水文地质中应用的数值方法述评

高速数字电子计算机的出现,使得一些复杂问题的求解可以采用各种数值离散化方法来求它的数值解。实践证明数值方法能够成功地用来解决水文地质领域中的许多问题,因此这种方法逐渐受到人们的重视。数值方法有多种。各种方法各有优缺点,在建立数学模型以后选用哪一种方法来计算,显然也是广大水文地质工作者关心的一个问题。为此,需要对各种     

古水文地质条件与水化学找矿实例

在进行大面积区域调查或干旱地区水化学找矿时,由于水源点稀少,会给远景区评价带来一定困难,查清古水文地质条件可以弥补不足。众所周知,铀是亲大陆性的,目前世界上无论老地层还是中、新生代地层中,几乎90％左右的铀矿床形成,都是用铀被地表水、地下水(含热水)淋滤、搬运和沉淀、富集来解释。因此,结合放射性水化学资料,加强对古水文地质条件与铀的地球化学关系的研究,特     

水化学—稳定同位素技术在岩溶水文地质研究中的应用

水化学—稳定同位素技术在岩溶水系统分析中得到了广泛的应用,尤其是在指示岩溶水文地球化学过程、识别岩溶水补给循环途径、溶质溯源及岩溶水污染监测防控等方面显示了独特的优势,产生了丰富的成果。本文着重阐述了环境稳定同位素δD、δ18O、87Sr/86Sr的工作原理,及水化学—稳定同位素技术在岩溶水文地质研究中的应用。此外,论文还以娘子关泉域和北京西山岩溶水系统为例,介绍了运用水化学—稳定同位素技术分析岩溶水系统补给的思路和方法,展望了该技术在岩溶水文地质和岩溶生态环境领域中的应用前景。     

岩溶水系统的水化学曲线及其在水文地质研究中的应用

为了认识水文地质条件与岩溶泉水化学之间的关系,以西南地区的6个典型岩溶水系统丫吉试验场S31号泉、毛村地下河、官村地下河、陈旗岩溶泉、青木关地下河以及金佛山水房泉为例进行研究。通过对比发现,在这些强烈非均质的山区裸露型岩溶水系统中,仪器能够实现自动化监测的电导率、温度和pH值等指标的水化学曲线存在差异。分析可知控制水化学变化的主要因素如下:首先是降雨补给引起系统的水量与碳酸盐岩溶解过程的变化;其次是CO₂气体随降雨进入含水层,促进碳酸盐岩的溶解;最后是地表污染物的淋滤。当电导率、水温、pH曲线出现降低和碳酸盐岩矿物饱和指数下降时,反映的是岩溶水的稀释作用;当电导率曲线出现高峰时,反映的是岩溶水补给的CO₂效应,此时水中二氧化碳分压(p_CO2)升高;当场雨中水化学曲线的变化滞后于水文动态曲线时,反映的是岩溶管道的活塞流效应;与人类活动有关的NO₃^-等污染物质量浓度在降雨后出现高峰,反映土壤的降雨淋滤作用,并可能影响电导率的变化趋势。某个系统的水化学曲线趋向于经常出现某几种效应,并且彼此的类型不同,表明了降雨补给的面状渗流方式和集中灌入方式对岩溶水影响的强弱不同,以及系统在径流方式和调蓄机制上的差异。一般而言:以面状补给方式为主的系统,水化学曲线多表现为CO₂效应,较少出现稀释作用;而岩溶发育强烈的系统,降雨补给受控于溶蚀裂隙和管道,其水化学曲线较多出现稀释作用,较少出现CO₂效应;以管道为主要径流方式的系统易出现活塞流效应,而包气带厚度大和含水层储水能力强的系统水化学变化被减弱。     

武威药王泉地热田水文地质条件及水化学特征

武威药王泉地热田含水层为加里东晚期花岗岩 ,水量丰富 ,单井出水量 738～ 96 7m3 /d。钻孔孔深 80m处温度为 59 0℃ ,井水抽出孔口温度为 54 5～ 56 0℃。地温梯度为 8 5℃ / 10 0m。热储埋藏深度为 2 4 50～ 3180m。水质类型为Cl--SO42 --Na+型。热矿水含多种对人体有益元素 ,具有极高的医疗价值。     

武威药王泉地热田水文地质条件及水化学特征

武威药王泉地热田含水层为加里东晚期花岗岩 ,水量丰富 ,单井出水量 738～ 96 7m3 /d。钻孔孔深 80m处温度为 59 0℃ ,井水抽出孔口温度为 54 5～ 56 0℃。地温梯度为 8 5℃ / 10 0m。热储埋藏深度为 2 4 50～ 3180m。水质类型为Cl--SO42 --Na+型。热矿水含多种对人体有益元素 ,具有极高的医疗价值。     

基于水化学和同位素特征的新乡某地下水污染场地水文地质概念模型细化

构建合理的水文地质概念模型对于地下水数值模拟至关重要,概念模型如果确定不合理,整个数值模拟将毫无意义。通常水文地质调查可以大致确定水文地质概念模型,然而对于一些不易被发现的补给源,通过水文地质调查也无法确定。水化学和同位素特征对地下水的补给源及水流路径有很好的指示作用,可以根据这些信息对水文地质概念模型进行细化。文章通过对研究区地下水取样,分析地下水水化学和同位素特征,确定出研究区内不易识别的地下水补给源及顶层黏土-粉质黏土的透水性,最终细化了水文地质概念模型边界条件。这对于后期得到正确的地下水流和溶质运移模拟结果具有重要意义。     

水文地质数值解法的若干问题

近几年来,数值解法日益广泛地被应用于水文地质计算中,尤其是有限元法及有限差分法(隐式差分及交替方向差分),在矿坑涌水量的预测中,更有重要的地位.为了进一步对上述几种方法进行分析对比,摸索经验,改进计算方法,提高计算水平.我们在对几个矿区涌水量预测的基础上,对一个理想的水文地质模型(这样可避免因对条件的认识及观测资料所造成的误差)用上述几种方法进行计算,并与解析法加以比较,得出一些有益的结论;同时,还提出了一个改进的计算方法;对于数值法的时间步长问题,也从理论上作了初步的探讨;并研究了数值法对勘探及试验的要求.     

水文地质数值模拟的拟合问题

数值摸拟的核心问题是拟合。拟合是以正确理论为指导,通过模型制作和调试不断检验理论预想效果,修正错误和探索未知,使主观认识向客观实际逼近的理论思维模式、探索路线和研究方法。拟合的一个重要任务是排除多解性。能否排除多解性取决于拟合的约束条件是否充分。如果研究者有良好专业素养,对水文地质条件定性认识较清楚,又取得了基本定量数据,以这些已知条件作全面约束进行拟合,就能求得模型近似的唯一解。否则不能保证排除多解性。水位拟合精度是识别模型的重要标志,但只有在排除多解性的前提下才有意义,所以不是唯一标志。还要看其它约束条件是否充分。     

水文地质数值计算的自动实现

水文地质数值计算的自动实现纵建平（煤炭科学研究总院西安分院水文所７１００５４）关键词水文地质,数值计算,重定向技术,自动化中国图书资料分类法分类号ＴＰ３１１作者简介纵建平男３８岁工程师水文地质数值法目前已成为水文地质工作者进行地下水流场分析、煤矿涌水...     

曲线拟合法和数值模拟法反演求水文地质参数

以苏州地铁S1线某车站抽水试验资料为依托,采用曲线拟合法与数值模拟法反演水文地质参数。两种方法均可直观地反映计算值曲线与观测值曲线的吻合程度,并计算出任一点任一时刻的水位降深。曲线拟合法包括抽水阶段、恢复阶段和全程曲线拟合,抽水阶段和恢复阶段曲线拟合法都只利用了各自阶段的抽水试验实测数据,反演求得的水文地质参数具有两阶段割裂性;而全程曲线拟合法和数值模拟法充分利用了抽水试验全过程的实测数据,确定的水文地质参数具有前后一致性。通过对比分析,确定抽水试验场地的导水系数为25.8/d,渗透系数为0.94m/d,储水系数为9.7×10-4。     

数值模拟在反演矿区水文地质条件中的应用

地下水数值模拟技术已经普遍应用于矿区水文地质问题的研究,以涌水量预测居多,但对于矿区水文地质条件的反演目前仍处于探索阶段.针对马坑矿区开采条件下关键水文地质条件认识不清的事实,以矿区岩溶裂隙地下水为研究对象,建立了三维地下水水流数值模型,并利用地下水位动态及涌水量资料对模型进行了识别,反演了矿区目前存在的若干重大水文地质问题,对矿区的边界条件、充水来源及途径、地表入渗等问题有了进一步的认识.该方法也是对数值模拟技术应用的一种新探索.     

非线性问题的数值解法在求解水文地质参数中的应用

本文通过反映不同类型地下水运动规律的微分方程的讨论,得出地下水的运动是复杂多变的,基本属于非线性问题。其水文地质参数的求解,只有采用数值解法和电子计算机结合的途径,才是最准确、最有效的方法。     

利用“隔离井法”公式确定水文地质参数的图解方法

本文在简要介绍“隔离井法”公式的基础上,提出了根据非稳定流抽水试验资料利用“隔离井法”水位函数和流量函数表确定水文地质参数的图解方法,通过实例说明了该方法的简便实现过程,并对所求参数的可靠性进行了分析。     

水文地质模型参数估计的一种数值方法

给出了用于水文地质模型参数估计的一种改进的基因算法,分析了该算法参数的寻优特性,得到了该算法参数的简便设置技术,并结合实例说明了它的应用。     

水文地质数值法存在的问题及其对策

本文提出了水文地质数值方法当今存在的两大带有全局性，根本性的问题，并针对这些问题指出了解决途径。     

数值法对水文地质勘探工作的要求

数值法应用于水文地质计算是一种新方法。它以地下水非稳定流理论为基础,从整个计算区域的水文地质条件出发,建立能表明计算区域的地下水运动规律的数学模型,用计算机求出数值解。数值法作为一种新的地下水计算方法,就要有新的水文地质勘探方法相适应,提出相应的水文地质资料。稳定流抽水试验是以裘布依公式为基础进行地下水计算、评价,而不计     

奥灰水文地质条件的数值模拟探讨

基于数值模拟技术以象山矿11#煤底板奥灰含水层放水试验成果为基础,深入分析与合理概化水文地质条件,采用三维地下水模拟软件Visual MODFLOW建立研究区地下水系统的三维数值模型。经过模型的校正分析,认识矿井水文地质条件,反演得出含水层主要水文地质参数,最终合理的预测了该矿井11#煤研究区底板带压涌水量及首采面奥灰含水层涌水量。