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介质概化是水文地质概念模型建立和进行地下水流三维数值模拟的基础。目前国内、外已建立的岩溶介质地下水流模型,都有一个共同的特点:在进行岩溶介质概化的时候,大都采用等效裂隙介质模型方法。由于岩溶介质的空间不连续性和各向异性,决定了采用该方法概化岩溶介质必然造成与实际情况不符。为了更加准确地概化岩溶含水介质,同时也为了使概化后的介质模型,能比较真实地刻画出实际岩溶介质的含水层,这里以广西合山煤田为例,针对岩溶含水介质的特征,以及岩溶发育规律,提出了对模拟区域采用多种方法进行介质概化,对不同类型的岩溶介质采用不同的方法进行概化处理,从而实现了对复杂岩溶介质的概化。 相似文献
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《地质科技情报》2019,(6)
由于推覆体内构造作用强烈,含水介质具有极强的空间不连续性及各向异性,对位于推覆体内的矿区来说,含水系统结构的刻画是模型概化的一大难点,也是影响矿坑涌水量预测精度的主要因素。为了提高推覆体内矿区含水系统结构刻画及涌水量预测结果的精度,以刚果(金)Sicomines铜钴矿为例,对复式推覆体内矿区水文地质概念模型的建立方法进行了研究,将模型垂向上精细加密剖分,严格按照实绘水文地质剖面逐一对模型中横向、纵向剖分图进行水文地质参数赋值来区分含水层结构,构建了地下水流数值模拟模型,并利用地下水位动态及矿坑排水量资料对模型进行了识别,然后分别对矿区1 230,1 110,990 m开采标高的矿坑涌水量进行了预测,结果表明:1 230,1 110,990 m开采标高的矿坑平水年涌水量分别为130 400,103 200,97 000 m~3/d,可作为矿山防治水的依据。 相似文献
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《地下水》2017,(6)
依据榆溪河流域水文地质条件构建水文地质概念模型,在此基础上基于可视化数值模拟软件建立流域三维地下水流数值模型,模型经识别与校验完成后,分别对流域地下水补给排泄量、地下水储量、可开采资源量进行计算评价,研究表明:(1)流域2006年、2009年和2010年在均衡期内地下水处于负均衡状态;2007年、2008年、2011年、2012年和2013年在均衡期内地下水处于正均衡状态。(2)区内第四系含水岩组地下水容积储存量为157.488×108m3,侏罗系含水岩组地下水弹性储存量为9.477×108m3。(3)全流域现状地下水开采率为16.40%,新增开采后总的地下水开采率为29.21%,属于较低~合理水平。 相似文献
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地下水数值模拟常受到模型不确定性、观测资料不确定性等多种不确定性因素的影响,对这些影响因素进行定量分析十分必要。将差分进化自适应梅特罗波利斯(Differential Evolution Adaptive Metropolis,DREAM)算法与MODFLOW模型结合应用于地下水数值模拟不确定性的定量分析。以模型结构概化、水位观测资料误差这两种重要不确定性来源为例,通过一个理想地下水流模型,系统分析两者对模型参数及模型输出结果不确定性的影响。研究结果表明:模型结构概化及水位观测资料误差共同引起了地下水数值模拟的不确定性,但模型结构概化起到了主控作用。模型结构概化合理时,模型参数及模型输出结果的不确定性较小,并随观测资料误差不确定性的增大而增大;模型结构概化不合理时,模型参数及模型输出结果主要受控于模型结构概化带来的影响,且不确定性显著增大;观测资料误差相同情况下,模型结构概化越接近于真实的水文地质条件,模型参数及模型输出结果的不确定性越小。 相似文献
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水文地质参数场的刻画是建立地下水流数值模拟模型的关键问题和难点问题。通常来讲,参数场合理性程度越高,模型拟合精度越高。本次研究将随机方法和参数空间分布表达进行结合,提出了趋势化随机参数场的构建方法。以渗透系数为研究对象,首先利用MCMC采样和样本数据特征确定水文地质参数的基本数据结构,进而根据样本空间分布特征对其进行趋势化处理,最终形成趋势化的渗透系数场。通过算例分析,利用趋势化处理后的渗透系数场能够大幅提高模拟精度,相比传统赋均值方法其误差可降至原来的1/3。在北京大兴跌隆起地区进行的实例应用说明,趋势化渗透系数场对提升岩性粒径较大(中砂以上)地区模拟精度效果显著,案例中粗砂区域渗透系数经趋势化处理后平均拟合误差由2.76 m下降至0.64 m;而对岩性以细砂及以下粒径为主的区域模拟精度提升并不明显。总体来说,该方法可为地下水流数值模型的优化提供借鉴,提升模型拟合精度,从而更加合理地刻画地下水流系统。 相似文献
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地下水流数值模拟是高放废物处置库选址中水文地质评价的重要内容.水文地质概念模型是地下水流数值模拟的基础和前提.在北山预选区水文地质分析基础上,利用DEM数据生成了研究区地表水系,据此确定了模拟范围;借助GMS软件,建立了研究区三维水文地质结构模型;再通过边界条件、流场特征、地下水均衡项和水文地质参数的分析和描述,建立了北山地区水文地质概念模型. 相似文献
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山东氧化铝厂碴场地下水系统的环境地球化学反应模型 总被引：2，自引：0，他引：2
本文研究厂地质、水文地质和水文地球化学资料以后,把碴场区的水文地质条件概化为以碴场下渗的污水补给、地下径流排泄的水文地质模型,把含水介质简化为一组矿物集合体,把地下水和含水介质间的各种作用利用地球化学反应来描述。在此基础上,利用能量最低原理和质量守恒、电子守恒、电中性方程来构造线性规划数学模型,并用单纯形法求得水-岩之间的物流量。 相似文献
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含水介质的空间分布及其非均质性对地下水流和溶质运移有着重要的影响。以淮南顾桥矿区作为研究对象,为了刻画矿区松散层含水介质的空间分布,使用转移概率地质统计方法建立含水介质的随机模型,对矿区水文地质结构的空间连续性和空间变异性进行表征;并将随机模拟得到的顾桥矿区含水介质剖面图与矿区原始水文地质剖面进行对比。结果表明,基于转移概率地质统计模拟方法可以比较准确地刻画矿区的水文地质结构;模拟剖面与原始水文地质剖面的比较显示模拟结果与实际含水介质空间分布情况有较好的一致性,转移概率地质统计方法在对含水介质非均质性刻画中具有较好的适用性。 相似文献
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复杂岩溶矿区疏干条件下的地下水数值模拟——以福建省马坑铁矿为例 总被引：2，自引：1，他引：1
由于岩溶含水介质的空间不连续性及空间异性,复杂岩溶矿区含水介质的概化及涌水量预测一直都是地下水数值模拟的难点。本文以马坑铁矿为例,对复杂岩溶矿区疏干条件下的介质概化进行了研究,以此构建了地下水流数值模拟模型,并利用地下水位动态及涌水量资料对模型进行识别和验证,然后分别对矿区未来+100m、0m开采水平的矿坑涌水量进行了预测,结果表明:+100m、0m开采水平的矿坑涌水量分别为36900m3/d、38250m3/d,可见目前矿区疏干仍面临较大压力,应尽快采取多种措施以降低地下水位,保证采矿安全。 相似文献
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基于MODFLOW参数不确定性的地下水水流数值模拟方法 总被引：1，自引：0，他引：1
考虑到模型不确定性引起的地下水数值模拟不确定性对模拟过程的影响,在简要介绍含水层水文地质参数变异性研究进展和地质统计学的基础上,基于常用的确定性地下水流数值模拟软件MODFLOW开发了MODFLOW-Gslib软件,相较于传统的数值模拟方法,将地质统计学与数值模拟结合的方法能够模拟非均质含水层中的参数变异性问题。将MODFLOW-Gslib软件运用于模拟实例中,选择常见的不确定性因素进行模拟,并对其模拟产生的数据进行统计分析,结果表明,软件转化后的参数符合水文地质参数不确定性的相关特征;与原模拟结果进行对比,该软件能够更加真实地刻画含水层参数变异性特征。 相似文献
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Giovanna De Filippis Laura Foglia Mauro Giudici Steffen Mehl Stefano Margiotta Sergio L. Negri 《Hydrogeology Journal》2017,25(7):2123-2138
The evaluation of the accuracy or reasonableness of numerical models of groundwater flow is a complex task, due to the uncertainties in hydrodynamic properties and boundary conditions and the scarcity of good-quality field data. To assess model reliability, different calibration techniques are joined to evaluate the effects of different kinds of boundary conditions on the groundwater flow in a coastal multi-layered aquifer in southern Italy. In particular, both direct and indirect approaches for inverse modeling were joined through the calibration of one of the most uncertain parameters, namely the hydraulic conductivity of the karst deep hydrostratigraphic unit. The methodology proposed here, and applied to a real case study, confirmed that the selection of boundary conditions is among the most critical and difficult aspects of the characterization of a groundwater system for conceptual analysis or numerical simulation. The practical tests conducted in this study show that incorrect specification of boundary conditions prevents an acceptable match between the model response to the hydraulic stresses and the behavior of the natural system. Such effects have a negative impact on the applicability of numerical modeling to simulate groundwater dynamics in complex hydrogeological situations. This is particularly important for management of the aquifer system investigated in this work, which represents the only available freshwater resource of the study area, and is threatened by overexploitation and saltwater intrusion. 相似文献
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岛屿是我国领土的重要组成部分,对国家安全和国防军事意义非凡。岛屿的地下水资源尤为珍贵,地下水流场模拟是研究地下水分布规律的重要手段。水文地质条件复杂、可利用的观测井较少等原因,造成了基岩岛屿水文地质模型概化精度不高、初始条件难以获取等问题。为克服基岩岛屿地下水流场模拟的诸多困难,将珠海外伶仃岛作为研究区,利用数字高程模型数据开展地质地貌建模; 利用探地雷达法、直流电法与地质分析对岛屿进行探测,获取了地层数据; 采用地下水遥感评估法,利用实测井位数据,确定了地下水的初始水位,进而对基岩岛屿地下水流场进行建模; 最终,通过对外伶仃岛地下水流场的数值模拟得出地下水模拟流场图。岛上多个测点的探测水位值与模拟水位相关性较好,其拟合优度R2为0.872 2。由此可见,综合遥感、物探、水文地质手段等技术方法获取的数据,采用地下水模拟软件或程序实现基岩岛屿地下水流场的数值模拟,是基岩岛屿地下水资源研究的一个有效方法。 相似文献
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为了揭示华北型煤田松散承压含水层水文地质参数及其对地下水流数值模拟的意义,以安徽淮北煤田宿南矿区祁东煤矿松散层承压第四含水层(简称“四含”)为研究示范,对多个影响因素综合分析,采用层次分析-模糊综合评价法,对研究区四含水文地质参数进行分区,合理确定各分区的水文地质参数,并用于采煤情景下地下水流动态数值模拟。数值模拟结果表明：祁东煤矿2008-2012年浅部煤层开采过程中四含地下水流场没有明显改变,但南北分区水头差逐年增大,地下水流向始终从南向北,而且在井田北部水力梯度逐渐减小,在井田南部水力梯度逐渐增大,南北区以倾角为60°~70°、断距为10~320 m的魏庙断层为分界线,基岩中大倾角与大落差断层的出现是引起上覆松散承压含水层水力梯度异常的根本原因。 相似文献
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沙曲井田位于山西河东煤田离柳矿区的中部,处在柳林泉域岩溶水系统的径流区。矿区奥灰水水量大,水位标高为+797～+802m,其中的4#煤底板承受奥灰水压2～5MPa,10#煤底板承受奥灰水压3～6MPa,属带压开采矿井。利用井田以往的地质及水文地质勘探资料,应用GMS软件建立矿区三维立体模型和地下水渗流的数学模型,实现水文地质结构三维可视化,使数学模型能正确地反映预测区的水文地质条件,达到数值仿真效果;应用有限差分数值法,对开采上组煤(3#+4#)和下组煤(8#+9#、10#)时,石炭系太原组灰岩含水层和奥陶系峰峰组含水层的疏降进行矿井涌水量预测,为矿井的安全生产和防治水工作提供依据。 相似文献
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A numerical investigation to illustrate the consequences of hydraulic connections between granular and fractured-rock aquifers 总被引：1，自引：1，他引：0
Natural or artificial hydraulic connections between a granular aquifer in contact with a fractured-rock aquifer can have significant physical and chemical impacts at both a local and a regional scale. In this study, numerical simulations are conducted in order to illustrate the hydrogeological consequences of such hydraulic relationships. The numerical investigation, based on a conceptual model, focuses on the effects of the hydraulic connections when conducting a pumping test in a well that is set into a granular confined aquifer overlying a fractured-rock aquifer which presents a few fractures directly connected to the granular aquifer. It is illustrated that when interpreting the pumping test with the conventional methods consisting of plotting the drawdown versus time, a bias is introduced on the estimation of the transmissivity of the granular aquifer due to groundwater flowing from the fractured-rock aquifer via connecting fractures. However, it is underlined that plotting drawdown log-derivative versus time helps to diagnose the existence of these hydraulic relationships and therefore avoids committing a bias on the transmissivity estimation of the granular aquifer. Numerical simulation results also illustrate that hydraulic connections between the two aquifers can have significant impacts on the hydrogeochemical signature of the granular aquifer under investigation. 相似文献
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Saad Younes Ghoubachi 《Arabian Journal of Geosciences》2011,5(5):1103-1115
The present work deals with the groundwater aquifer of the Lower Cretaceous sandstone and its sustainable development in Sinai. The studied aquifer system is the most promising groundwater system in Sinai due to its wide extension, hug storage, and good quality. The objective of this paper aims to elucidate the hydrogeological characteristics of the Lower Cretaceous aquifer. The aquifer system occurs under confined conditions. The top surface of the Lower Cretaceous dips steeply towards the southwest direction with step faults. The average sand percent of the penetrated aquifer attains 54%. The main direction of groundwater flow is generally from southwest and locally is concentric to the center of study area related to the influence of the graben block. The aquifer has a hydraulic gradient generally reaches 0.0011 m/m and attains 0.0028 in central portion of study area. The aquifer parameters (effective porosity, transmissivity, and hydraulic conductivity) increase towards the northeast direction with increasing of the sand percentage. Durov diagram plot revealed that the groundwater has been a final stage evolution represented by a NaCl water type. The groundwater salinity increases towards the central of study area coinciding with groundwater flow. The groundwater salinity of the Lower Cretaceous aquifer is brackish water and varies from 2,510 to 5,256 ppm and unsuitable for drinking and domestic purposes. 相似文献
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淄博孝妇河源区地下水资源的开发利用研究 总被引：3，自引：0，他引：3
在分析淄博市孝妇河流域源头的南神头－窑广地下水富水区水文地质条件的基础上，应用数值模拟方法建立了该区的地下水流模型，并根据当地的资源需求建立了地下水动态预测模型，研究了可能通过该区出流边界补给下游地区地下水的侧向排泄量。应用系统工程学和运筹学理论，以“开采费用最小”为目标函数，以研究区的需水量及开采井的供水作为约束条件，建立了该区的地下水最优控制模型。通过优化地下水开采布局对出流边界的流量进行了研究，既为富水区的地下水资源利用确定开采方案，又科学地评价地富水区北部边界对下游地区的地下水侧向补给量。 相似文献
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数值模拟方法在隐伏岩溶水源地保护区划分及污染治理中的应用 总被引：5，自引：4，他引：1
文章以北京市东南郊大兴迭隆起隐伏岩溶水子系统内的两个水源地（大兴念坛水源地与通州龙旺庄水源地）为例,研究数值模拟方法在隐伏岩溶地下水水源地保护区划分中的应用。研究基础为基于GMS建立的包括第四系与岩溶含水层在内的三维非稳定流地下水数值模拟模型,采用的主要技术手段为质点追踪技术,结合溶质质点迁移100 d与1 000 d的距离划分水源地的一级与二级保护区,并提出相应的污染防控措施。研究得出,对于隐伏岩溶水大部分来自上覆第四系松散孔隙水越流补给的情况,岩溶水源地保护区即是上覆松散含水层的保护区范围,应加强第四系孔隙含水层地下水污染的防治,以保护岩溶水不受污染。 相似文献