数值模拟在河谷地区中的应用 ——以北票市下湾子水源地为例

论文摘要

对地下水资源进行准确的评价是对地下水资源有效开发利用和科学管理的前提和基础。本文以北票市下湾子水源地为例,根据实地观测到的降雨、蒸发、地下水位等资料,在分析研究区水文地质条件的基础上,建立研究区的水文地质概念模型及相应的地下水水流数学模型,并用Visual MODFLOW对水流进行了模拟,对水源地在现状开采量和增大开采量状态下的地下水水位的变化及漏斗扩展情况进行了预测。 数值模型经识别、验证后,选取含水层给水度、渗透系数、河床沉积物渗透系数、降雨入渗系数及通用水头边界的水力传导系数5个参数进行了灵敏度分析。结果表明:模型对给水度和通用水头边界的水力传导系数比较敏感,并根据分析结果得出研究区的地下水可开采量为2.2×10~4m~3/d,从而为地下水水位预测提供了合理的依据。通过对全区现状条件下的水均衡进行分析,得出在模型模拟期内,研究区已出现地下水超采现象,并利用Surfer软件的空间数据分析功能,计算得出现状条件下超采导致的地下水水位低于限制水位的范围为3.3km~2,占模拟区总面积的46.4%,从而在对地下水水位预测时,通过调节布井方案,得出在增大开采量的条件下,频率年分别为25%、50%、75%下的最大开采量分别是3.5×10~4m~3/d、3.2×10~4m~3/d、3.0×10~4m~3/d,为水源地的运行与管理提供了科学依据。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 综述
• 1.2.2 数值模拟技术
• 1.2.3 地理信息系统技术
• 1.2.4 地下水资源评价
• 1.3 研究内容及技术路线
• 第二章 研究区概况
• 2.1 自然地理及社会经济概况
• 2.2 气象水文
• 2.3 地形地貌
• 2.4 地质构造及地层岩性
• 2.5 地下水类型及含水层组
• 2.5.1 松散岩类孔隙水
• 2.5.2 石灰岩岩溶裂隙水
• 2.6 地下水动态变化特征
• 2.6.1 地下水的补给、径流及排泄
• 2.6.2 地下水动态类型
• 第三章 地下水数值模型的建立
• 3.1 Visual MODFLOW简介
• 3.2 地下水流数值模拟
• 3.2.1 水文地质概念模型
• 3.2.2 数学模型的建立及解法
• 3.2.2.1 数学模型
• 3.2.2.2 模型的解法
• 3.3 含水层系统识别
• 3.3.1 空间离散
• 3.3.2 模拟时间
• 3.3.3 观测井
• 3.3.4 开采井
• 3.3.5 边界条件
• 3.3.6 地表水体
• 3.3.7 降雨入渗及蒸发
• 3.3.8 参数分区
• 3.4 识别结果
• 3.4.1 模型识别结果
• 3.4.2 参数识别结果
• 3.4.3 模型灵敏度分析
• 3.5 模型的验证
• 第四章 现状地下水资源评价
• 4.1 全区地下水资源评价
• 4.2 可开采量的确定
• 4.2.1 开采限制水位
• 4.2.2 现状开采状况分析
• 4.2.3 可开采量的确定
• 第五章 地下水位预测
• 5.1 开采方案的确定
• 5.2 现状开采条件下水位预测
• 5.3 增大开采量预测
• 5.4 地下水位预测结果分析
• 5.5 项目取水对凉水河子河干流地下径流的影响
• 5.5.1 对地下径流量的影响
• 5.5.2 对地下水水质的影响
• 5.6 对其它用水户的影响
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议及存在问题
• 6.2.1 建议
• 6.2.2 存在问题
• 主要参考文献
• 致谢