地下水流模拟系统PGMS(1.0版)简介

地下水资源评价、规划和管理的核心是地下水动态的预测,当前地下水动态预测最有效的手段,甚至可以说唯一的手段,是数值模拟。国际上流行的地下水数值模拟的专业软件很多,如Visual MODFLOW、FEFLOW等。MODFLOW系列软件在国内外被普遍采用,它在可视化方面做得比较成功,但在地下水流的模拟上尚不尽人意。我国拟自行研制地下水模拟专业软件。在中国地质调查局地质大调查项目的支持下,集成开发者长期地下水模拟的研究基础,开发可视化的前后处理程序,形成了一个基于多边形网格的三维地下水流有限差分模拟系统(简称PGMS,即Polygon-grid finite-differencegroundwater modeling system)。     

PHREEQC在地下水溶质反应-运移模拟中的应用

由于地下水污染的加剧,对地下水中污染物运移规律的研究日益受到重视。地下水中的溶质在运移过程中伴随着溶质组分间的化学反应,因此需要建立地下水溶质运移与化学反应的耦合模型。PHREEQC是近年来发展起来的描述局部平衡反应、动态生物化学反应的水文地球化学模拟软件。本文利用该模拟软件对一维地下水流动过程中溶质离子交换反应和动态氧化还原反应进行了模拟。结果表明,PHREEQC能够成功地进行溶质运移情况下复杂水化学反应模拟,但对于复杂地下水流和溶质运动的情况,有必要耦合其它的地下水流动和溶质运移软件来共同完成。     

基于GMS在地下水资源评价与管理中的应用综述

地下水数值模拟软件在地下水资源评价中发挥了重要的作用,而GMS是目前国际上最先进的综合性图形界面软件,可进行水流模拟、溶质运移模拟、反应运移模拟等。简述了地下水模拟模型的发展历程、GMS模拟软件各模块的功能,并综述了GMS软件在地下水资源评价方面的应用现状,最后提出了存在的问题及对地下水数值模拟的发展进行了展望。     

悬挂式止水帷幕地下水渗流数值模拟

悬挂式止水帷幕在基坑工程中得到了广泛应用.采用地下水渗流软件GMS对室内地下水渗流模型试验进行数值模拟,数值模拟结果与试验结果相互对比,进而验证地下水数值模拟软件的可靠性.在确定软件准确性的基础上,进一步研究在相同悬挂式止水帷幕插入深度下,不同形状基坑中地下水渗流变化规律,为实际工程降水设计提供参考依据.结果表明:数值...     

黑龙江省黑河市地下水脆弱性评价及地下水资源保护区划

在黑河市地下水环境开发利用状况及污染情况调查的基础上,开展了该市地下水污染特征及分布规律研究.根据研究区的具体情况,选取影响地下水脆弱性的地下水埋深、地下水净补给量、含水层介质、土壤介质、地形坡度、包气带介质和水力传导系数7个参数作为评价因子,建立黑河市地下水脆弱性评价DRASTIC指标体系和评价标准,并结合MapGIS软件实现了地下水脆弱性等级分布图及地下水保护防治区划的定量化及数字化.结果表明：该区地下水脆弱性等级为Ⅲ-Ⅳ级,表明地下水容易受到污染.根据评价结果对该区进行地下水资源保护分区,并提出了防治措施.     

MGO软件在地下水污染抽出-处理方案优化中的应用

国内外用于地下水流和污染物运移的模拟软件很多,但用于地下水系统模拟优化的软件极少。在概略介绍一款模块化地下水模拟优化软件MGO基础上,利用该软件并选取遗传算法对美国犹他州某一地下水污染场地抽取-处理(pump and treat,PAT)系统的模拟优化模型进行求解,寻求最优动态抽水处理方案。结果表明:在优化后的动态管理策略下,管理期内PAT系统的总抽水量减小9.89%,使抽水成本和污染物处理成本相应减少,优化后的总成本较优化前减少11.27%。实例研究表明:MGO能够有效求解地下水PAT系统模拟-优化模型,可推广应用于大型场地条件下基于水力控制的地下水污染治理方案的优化实践。     

基于MODFLOW在地下水资源评价的应用现状和未来展望

地下水数值模拟软件在我国地下水资源评价中发挥了重要作用,而Visual MODFLOW是目前公认的应用最广最标准的可视化专业软件。介绍MODFLOW的发展历史、功能特点及其应用模块等。目前评价地下水资源的最常用方法是数值法,并说明该方法的应用步骤。阐述软件在国内外对地下水资源评价方面的应用现状,提出存在的问题,指出与GIS密切结合、同多学科耦合是今后地下水系统数值模拟的重要课题。     

济南明水泉域岩溶地下水数值模拟及泉水水位动态预测

应用地下水模拟软件GMS建立山东济南明水泉域的三维地下水流数值模拟模型,对泉域内岩溶地下水进行数值模拟和水平衡分析,评价了泉域岩溶地下水资源总量和在保持泉水常年喷涌条件下的岩溶地下水可采资源量。在此基础上,应用时间序列分析法对泉水水位动态进行了预测。结果表明:明水泉域多年（2003-2014年）地下水补给量为1.23×108 m3·a-1,排泄量为1.36×108 m3·a-1,均衡差为-1.30×108 m3·a-1;模型预测未来20年泉水最低水位为55.65 m,最高水位为68.72 m,平均泉流量为34.6×104 m3·d-1。      

广州江村水源地岩溶地下水流场数值模拟

采用GMS软件建立江村水源地岩溶地下水水文地质概念模型,利用MODFLOW模块模拟了岩溶地下水分布。模型识别、验证结果表明,所建立模型达到精度要求,真实地反映了该区域地下水水力特征,为该地区地下水污染调查评价奠定了基础。     

邢台市平原区地下水水质分析

邢台市平原区地下水主要补给来源为大气降水入渗、灌溉回归入渗,在补给过程中受人类活动影响引起水质变化.以多年水质监测数据为基础,通过水质动态分析,得出浅层地下水多年动态较稳定,深层地下水多年动态稳定.地下水质量评价结果表明,该区大部分地下水质量良好,个别区域地下水质量较差.     

人类活动对安徽省淮北平原孔隙水位动态的影响

本文利用上世纪70年代和本世纪初的水位对比和典型孔组的水位历时变化曲线,分析安徽省淮北平原孔隙水水位动态及历史变化。结果表明:多年来持续开采地下水,改变了淮北平原孔隙水水位动态类型和不同流动系统地下水的补排关系,加剧了孔隙水水位变化的随机性;集中开采区的中深部孔隙水水位动态变化尤为显著,水位持续大幅度下降,原自流区消失,并诱发地面沉降等地质环境问题。     

DRASTIC模型评价地下水系统脆弱性中的GIS应用——以河北沧州地区为例

地下水是水资源的重要组成部份,地下水污染危害人的健康,影响人们的生产和生活,查明某一地区地下水容易受污染的可能性即地下水脆弱性,能为管理决策部门提供合理开发地下水资源,防治地下水污染的科学规划和管理依据。在脆弱性评价工作中,应用GIS技术完成地下水系统脆弱性编图,并进行地下水环境保护功能分区,是查明某一示范区地下水脆弱性的可靠手段和科学依据。本文以河北省沧州地区为例,以DRASTIC模型的七项评价因子为脆弱性评价指标,利用MAPGIS为平台实现地下水脆弱性编图,方便从事地下水工作的管理人员及时掌握地下水污染动态、空间分布及演化趋势。     

广西黎塘岩溶塌陷监测

黎塘是一个构造和岩溶发育的地区,抵抗岩溶地面塌陷的能力较低,在一定的条件触发下较容易产生岩溶地面塌陷。研究表明,岩溶地下水动力条件变化和湿化崩解作用是黎塘塌陷的主要影响和触发因素。本文采用现场实时监测岩溶地下水动态变化特征和室内试验相结合的方法,研究黎塘开发岩溶地下水的安全性。监测结果表明, I、II、II I监测区的最大水压变化速度分别为0. 048kPa /s、0. 160kPa /s和0. 007k Pa /s,小于临界变化速度0. 163kPa /s;最大水力坡降分别为0. 717、1. 052和0. 566,小于临界坡降7. 5。但是, I区满足临界水位埋深条件, 而II区和II I区则未满足临界水位埋深条件。因此,在目前的开采条件下, II 区、III区处于相对稳定状态, I区处于不稳定状态。这说明在发生大规模塌陷后,当地政府从2000年起对地下水开发方案的调整是适当的。      

基于情景分析的天津市滨海新区地面沉降预测

鉴于地面沉降演化的地质系统渐变性特征,从主要致灾因子考虑建立地面沉降数值模型。设计3种地下水开采情景,编译计算机程序预测地下水位动态变化过程中的地面沉降值。至2020年,在最不利、适中和最理想3种情景下天津市滨海新区最大累计沉降量分别达640 mm、520 mm和150mm;全区平均累计沉降量分别达268 mm、177 mm和95 mm。     

乾安县地下水位动态变化特征及成因分析

依据乾安县2006至2016年地下水位动态监测资料,分别选择潜水观测井和承压水观测井进行研究,总结出研究区潜水地下水位动态变化特征为降雨渗入-径流-蒸发型,承压水地下水位动态变化特征为越流-径流型、径流-开采型和开采型。潜水地下水位动态变化受气象等自然因素影响明显,承压水地下水位动态变化受开采人为因素影响明显。近十年来,研究区地下水位呈现整体下降,特别是在集中开采区,地下水位降幅最大。研究结果可为地下水资源合理开发利用提供科学依据。     

江苏苏锡常地区地下水开采出现的问题及对策研究

近年来,江苏苏锡常地区地表水由于遭受严重污染,致使地下水开采量逐年增加;又由于缺乏正确认识和科学管理,造成该地区地下水资源长期超采,从而引发了地面沉降、地裂缝等环境地质问题和地质灾害。本文从可持续发展观点出发,为使地下水资源合理开采和保护同步发展,有针对性地探讨了该地区地下水资源合理开发和保护对策。     

北方某市地下水环境质量评价与污染分析

本文根据2005年北方某市地下水普查中28处监测点的数据资料,对浅层地下水环境质量作出评价。单指标评价的结果表明,本区总硬度、溶解性总固体、氯化物、硝酸盐氮及氨氮等单项指标超标严重,模糊综合评价结果显示,属于Ⅳ、Ⅴ类的监测点接近一半。垃圾填埋场、城市污废水的排放以及多年来地下水超采等是造成本区浅层地下水环境质量下降的主要原因。     

水力压裂对地下水影响的深部脆弱性评价

为评价区块尺度页岩气开采过程中深部污染物对上部含水层的污染风险,基于“源-途径-驱动力-受体”概念模型,采用层次分析法构建了页岩气开采对地下水影响的深部脆弱性评价指标体系.利用该体系对贵州省某页岩气开采区块进行了评价,结果表明:评价区地下水深部脆弱性以低和较低为主,两者面积占研究区总面积的69.15%,主要分布于研究区西北部、中部及东南部,中间层厚度是影响评价结果的主要指标.该评价体系能够评估页岩气开采区地下水深部脆弱性,丰富了现有地下水脆弱性评价体系,可为区块内页岩气井的布设选址及地下水环境保护提供技术支撑.      

内蒙古奈曼旗水环境承载力评价

水环境评价模型指标体系的选取和权重的确定是研究水环境承载力模型的关键.选取地下水脆弱性能,水环境质量,水体污染,开采程度,污染河水对地下水的影响等5个评价指标进行综合评价,利用层次分析法作为一种定量研究方法,运用专家评分法确定了评价指标体系中的各指标权重,并进行指标体系的可靠性和有效性判断,对区内地下水环境进行综合评价及可开采潜力分析.根据取得分值分区,确定承载力评价分区图,为地下水资源的合理利用提供了依据.     

阿克苏地区地下水资源与水盐调控分析

根据水和盐分运移平面模型和剖面模型运行结果，确定该区形成盐碱化的潜水水位的临界深度为2．2m。根据地下水位的理深和形成盐碱化的程度，划分出六个区域。在可能导致盐碱化加剧的区域采用以开采地下水为主，以降低地下水位；在有可能出现盐碱化地区，以采用地表水和地下水相结合的灌溉方式；在地下水位埋藏较深(＞5m)的地区，以地表水灌溉为主。从控制盐碱化和保证农业可持续发展出发，以环境、经济、技术和水动力条件为约束条件，以最大限度利用水资源为目标，建立了该区地表水和地下水联合调度的优化模型，确定出各区地下水的最优开采量和地表水的合理引水量，制定出保汪农业可持续发展条件下，水资源最优开发方案。