海河流域华北平原浅层地下水模型研究

由于对海河流域平原区地下水资源缺乏有效的管理,致使其严重超采,进而产生了一系列地质灾害,制约着经济社会的可持续发展.通过分析区域水文地质条件、含水层空间分布规律、水文地质参数、地下水流场、地下水观测资料等,概化研究区地质体,进而建立地下水模型,同时率定模型和标定大型漏斗.该模型首次全面认知和模拟了研究区地下水超采起始时间、超采量、漏斗发展过程,并预测了发展趋势.     

基于GMS的巴彦淖尔市临河区地下水流场预报

在查明内蒙古巴彦淖尔市临河区水文地质条件、地下水开发及引发的环境地质问题的基础上,用均衡法及数值模拟法进行地下水资源量计算。根据当地水资源开发利用方案,利用模型进行研究区2013年-2033年地下水流场演化模拟,结果表明该方案下研究区地下水降落漏斗不再继续扩大,地下水位有所回升,对该区水资源管理有指导意义。     

青海省盐湖集团供水二期水源地数值模拟

针对山前冲洪积扇傍河水源地共有的水文地质条件,建立地下水流数学模型,采用Visual Modflow软件,选取极富水地段进行地下水数值模拟研究。在综合分析格尔木河冲洪积扇水文地质条件基础上,确定三维边界条件,建立水文地质条件概念模型及数学模型,通过对地下水梯度场、降速场与实测资料的识别与验证,模拟的流场形态与观测值及地下水动态拟合度较高,符合研究区水文地质条件。模型对10年内丰、平、枯水期降水频率下的开采方案结果及水均衡状态进行了预测,结果表明,拟建水源地所需的可开采水量(新增13.2万m3/d)基本可行。     

河北省南水北调受水区地下水模型研究

河北省南水北调受水区地表水资源严重匮乏,由于长期超量开采地下水,造成诸如地下水位持续下降、地面沉降及地裂缝、岩溶塌陷、海水入侵及水质污染等一系列环境地质问题。在综合考虑复杂地质及水文地质条件的基础上,利用FEFLOW模型软件建立了南水北调受水区地下水系统三维数值模型,经过模拟调试所获得的水文地质参数基本符合水文地质勘查结果,计算所得的地下水流场基本反映了南水北调受水区的地下水位的实际分布情况,表明所建模型具有较好的仿真效果和较高的可信度。使用识别后的地下水数值模型,分析区域地下水动态变化,研究南水北调受水区深浅层地下水资源量,为超采区地下水综合治理措施和效果评估提供科学依据。     

鄄城县工业园区污染物下渗及迁移预测研究

本文通过收集和整理鄄城县工业园区相关的水文地质资料,对园区的水文地质条件进行了分析研究,建立了园区水文地质概念模型和地下水流数值模型,运用Visual MODFLOW对模型进行求解,并根据实测资料对模型进行了检验和校正,拟合程度达到了模拟要求。在此基础上建立了地下水流溶质运移模型,通过Visual MODFLOW中的MT3DMS模块计算污染物质的运移情况,得出污染物在地下水系统中的变化规律,可预测鄄城县工业园区污染物质在不同时刻、不同情况下所导致的地下水污染程度。     

太湖地区典型小流域地下水储量动态模拟与分析

对太湖地区典型小流域的近地表地质特征进行系统野外试验,分析近地表土层土壤和岩层结构特征,初步确定了含水层计算参数;采用三维地下水流数值模拟方法概化水文地质条件,识别与验证模型参数。结果表明:地表水补给地下水的量约是地下水补给地表水总量的2倍,山溪型小流域的地表地下水交互过程趋于单向交换,即河道水补给地下水。从含水层储水量变化看,除去蒸散发,通过地下通道流失的水量占据总水量的相当比重,且地下储水的减少量主要依赖降雨入渗进行补给。所建立的模型能够较好地反映研究区实际的水文地质条件,揭示地表水和地下水的交互量的变化过程,并定量研究流域水量平衡动态关系,可为变化环境下的地下水保护和滨湖区的地下水潜流计算研究提供预测分析依据。     

FEFLOW在模拟大区域地下水流中的特点

大区域(大尺度空间范围上的)地下水系统通常由不同的地貌单元组成,水文地质条件复杂,建立地下水流模型的目的和要求、水文地质结构、流场、参数分区、各种补排项概化和处理方面与小区域模型有较大的差异,因此建模的准则也不同.FEFLOW对含水层分层、单元剖分、离散点插值、数据转换、边界条件赋值、河流边界、含水层均衡项等处理的特点,提高了建立地下水流模型的效率,使它更加适宜于建立大区域地下水流模拟模型.     

李官堡水源地地下水流场数值模拟及预测

随着工业规模的发展,各城市都面临着地下水资源如何科学利用的难题,北方缺水城市沈阳李官堡水源地就面临着新增工业造成的用水压力,如何对该水源地的水资源进行科学评价是合理取用水的前提。在对模拟区范围、边界条件和孔隙水介质进行概化和对水文地质参数及其他参数确定的基础上,将该区域地下水流系统概化为均质、各向同性、二维、潜水非稳定地下水流系统,运用GMS模型软件对研究区的地下水流场进行了数值模拟预测。通过模型识别和可靠性分析认为,所率定的模型参数符合实际且模型边界条件合理;预测认为该区域地下水资源量不能满足新增企业用水量9.8万m3/d的需求。该评价方法不仅具有应用和推广价值,而且具有为地下水资源科学规划提供科学依据的重要作用。     

李官堡水源地地下水流场数值模拟及预测

随着工业规模的发展,各城市都面临着地下水资源如何科学利用的难题,北方缺水城市沈阳李官堡水源地就面临着新增工业造成的用水压力,如何对该水源地的水资源进行科学评价是合理取用水的前提。在对模拟区范围、边界条件和孔隙水介质进行概化和对水文地质参数及其他参数确定的基础上,将该区域地下水流系统概化为均质、各向同性、二维、潜水非稳定地下水流系统,运用GMS模型软件对研究区的地下水流场进行了数值模拟预测。通过模型识别和可靠性分析认为,所率定的模型参数符合实际且模型边界条件合理;预测认为该区域地下水资源量不能满足新增企业用水量9.8万m3/d的需求。该评价方法不仅具有应用和推广价值,而且具有为地下水资源科学规划提供科学依据的重要作用。     

不同降水情景下天津市地下水位的时空变化特征

为了定量模拟和评价不同降雨情景下天津市不同含水层地下水位时空变化情况,通过对天津市水文地质条件的分析和已获取的资料建立地下水系统的三维数值模拟模型,并利用已知的地下水位动态数据对模型进行拟合与检验,确定模型的可靠性。然后利用模型对常态条件下(地下水开采量维持不变,50%频率下的降水量)和极端气候条件下(地下水开采量维持不变,95%频率下的降水量)天津市地下水位的时空变化特征进行预测和评价,分析不同含水层地下水位对两种情景的动态响应机制。结果表明:两种方案下10 a后的地下水流场特征较为相近,地下水流向也基本一致,地下水位均有所下降,在开采量不变情况下,降水量的减少对承压含水层的影响较为有限。     

陈家冲垃圾填埋场地下水环境健康风险评价

垃圾填埋是目前国内处理城市生活垃圾的主要方式,由垃圾渗滤液引发地下水环境污染已成为当前主要的水环境问题之一。选择武汉市陈家冲垃圾填埋场为研究对象,通过对该区周边地下水布孔取样和监测,分析了垃圾填埋场对其周围地下水环境的影响。结果表明:研究区地下水的主要污染因子为Pb、Cd和Fe,且各污染物的浓度与采样深度、井距呈负相关关系。垃圾填埋场产生污染的影响范围主要在距离800m以内、深度小于5.5m的地下水。为进一步了解该区地下水对人体健康危害的风险程度,对研究区地下水进行了水环境健康风险评价,结果显示:研究区各采样井地下水的总风险值在2.71×10~(-4)/a~7.12×10~(-3)/a,均超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值5.0×10~(-5)/a,主要风险因子为基因毒物质Cd和Cr(VI)以及躯体毒物质硝态氮;其中,Cd和硝态氮所致的健康风险值超标率100%,而Cr(VI)的健康风险值超标率为50%,对暴露人群存在健康危害风险。此外,对男性和女性健康风险值的研究显示,研究区地下水环境中污染物的男性健康危害风险值普遍高于女性。     

基于文献计量学的地下水污染研究现状

为了解国内外地下水污染领域研究现状和重点,梳理2009-2019年国内外学术期刊收录的地下水污染领域高质量文献8 117篇,利用可视化软件CiteSpace V.5.6.R3绘制科学知识图谱。通过对地下水研究领域论文发文量、研究内容、研究机构和发文作者统计、聚类和可视化,多维度发掘地下水污染研究的整体形势。结果显示:地下水污染研究领域科研论文发文量总体呈增长趋势,研究重点主要围绕污染物特征、污染评价和污染修复等3个方面开展,硝酸盐、砷污染已成为地下水污染的研究重点;中国地质科学院水文地质环境地质研究所和吉林大学对国内地下水污染领域的发展具有重要贡献,且研究团队随时间呈分散式、多元化发展;中国地质大学、中国科学院和美国地质调查局是最具国际影响力的机构,中国地质大学(武汉)王焰新院士团队在地下水污染研究领域极具国际影响力。在我国生态文明建设需求下,地下水污染修复由理论研究向污染场地应用转化仍是当前研究的趋势。     

扶余油田开发中石油类污染物对地下水环境影响模拟分析

分析了扶余油田开发建设过程中对地下水环境的污染来源和途径。针对该油田工程工艺分析的特点,建立地下水环境中石油类污染物运移的数学模型,并进行了预测分析。结果表明,在油田正常工作状态下石油类污染物不会污染第四系潜水;在出现事故时,石油类污染物会污染潜水,分别预测了1 a、3 a、5 a、10 a后石油类污染物运移的范围分别是160.2 m,439.5 m,711.8 m和1 381.4 m。为提出科学的油田开发地下水环境保护措施提供了可靠依据。     

基于数值模拟的傍河水源地潜在污染水力调控优化技术

傍河饮用水源地污染控制技术是我国环境保护与饮水安全领域的研究热点。选取松花江流域佳木斯七水源大型水源地为研究区,综合分析其水文地质条件,应用数值模拟方法拟合研究区水动力学场及水化学场。在此基础上运用MGO模块的模型基础,采用全局寻优算法——遗传算法,分析不同抽水量及井位对七水源-废醪池污染羽进行水力调控的效果,得出最优井位及抽水量。同时通过分析清除污染源和未清除污染源情况下,不同观测井中污染物浓度的变化趋势,探讨了水力调控优化控制技术对傍河水源地污染控制的有效性,为傍河水源地的安全供水提供技术保障。     

基于GMS的云南德厚水库下游废弃砒霜厂地下水溶质运移模拟

地下水溶质运移模拟是找出污染物迁移规律、确定污染范围及污染物浓度分布的重要手段,可以为合理开发地下水资源、优化设计地下水开采方案及地下水污染修复提供定量依据。在分析德厚水库咪哩河流域裂隙岩溶含水层的水力性质和污染物运移特征的基础上,运用GMS软件建立地下水流场模型和溶质运移模型,对裂隙岩溶水的流场和污染物进行了数值研究,判断出了污染源分布及污染羽扩展范围,分析了砒霜厂污染物运移对水库建设的影响。     

RBF与Elman在露天矿区地下水水质评价与预测中的应用

通过构建RBF与Elman网络模型,以归一化后的标准矩阵为训练样本,利用Matlab软件辅助,进行网络训练后分别对阜新海洲露天矿矿区地下水水质进行了评价与预测。结果表明:RBF与Elman预测结果基本一致,预测模型可以较好的反映出地下水质的变化状况;该矿区地下水的污染较为严重,总体为Ⅳ-Ⅴ类水质,主要污染因子为无机盐类。随着年限的增加,该区地下水的污染情况会越来越重。     

基于Modeflow下的地下水动态分析三维 可视化研究与应用

基于地下水模拟软件Visual Modefl,计算得到的数据,依据年度来水量、地下水开采量对灌 区地下水资源生成初始流场,设置预测时段,并经模型计算后生成预测年的流场、水位理深、水位降 深以及观测孔水位等数据文件,结合GIS区域分析方法,以空间网格划分为基础,采用三维可视化技 术对模拟和预测结果进行可视化显示和分析,将区域地下水赋存环境、运动规律和动态特征直观展 现,并对预测数据和常观井实际监测数据进行模型和结果验证,分析灌区地下水变化趋势,为水资源 决策提供支持。     

灰色GM（1,1）模型在地下水位预测中的应用

GM（1,1）模型是一种精度较高的预测模型,该模型不仅操作简单,而且当数据较少、且无法采用统计和其他的预测方法时,该方法是非常有效的。以某地2000—2005年地下水位为原始数据,采用GM（1,1）模型对2006年地下水位进行了预测,达到为该地区的地下水资源的调配提供参考依据。     

Identification of Pollution Sources in Transient Groundwater Systems

A methodology using a nonlinear optimization model is presentedfor estimating unknown magnitude, location and duration ofgroundwater pollution sources under transient flow and transportconditions. The proposed optimization model incorporates thegoverning equations of flow and solute transport as binding equalityconstraints, and thus essentially simulates the physical processes oftransient flow and transient transport in the groundwater systems.The proposed inverse model identifies unknown sources of pollution byusing measured values of pollutant concentration at selectedlocations. Performance of the proposed model for the identificationof unknown groundwater pollution sources is evaluated for anillustrative study area in a hypothetical confined aquifer underdifferent cases of data availability. The effect of observation welllocation vis-à-vis pollution source location on identificationaccuracy is also investigated. Performance of the developedidentification model is also evaluated for a condition whenconcentration measurements are missing during few initial timeperiods after the pollution sources become active. The effect ofspecified initial guesses of the variable values on the optimalsolutions are also investigated. These performance evaluation resultsdemonstrate the limitations and potential applicability of theproposed optimization model for identifying the sources of pollutionin transient groundwater systems.     

干旱区库坝工程对地下水的影响

为揭示干旱区库坝工程对车尔臣河中下游地下水位的影响,基于水文地质、气候变化以及当地灌溉等相关数据,应用GMS构建地下水模型,对地下水流场的变化进行了模拟预测研究。结果表明:①车尔臣河流域模拟区地下水多年均衡量为1 170.74×10~4m~3,表现为微弱正均衡,多年地下水水位上升约13 mm,地下水水位总体呈现微弱上升趋势; ②从整个区域角度而言,建坝前后地下水流场趋势并没有出现显著变化,但是局部地区流场变化较明显,主要是灌区和下游入湖区段,受影响的地下水位变幅为0.4~0.8 m,而南北两侧可能受影响宽度范围约1 km。