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北京市平原区地下水流动数值模型应用研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以北京市平原区地下水系统作为研究对象,系统地收集整理了相关的地质和水文地质资料,通过对资料的综合分析,对边界条件、含水层结构等进行合理概化,建立了水文地质概念模型。在此基础上,运用MODFLOW软件建立了北京市平原区地下水流动的三维数值模型。模型垂向上剖分为10层,平面上每层剖分为499行×499列不规则矩形网格,有效单元共计1 103 000个,以刻画复杂的含水层结构和地下水三维流动特征。依据实测地下水位数据进行模型参数识别与校正,绝大多数计算水位与实测水位拟合较好,模拟流场与实测流场吻合,参数符合水文地质条件,表明本研究建立的数值模型能够较好地刻画北京平原区地下水流动特征。 相似文献
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地下水数值模拟是目前定量研究地下水水量和水质的重要手段。使用基于随机理论的MonteCarlo方法来进行地下水数值模拟。这种方法能较好地考虑水文地质参数的空间变异性。主要将MonteCarlo方法和确定性模型模拟方法的模拟结果在渗透系数场、水头场、速度场和浓度场等方面进行了比较。结果表明:在模拟三维非均质含水层中的溶质运移问题时,充分考虑了含水层渗透系数空间变异性的MonteCarlo法比确定性方法更为有效,模拟精度提高了很多,且对模拟误差及误差来源有合理的数学解释。 相似文献
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为了更加准确地确定含水层参数,提出了利用地下水流数值模拟软件Modflow耦合大型抽水试验和长观孔水位两个模型的方法,对含水层参数进行了识别与校验。该方法求得的含水层参数避免了只利用抽水试验模型校验所带来的不确定性,同时利用抽水实验数据进行抽水与恢复的全过程曲线拟合,水位降深模拟相对误差小于6%,提高了含水层参数的准确性。 相似文献
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岩土力学参数空间变异性的集合卡尔曼滤波估值 总被引：3，自引：1，他引：2
岩土参数具有结构性和随机性的空间变异特征,该特征导致岩土参数具有不确定性。以地质统计学作为岩土参数空间变异性分析的理论基础,将分布于研究区的岩土参数视为区域化变量,变异函数既描述了岩土参数整体的空间结构性变化,又描述了其局部的随机性变化,用变异函数理论模型作为描述岩土参数空间变异规律的数学模型。引入集合卡尔曼滤波（EnKF）分析方法,利用时空分布的观测数据,对岩土参数空间变异性进行估值。数值算例表明,EnKF能够有效地融合观测数据,较好地提供岩土参数空间变异性的估值。 相似文献
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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。 相似文献
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岩土参数具有结构性和随机性的空间变异特征，该特征导致岩土参数具有不确定性。以地质统计学作为岩土参数空间变异性分析的理论基础，将分布于研究区的岩土参数视为区域化变量，变异函数既描述了岩土参数整体的空间结构性变化，又描述了其局部的随机性变化，用变异函数理论模型作为描述岩土参数空间变异规律的数学模型。引入集合卡尔曼滤波（EnKF）分析方法，利用时空分布的观测数据，对岩土参数空间变异性进行估值。数值算例表明，EnKF能够有效地融合观测数据，较好地提供岩土参数空间变异性的估值。 相似文献
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为了获取裂隙含水层水文地质参数,以黑龙江省七台河市应急水源地为例,在抽水试验和示踪试验基础上,利用数值模拟软件GMS(Groundwater Modeling System)建立地下水流数值模型和溶质运移模型。通过研究溶质运移单域模型和两区模型,发现在裂隙含水层中两区模型能更好的描述穿透曲线的拖尾现象。实例研究表明利用数值模拟方法反演的含水层参数与解析法结果很接近,数值模拟的水均衡误差为0.024%,参数可靠性较高。研究发现该地区裂隙连通性较好,可作为应急水源地。 相似文献
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矿井涌水量一直是制约矿井安全生产的重要因素,目前矿井涌水量的预测方法多种多样。本文在分析某铁矿区地质构造、岩性特征以及水文地质条件的基础上,利用可视化软件Visual Modflow对研究区地下水进行数值模拟。重点分析了模型边界条件、含水层水文地质参数。通过多次调整模型参数,实现模拟计算结果与观测值较好地拟合,模拟结果表明:5 a和10 a后随着随开采面积的增大,模型水位降落漏斗明显扩大,矿井涌水量也明显增大,当地天然渗流场被破坏,影响矿区周围居民生活用水,应采取必要的防渗措施,减小周边水位的下降幅度,为矿区地质环境保护提供科学依据和理论指导。 相似文献
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基于井下放水试验的矿井疏降量预测评价 总被引：1，自引：0，他引：1
井下放水试验作为特殊的水文地质试验,克服了地面抽水试验存在的不利条件,有着十分重要的实践和理论意义。为了探查双柳煤矿太原组灰岩含水层的水文地质条件,通过两次井下放水试验取得的相关水文地质参数,控制了太灰含水层的动态流场。基于井下放水试验取得的水文地质条件信息,利用Visual MODFLOW三维数值模拟软件,建立放水试验期间反映模拟区太灰地下水分布、储存及其时空变化规律的参数模型;根据拟定的预测方案,对太灰含水层的疏降涌水量进行预测。通过本次工作,对双柳井田下一阶段进行疏干降压,减少太灰含水层对上组煤（4#煤层）开采的威胁,同时为下组煤（8＋9#煤）开采提供疏降方式和水文地质依据。 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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Using three-dimensional geological mapping methods to inform sustainable groundwater development in a volcanic landscape, Victoria, Australia 总被引：1，自引：1，他引：0
Bruce Gill Don Cherry Michael Adelana Xiang Cheng Mark Reid 《Hydrogeology Journal》2011,19(7):1349-1365
This study investigated the use of three-dimensional (3D) geological methods to provide better groundwater resource estimates for the Spring Hill area in central Victoria, Australia. Geological data were gathered in 3D geological software, which was utilised to derive fundamental dimensional parameters of the groundwater system in the study area. Mining industry software and hydrogeological methods were combined to give volumetric determinations of the basalt aquifer that were used to improve estimates of the groundwater resource. The methods reduce uncertainty about the physical attributes of the aquifer systems and greatly improve conceptual understanding of their behaviour. A simple numerical water-balance model was developed to refine the estimates of aquifer volume and fluxes to approximate observed water-level behaviour in the area. This enabled a much better comparison of groundwater resource use to the natural inputs and outputs for the area. A key conclusion was that the main issues for sustainable development and use in the study area are more to do with the physical aspects of the aquifer system, rather than simply the volume of water pumped. Visualisations of the area’s hydrogeology also provide improved hydrogeological understanding and communication for groundwater users and administrators. 相似文献
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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。 相似文献
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Application of multiple-point geostatistics on modelling groundwater flow and transport in a cross-bedded aquifer (Belgium) 总被引：3，自引：1，他引：2
Sedimentological processes often result in complex three-dimensional subsurface heterogeneity of hydrogeological parameter values. Variogram-based stochastic approaches are often not able to describe heterogeneity in such complex geological environments. This work shows how multiple-point geostatistics can be applied in a realistic hydrogeological application to determine the impact of complex geological heterogeneity on groundwater flow and transport. The approach is applied to a real aquifer in Belgium that exhibits a complex sedimentary heterogeneity and anisotropy. A training image is constructed based on geological and hydrogeological field data. Multiple-point statistics are borrowed from this training image to simulate hydrofacies occurrence, while intrafacies permeability variability is simulated using conventional variogram-based geostatistical methods. The simulated hydraulic conductivity realizations are used as input to a groundwater flow and transport model to investigate the effect of small-scale sedimentary heterogeneity on contaminant plume migration. Results show that small-scale sedimentary heterogeneity has a significant effect on contaminant transport in the studied aquifer. The uncertainty on the spatial facies distribution and intrafacies hydraulic conductivity distribution results in a significant uncertainty on the calculated concentration distribution. Comparison with standard variogram-based techniques shows that multiple-point geostatistics allow better reproduction of irregularly shaped low-permeability clay drapes that influence solute transport. 相似文献
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Groundwater flow and the associated surface water flow are potential negative factors on underground tunnels. Early detection of environmental impacts on water resources is of significant importance to planning, design and construction of tunnel projects, as early detection can minimize accidents and project delays during construction. The groundwater modeling software package Groundwater Modeling System (GMS), which supports the groundwater numerical codes MODFLOW and FEMWATER, was utilized to determine the impact of tunneling excavation on the hydrogeological environment in a regional area around the tunnel and a local hot springs area, at the “Tseng-Wen Reservoir Transbasin Diversion Project”, in Taiwan. A hydrogeological conceptual model was first developed to simplify structures related to the site topography, geology and geological structure. The MODFLOW code was then applied to simulate groundwater flow pattern for the hydrogeological conceptual model in the tunnel area. The automated parameter estimation method was applied to calibrate groundwater level fluctuation and hydrogeological parameters in the region. Calibration of the model demonstrated that errors between simulated and monitored results are smaller than allowable errors. The study also observed that tunneling excavation caused groundwater to flow toward the tunnel. No obvious changes in the groundwater flow field due to tunnel construction were observed far away in the surrounding regions. Furthermore, the FEMWATER code for solving 3-D groundwater flow problems, in which hydrogeological characteristics are integrated into a geographic information system (GIS), is applied to evaluate the impact of tunnel construction on an adjacent hot spring. Simulation results indicated that the groundwater drawdown rate is less than the groundwater recharge rate, and the change to the groundwater table after tunnel construction was insignificant for the hot spring area. Finally, the groundwater flow obtained via the GMS indicated that the hydrogeological conceptual model can estimate the possible quantity of tunnel inflow and the impact of tunnel construction on the regional and local groundwater resources regime of the transbasin diversion project. 相似文献
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Hossein Banejad Hamid Mohebzadeh Mohammad Hossein Ghobadi Majid Heydari 《Journal of the Geological Society of India》2014,83(1):83-92
Numerical simulation of groundwater flow used for the estimation of hydraulic and hydrologic parameters which is an important tool for the management of aquifers. This study presents the results of a mathematical model developed for the simulation of groundwater flow in Nahavand plain aquifer in the southwest Hamadan province. For this purpose Groundwater Modeling Software (GMS) was used which supports the MODFLOW-2000 code. After gathering required data such as the hydrological, hydrogeological and topography maps, a 3D hydrogeological model of plain was constructed with borehole and surface elevation data. Then MODFLOW was used for simulation of flow. After initial simulation of the flow, the model was calibrated in steady state with trial-and-error and parameter estimation methods the observed head of groundwater table monitoring data of 1997. Results of calibration show that error between observed head and computed head is in allowable range. Also results of computed head with model show that groundwater flow is in the direction of the dominate slope (southeast to northwest). Finally MODPATH code which simulates advective transport of particles was used for estimation of flow path and source of contaminants. 相似文献
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大南湖北露天煤矿首采区东南部需要揭露Ⅲ火烧岩区一部分,这使得烧变岩水成为露天煤矿矿井充水的主要水源。资源勘探阶段的水文地质资料表明,烧变岩区赋水空间发育、透水能力强,储存量非常可观,但由于受资源勘探阶段水文地质勘探工程量制约,水文地质条件未能详细查明,现有水文地质成果尚不能满足首采区对烧变岩水疏排设计的要求。对烧变岩地下水资源进行模拟开采性抽水试验,获取Ⅲ火烧区的水文地质参数,利用数值模拟的方法,运用MODFLOW软件建立了III火烧区地下水数值模型,并模拟计算出了Ⅲ火烧区地下水储存量。经验证,本次模拟所取得成果与煤矿实际情况相符,能够作为首采区矿坑疏排水设计依据。 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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地下水流数值模型不仅是认识深部水动力场形成演化机制的有效工具,也是建立核素迁移数值模型的基础,因而是高放废物处置场选址和安全评价中重要的技术手段。高放废物深地质处置地下水流数值模拟方法较多,如何选择适当的方法也是值得关注的问题。针对高放废物深地质处置地下水流数值模拟技术展开研究,通过阅读大量国内外文献,文章系统阐述了目前常用的4 类地下水流数值模拟方法的研究进展、适用条件和实例应用;综述了深地质处置中常用的模型不确定性分析方法及研究成果,列表给出了适用于放射性废物地质处置的地下水流数值模拟软件及其在废物处置选择和安全评价中的应用。研究结果表明:等效连续介质模型适用于大区域、长序列、裂隙发育程度较高或较均匀的地区,该类模型方法成熟、所需的数据和参数易于获得,但是不能精确刻画裂隙介质中地下水的流动特征。离散裂隙网络模型适合解决处置场地、储罐尺度等需要精细刻画的地下水流问题,但由于需要大量裂隙及其连通性数据、相关参数等,该方法存在着工作量大、耗时多的缺点。双重介质模型主要用于解决区域尺度裂隙水流问题,但并不能表现出裂隙介质的各向异性、不连续性等特征,因而适用范围存在一定的限制。等效-离散耦合模型可以通过区域分解法对裂隙密度大的区域采用等效连续介质模型,对于裂隙密度较小的地区采用离散裂隙网络模型,从而更符合一般地质条件下裂隙渗流的特征,但也存在交换量难以确定、模型耦合技术问题。通过灵敏度分析,将不同敏感因子对模型敏感指标的影响程度进行排序,提高模型精度、减少参数不确定性分析的工作量。蒙特卡罗法是目前常用的一种模型不确定性方法,原理简单、易于实现。文章展望了数值模型在仿真性、不确定性分析、预测和多介质耦合等方面的研究前景。 相似文献