浆作用有关；靠近俯冲带，热源体以火山岩体、基性玄武岩为主，远离俯冲带则以泥底辟热流体为主；超壳断裂是幔源气和热源的输运通道。     

冰川动力学模式及其对中国冰川变化预测的适应性

冰川动力学模式以其优越的物理过程描述能力,在冰川变化的预测研究中占有重要地位.其中“频率响应模式”、“剖面形状因子模式”和“冰流模式”较为成熟,并且具备对山岳冰川演变的模拟分析能力.从发展历史、主要利弊以及适用条件和范围几个方面,对上述3种模式进行了讨论,并对其在我国冰川上的运用前景进行了探讨.     

西北地区高填方地基沉降的预测模型研究及分析

沉降变形一直都是困扰填方工程的关键问题,原始地基中存在的湿陷性黄土与粉质黏土会导致沉降增大以及不均匀沉降等现象的发生.因此,做好工程的沉降监测和工后预测,对于保障高填方地基的稳定性至关重要.笔者以西北某机场迁建工程中高填方沉降监测数据作为依据,分别应用双曲线、对数和指数拟合曲线对填方地基的沉降进行预测、分析与对比,总结...     

Grade and Tonnage Model of Contact Metasomatic Copper Deposit in China

INTRODUCTIONSystematic exploration theory is an important aspect ofquantitative prediction and exploration assessment of m ineralresources.Recently,the three- stage quantitative evaluation ofmineral resources (China Mineral Information ResearchInstitute,1996 ;Zhao,1995 ) is widely carried out in the West.The three- stage prediction and evaluation includes:1findingpracticable prospect area on the basis of analyzing m etallogenicgeological setting,2 establishing grade- tonnage model oftar…     

我国地面沉降若干问题研究

摘要：地面沉降主要有（1）主要由过量开采地下水引起的和（2）在新构造活动构造沉降的基础上，由开采地下水、油气、地下热水形成的地面沉降两种类型。不仅不同的土层有不同的变形特点，在不同地点的同一层土也有不同的变形特点。同一地点同一层土在不同时期的变形特点也不尽相同。建立数学模型时要根据土层实际变形特点分别建立相应的模型，才能模拟出真实的地面沉降情况。解决耦合问题和垂向、水平向尺度不同带来的困难也是正确模拟必不可少的。     

中国矿产资源潜力评价数据模型研制流程及方法技术

本文以中国矿产资源潜力评价工作专项的成果数据建模为实例,提出了复杂问题域数据模型的研制流程和实施策略,系统阐述了研制流程和实施策略的基本内容,简要介绍了设计思想、采用的方法技术以及相关研究成果。通过实践验证了研制流程和实施策略及方法技术的有效性、可行性、实用性和代表性,有一定借鉴意义和推广价值。特别适合以超大型、多专业、工程性以及面向空间数据为主要特征的大型地质项目数据资源建设。     

A prediction model for important mineral resources in China

Prediction models for mineral resources provide an analytical foundation and method to express the results of resource evaluations. The project “China National Mineral Resources Assessment Initiative” was conducted during 2006–2013, with the aim to determine the location, quantity, and quality of 25 important mineral resources occurring at depths of <1 km. There are currently 80 integrated prediction models on the scale of III–level metallogenic belts in use across China. The Huangshaping Pb–Zn polymetallic deposit, Hunan province, China, is used as a case study to establish methods and processes for developing a mineral resource prediction model that would be used for exploration targeting. The construction of prediction models requires the development of a classification scheme for the proposed prediction method appropriate for the prediction area. An initial metallogenic model is quantitatively transformed to a prospecting model, and then a prediction model. The incorporation of additional methodology, analysis of a comprehensive geological database, and correlation of asymmetric information between the well–explored typical deposit area and regional prediction area, yield an integrated prediction model. This paper also discusses the prediction modeling theory, and presents 12 models used for mineral assessments.     

中国西部植被水分利用效率的时空特征分析

利用净初级生产力模型C-FIX,陆面过程模型CoLM以及高时空分辨率的遥感数据集,定量估算了2002年西部地区1 km分辨率的水分利用效率(WUE)时空格局分布.模型估算2002年西部地区净初级生产力总量约为0.96 PgC,蒸散发总量约为2 098 km3,整个西部地区平均单位面积上年均WUE约为0.32 gC.mm-1.西部地区WUE时空分布格局具有显著的异质性:WUE最高值区主要分布在新疆西北部的天山和阿尔泰山区域,年均WUE最高可达4 gC.mm-1.m-2;其次为西藏东南隅以及陕西和甘肃南部山区,年均WUE约在1~2 gC.mm-1.m-2之间.WUE最低值广泛分布在青藏高原地区和西北沙漠地区,年均WUE基本在0.4 gC.mm-1.m-2以下.研究发现,西北干旱区内陆河流域荒漠植被呈现出相对高的WUE水平,反映出适度水分亏缺地区的天然植被生态系统可能具有较水分充足地区植被生态系统更高的水分利用效率功能.通过定量分析比较不同植被生态系统WUE特征及其季节变化廓线,得到西部地区主要植被生态系统的年均WUE大小为山区森林>荒漠乔灌丛>灌溉农田>高寒草地>寒漠和戈壁.     

南海北部陆坡构造坡折带中的天然气水合物

构造坡折带是由同沉积构造长期活动引起的沉积斜坡明显突变的地带,对盆地充填的可容纳空间和沉积作用可产生重要的影响,构造坡折带和油气资源分布有着较为密切的关系。本文首次把“构造坡折带”概念引入到天然气水合物调查研究中,认为:构造坡折带是天然气水合物发育和赋存的重要构造单元。论文从海底坡降、断层发育以及温压场环境等角度讨论了构造坡折带对天然气水合物的控制作用,发现BSR发育位置的海底坡降一般在10×10-2～30×10-2之间;利用论文中设计的相对构造强度的算法计算了南海北部陆坡D区的相对构造强度,发现相对构造强度的次高值区有利于水合物赋存;根据高分辨率地震数据计算的构造坡折带的温压场环境,发现构造坡折带中连续变化的温压场环境能够使游离气运移到适宜的温压场中并形成水合物。在对上述研究进行总结归纳的基础上,初步提出了南海北部陆坡构造坡折带中天然气水合物的成藏模式。