基于MODFLOW的地下水流模型前处理优化

MODFLOW中现有的降水补给数据和井流数据是基于每个剖分网格输入的,导致基于MODFLOW建立大区域水流数值模型前处理的降水补给文件和井流文件存储开销过大、读取效率低。为此,通过改进现有的降水补给子程序包RCH及开发新的子程序包RAW,给出了一种基于面状补排项的数据输入新方法。改进后的MODFLOW程序通过读取RCH文件或RAW文件中每个分区的补排量数据,以及每个网格对应的分区编号,在程序内部实现了补排量向每个模型网格的分配。RAW子程序包实现了多层面状补排量的表达,可用于面状的地下水开采、农业回灌等源汇项的处理。相对于原始的源汇项数据存储方式,基于新方法建立的华北平原地下水流模型,RCH及RAW文件大小分别减小为原来的1/145和1/255,整个模型数据的读取时间的加速比为7.46。     

模拟退火算法反演水文地质参数算例研究

基于模拟退火算法(SA)这一全局优化技术,耦合地下水模拟的有限元模型,给出水文地质参数的反演方法.并用水文地质参数反演算例来验证反演模型的可用性和适用性.结果表明,用"变尺度"产生新的渗透系数反演结果明显优于"随机法",当初始温度在500～650、降温系数在0.92～O.95时,模拟退火法在正常情况获得了很好的反演结果,在考虑减少观测孔个数和观测水头值有误差的情况下,也取得了较为满意的反演结果.为了提高运算效率,可考虑与传统反演方法或其它人工智能算法相结合.     

基于数值模拟的西北地下水总量控制指标确定研究

针对目前西北内陆河流域地下水总量控制指标制定方法的不足,提出了一套完整的确定区域/流域地下水总量控制指标的技术方法,主要步骤包括:以生态保护/恢复为约束条件,转换为定量化的判据;使用数值模拟方法确定地下水可开采量;进行供需平衡分析,分阶段定量确定地下水总量控制指标。应用此方法在甘肃省石羊河流域下游的红崖山灌区进行了实例研究,评价得到研究区2020年中期规划地下水总量控制指标为10 833×104 m3,2030年远期规划的指标为10 700×104 m3,与已有的控制指标相比相对宽松,在技术方法上也具有合理性。     

基于三维随机水文地质结构模型的地下水流数值模拟: 以西辽河平原为例

为了探究水文地质结构对地下水流数值模拟的不确定性,可以运用随机模拟建立地下水位的预测模型。根据转移概率地质统计方法模拟多孔介质岩性分布,利用非线性规划的思路计算岩性与水文地质参数之间的关系,从而建立相对精确的随机水文地质参数场。将不同的水文地质参数场运用到MODFLOW中,得到不同的随机模拟结果。通过比较随机模型和确定模型的末流场拟合情况以及水位动态拟合图,发现确定模型和随机模型具有相似趋势,都能与实测流场拟合较好,但是随机模型更能体现真实的水文地质特征。对随机模型预测10年后的地下水水位做不确定性分析,得到水位平均变幅介于-5～5 m之间,且95%置信度水位变幅的平均上限线约为0.146 m。研究结果为决策者提供科学依据。     

地下水多目标管理模型及其应用研究

对地下水多目标管理模型的特点、建模和求解方法进行了探讨;以包头市为例,建立了综合考虑社会、经济、环境等因素的地下水多目标管理模型,并运用层次线性目标规划求解。研究表明,所提出的管理方案不仅可用于包头市水资源的科学管理,还可作为该区国民经济宏观决策的依据。     

某石油化工污染场地地下水中挥发性有机物污染特征及成因分析

为了解典型污染场地浅层地下水微量有机污染特征,对西北某省会城市石油化工场地地下水中的挥发性有机污染物（VOCs）污染情况进行了调查。结果表明,污染场地地下水样品中挥发性有机污染物检出率为100%;检出率较高的是氯代烃和苯系物,检出率分别为60%和40%。超标组分为苯和1,2-二氯丙烷,苯超标率为30%,1,2-二氯丙烷超标率10%,苯最大检出浓度达1515μg/L。场地内的原油储存罐、污水隔油池的渗漏以及石油冶炼、机械加工过程工业废水不合理排放均为该场地地下水VOCs的重要来源;VOCs的理化性质以及污染场地地下水防污性能差是影响该场地地下水环境中VOCs归宿的主要因素。     

基于理论法的地面沉降数值模型进展

在综合分析已有文献的基础上,对比阐述了国内外基于理论法的地面沉降数值模型的发展过程,对基于太沙基有效应力原理、比奥固结理论所建立的各类模型的特点进行了总结归纳,重点介绍了利用MODFLOW程序的地面沉降模型模块,指出了目前研究的不足,为今后地面沉降模型的改进提供一定的参考。     

鲁西南高氟区生活饮用水供水模式研究

为有效解决鲁西南高氟区生活饮用水供水安全问题,在水文地质环境地质调查的基础上,通过水质分析、岩土样分析、综合评价研究,查明高氟水的分布规律、圈定生活饮用水找水靶区。结合供水水源空间分布特征、供水现状及供水方式,因地制宜,提出了3种供水模式:以浅层孔隙水或岩溶裂隙水为水源的集中供水模式;以深层孔隙水为饮用水源集中供水并且以浅层孔隙水为生活用水水源的分散供水模式,以及以地表水为主要水源的集中供水模式。供水模式的划分可为鲁西南高氟改水工作及供水安全问题提供技术支持与保障。     

模糊综合评判在临沂城区岩溶塌陷危险性评价中的应用

岩溶塌陷是山东省临沂市区最重要的地质灾害类型,该文首次采用基于层次分析的模糊综合评判法对岩溶塌陷进行了危险性现状评价,综合得出了危险性评价分级图,为当地岩溶塌陷防治工作提供了基础数据,也为同类地质灾害预防提供了借鉴模式。