地下水质模型在人工回灌中的应用

随着水文地质工作的不断深入和计算技术的发展,在地下水质研究方面,已由定性研究发展到定量研究,开始应用地下水质模型解决实际问题。地下水质模型是应用数学模型研究地下水中可溶物质弥散迁移时,浓度的时空变化规律,预测被污染地下水的瞬时状态与扩展范围,对污染物质在地下水中的迁移作出定量评价,为制定合理有效的防治污染措施提供科学依据。近年来,世界上一些发达国家已开展了地下水质模拟研究,建立了若干相应的水质模型。我国从1980     

爆炸波影响地下结构的数值模拟方法

采用动力有限元,利用特有的爆炸单元直接计算炸药在岩土介质中爆炸、爆炸波传播及遇到地下洞室对其产生影响的全过程,并针对某现场大型地下洞室抗爆试验,利用数值模拟,分析计算与现场爆炸、地质、洞室支护等条件相同情况下地下结构的动力响应,模拟计算结论与现场试验结果分布规律相同、数值接近,表明有限元法直接模拟爆炸对地下结构的影响具有一定的可靠性,为进一步研究地下结构在爆炸荷载下的动力响应及安全评价打下基础。     

基于数值模拟的区域水量水质联合调度研究

针对太湖流域存在的主要水问题,在引江济太原型试验引分水控制模式分析的基础上,建立了区域水量水质模拟与调度的耦合模型。针对模型优化的复杂性,对水量水质数值模拟的格式算法、优化调度的目标函数及约束条件、模拟与优化模型的协调衔接等关键环节,提出了合理可行的处理方法。应用研究中,针对引江济太原型试验中暴露的引水分配不合理问题,研究了特定时段内望虞河引水的合理调度,并重点分析不同工况下调水对太湖水生态环境的影响。计算结果表明,所建立的模型是可行的,对区域水量水质联合模拟与调度有一定的借鉴价值。     

基于监测数据的全国地下水质动态变化特征

地下水质动态变化及其趋势研判是区域水资源调配决策的重要依据。本文以全国2007～2017年国家级地下水监测网水质数据为基础,结合典型地区的代表性监测组分超标特征及动态趋势,开展了地下水质动态变化过程研究,结果表明:全国地下水监测中以Ⅳ类水质点占比最大,其次为Ⅱ类水质点;Ⅰ～Ⅲ类水质点数量较少,而且占比以降低为主,Ⅳ和Ⅴ类地下水监测点逐渐增加,其中Ⅳ类水质点的比例由40.50%增加至51.45%;全国地下水质主要的超标组分为pH、总硬度、总溶解性固体、硫酸盐、氯化物、高锰酸钾指数、铁、锰、氟化物、"三氮"。以华北地区、华东地区、西南地区和西北地区为代表,分析研究典型地区地下水质的动态变化过程及其影响因素,结果显示,在地下水位变化较大的地区,地下水质状况随着地下水位变化明显,在地下水位波动较小的地区,地下水质状况也基本上变化较小。研究成果对于科学评价地下水资源、合理制定区域地下水开发利用规划、防治地下水污染等具有一定的指导作用。     

有限单元法地下水水质模型的微型机求解

近几年,我们在山东济宁地区开展了区域的溶质运移问题的试验研究工作。本文根据已建立的济宁地区的二维地下水水质模型,利用有限元法的水质预测的微型机(VICTOR-9000)程序,处理了该区东南角面积为3.7平方公里的计算区的实际资料,选定铬为污染物质,在微型机上模拟计算了地下水铬浓度,计算结果基本达到精度标准,计算的铬浓度分布基本上符合实际铬浓度的变化趋势。并在微机上优选确定了计算区的弥散参数——弥散度,这将为该区地下水污染的预测和控制提供了可靠的依据。     

地下水质监测——水文地质系统污染预防的有效方法

地下水质监测在地下水保护和质量守恒方面起着重要作用。在捷克斯洛伐克开展的国家、区域和特殊场地监测项目主要涉及地下水质和区域污染扩散问题相关背景资料的收集。安装有数据自动收集系统的试验监测站，优化了监测方法、监测网的设计和采样技术。捷克斯洛伐克的地下水质监测为密集耕作区相关决策与政策的制定提供了依据。对捷克斯洛伐克多个地区的浅层脆弱性含水层的时空变化进行了评价，从而为土地利用综合规划和地下水保护管理提供依据。     

地下水质系——活的生态系统——地下水微生物地球化学作用

<正> 地下水含有各种无机物、有机物、气体和微生物等物质,地下水与其所含物质之间相互作用的体系可以统称为地下水质系。以往的研究,仅根据水中无机物组分的形成变化探讨水质问题。但根据笔者近十年来的实验研究得知,一些微生物的代谢所产生的生物地球化学作用,对整个地下水质系中的物质形成和转化起着十分重要的作用。     

潍坊市区地下水源热泵供热潜能分析及工程管理

根据潍坊市区水文地质条件进行地下水源热泵适宜性分区研究,确定适宜区范围。应用＂热储法＂对适宜区进行地下水热储量计算,得出潍坊市区地下水源热泵供热潜力为冬季供暖面积约3 800万m2。结合潍坊市区地下水源热泵应用过程中存在的问题,探讨了地下水源热泵管理措施。     

通量向量分裂格式的二维水流-水质模拟

在有限体积法框架下应用通量向量分裂(FVS)格式进行平面二维水流 水质模拟。通过对偏微分方程进行有限体积的积分离散、利用通量的旋转不变性,把二维问题转化为一系列局部的一维问题进行求解,采用FVS格式计算各跨单元边界的水量、动量及污染物输运等通量。应用该格式计算了理想条件下的浓度输移,其结果与精确解拟合很好;模拟了长江江苏靖江段的水质及污染带,计算结果与水质监测值相当吻合,为长江江苏干流段水质评价提供了科学依据。     

GIS与地下水流数值模拟耦合系统(GIS-FEM)的研制与应用

在充分了解国内外若干GIS在水文学及地下水文学中的应用实例的基础上,利用Mapinfo所提供的GIS工作平台,笔者开发研制了GIS与地下水流数值模拟耦合系统(GIS-FEM),成功地实现了GIS与地下水流数值模拟这两种技术方法的耦合.GIS-FEM系统弥补了以往GIS软件的水文专业分析功能较弱的缺陷,利用它可以很方便地进行水质等级模糊综合评价、绘制水样玫瑰花图、进行水化学资料的统计分析,而且其三角单元网格的自动剖分和对计算结果的多种图形化显示等功能大大降低了传统地下水流数值模拟的人工工作量、提高了数值模拟的模型识别功能.     

电阻率法监测地下地质变化的数值模拟

通过有限元数值模拟方法,研究了电阻率法监测地下地质变化的可行性,提出了基于多期次观测的地下电阻率监测方法,应用二维电阻率正、反演程序对模型进行了数值模拟。结果表明,电阻率相对变化率可以较好地指示电阻率变化的区域和位置。高精度、大数据量的地电阻率观测,以及基于2D或3D的电阻率正、反演计算使得应用电阻率法监测地下地质变化成为可能。     

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。      

沂蒙山区地下水质十年变化趋势分析

根据实际资料，采用坎德尔秩次法，分析了“净土”沂蒙山区1991-2000年十年间PH值、总硬度、硝酸盐、细菌总数和大肠菌群等五项地下水质指标的变化趋势。并根据当地的地下水循环和社会经济特点分析了水质的原因。     

北京城近郊区地下水质特征与污染研究

目前,北京平原区地下水总体较好,局部地下水污染主要集中在城近郊区。通过研究表明,地下水的污染程度、范围与地下水的赋存条件、开采利用状况有密切联系。通过对历史资料的系统分析,查明其污染发展过程可划分为四个阶段:水质自然状况、水质污染缓慢发展阶段、水质污染加快阶段和趋于稳定阶段。目前北京在城近郊区地下水质逐渐趋于稳定。北京城近郊区地下水污染主要是工业、生活以及排污河渠等污染源的影响,其污染的程度．分布范围还与地区包气带岩性、结构、厚度有关,含水层的岩性及地下水流场控制着污染物的迁移。     

全国地下水质分布及变化特征

以2013—2017年地下水监测站点水质监测数据为基础,统计地下水质监测指标的变化特征,筛查影响地下水质的主要指标,研究地下水质变化规律。选取2013—2017年具备连续监测数据的地下水监测井,对常规20项监测指标进行分析。研究发现:就监测站点水质指标而言,总硬度、铁、锰、“三氮”等超标率均达到了10%及以上,是导致地下水水质恶化的主要指标。总硬度超标集中在华北、东北、西南和西北地区的监测井,超标率在各省市间差别较大。氨氮超标率在各省市地区的监测井中差别较大,超标较为严重的省份是黑龙江、江苏、广东和宁夏。硝酸盐氮超标率年际变化稳定,华北、东北和西北地区的监测井中硝酸盐氮超标较为严重。亚硝酸盐氮超标在华北、东北和西北,以及上海、江苏、湖北、广西和贵州的监测井中较为严重。铁、锰超标主要集中在华北、华东、中南地区的监测井中,东三省、安徽、湖北、四川、宁夏等省份尤其严重。基于地下水监测井统计数据,在全国尺度上对地下水质量进行了综合分析评价,总结出了地下水监测中需要着重关注的指标,如“三氮”总硬度,铁、锰等。     

区域地下水流模拟

人类活动对地下水流系统及其周围环境已经产生区域性影响,对区域性影响的预测需求促进了区域地下水流模型的重大发展。功能强大的计算机的普及、用户界面友好的模拟系统及GIS软件的广泛应用使得区域地下水流模拟呈指数增长。大尺度的地下水非稳定流模型已经用于分析区域水流系统、模拟水均衡各要素随时间的变化及优化地下水管理方案。本文简述了区域地下水流模拟的发展历史,介绍了美国死谷和澳大利亚大自流盆地两个大区域地下水流模型实例。此外,文中亦介绍了区域地下水流模拟的方法,讨论了区域地下水流模拟中遇到的特殊议题。 更多还原     

关于地下水水质模拟中模拟因子选择的研究——以济宁市地下水水质模型为例

在进行地下水水质预测时,人们不可能也不必要将所有对地下水产生变质作用的有害组分都作为模拟因子进入模型,因此,如何进行模拟因子的选择是地下水水质定量研究中的一个十分重要的课题。利用聚类分析和因子分析方法比较有效地解决了这一问题。     

某地下水源热泵系统运行对水质影响分析

以池州某地下水源热泵工程为例,采用单因子评价和模糊综合评价法对地下水源热泵工程运行前后地下水水质进行评价。结果表明,池州某地下水源热泵工程运行前后,地下水中大部分因子水质类别不变,总体水质类别由Ⅱ类变为Ⅲ类。可见,池州某地下水源热泵工程的运行对水质类别影响不大,且影响在正常范围内变动,是可接受的。     

基于均匀混合假设的天然河道水质模拟方法

扩散质进入窄浅型河道后,通常采用有限差分法求解一维对流分散方程进行水质模拟,计算相对复杂。为简化计算,提出了根据河道断面特征等水力特性,将河道划分为若干单元,忽略不灵敏因子分散项对单元间扩散质交换的影响,并引入单元均匀混合假定,提出了基于均匀混合假设的天然河道水质模拟方法,建立相应的水质数学模型。算例表明,该模型运算稳定,与有限差分法模拟精度相当,但可大大简化并节省计算工作量。     

河南沁阳市地下水水质的数值模拟

本文在水文地质概念模型的基础上，建立了河南沁阳市地下水水质模型，用有限单元数值法进行了地下水水质模拟和预测，全部计算在计算机上实现，拟合度高，仿真性好。