基于地下水流数值模拟的反求参数方法研究

在建立GMS地下水流数值模拟模型的基础上,通过人工调参、PES process分区调参及PES process导点法调参三种方法反求水文地质参数,并对三种调参方法的特点和结果进行了对比分析,发现在人工调参基础上的PES process分区调参的效率和精度较高,模拟结果比较符合实际的水文地质条件。实例应用结果同时表明,三种反求水文地质参数方法都具有较好的实用性。     

地下水数值模拟中的参数随机模拟

从水文地质参数的随机性出发,以滦河某拟建水源地为例,采用地下水数值模拟软件GMS建立了参数随机模拟的数值模型,并求得模型的随机解,计算出模型的水位均值流场和水位标准差分布.结果表明:在模拟非均质含水层二维流动问题中,充分考虑渗透系数和给水度的随机特性的蒙特卡罗法预测结果可靠,比确定性方法更加科学、有效.     

人工渗流场中的地下水流数值模拟

以天津滨海新区某拟建场地人工渗流场为研究对象,对研究区的水文地质条件进行分析和概化,用GMS7.1建立了水文地质概念立体模型。调用GMS7.1中的MODFLOW模块建立地下水流数值模型并求解,得到研究区的各项水文地质参数,再现并预测了研究区的地下水流场情况。计算结果表明,利用GMS建立的人工渗流场概念模型求解的各项水文参数较为精确,与现场实际情况吻合。同时,利用GMS进一步确定了合理的开采水方量及开采时间,为有效防治抽灌水引起的土体变形提供了理论依据。     

桦南县地下水数值模拟研究

在分析桦南县城区地质及水文地质条件的基础上,运用GMS软件建立了三维地质结构模型。根据研究区的实际条件建立了水文地质概念模型,据此建立地下水流三维数学模型,并运用Visual MODFLOW软件进行求解。模型识别和验证的结果表明,模型对于含水层结构、含水层边界条件概化及水文地质参数选取较为合理,能够真实反映研究区水文地质条件。在多年平均降水量和现状开采量下,对研究区地下水位动态进行了预报,并提出了水资源合理开发利用的建议。     

一种基于MATLAB的渗透系数确定方法

地下水资源评价与地下水可开采量计算需要对地下含水层参数进行分析确定。结合托克托县地区抽水试验,运用MATLAB软件优化传统的Jacob直线图解法和标准曲线配线法,在单孔非稳定流抽水试验中确定承压含水层导水系数T和渗透系数K,计算结果符合当地水文地质条件,且比传统方法精确可靠。     

基于GMS软件对昆明北市区地下水系统的数值模拟

在掌握了昆明北市区水文地质条件的基础上,采用GMS软件建立研究区非均质各向异性三维非稳定流数学模型,运用三维等参有限元技术进行求解,同时用数值法拟合和优化渗透系数等水文地质参数。结合1985年2月—1990年2月这5年的水位、开采量及其他水文地质资料进行模型拟合校正,为昆明市科学管理地下水资源提供依据。     

GMS在地下水流场预测中的应用研究

文中以内蒙古某地地下水含水层为例,建立了地下水含水层水文地质概念模型及数学模型,采用GMS软件MODFLOW模块对模型识别验证求解,对不同开采条件下的地下水流场变化情况进行模拟发现,在现状开采强度每年增长2％的基础上,研究区地下水位较为平稳,能够较大地发挥地下水开采潜力,对该区未来地下水资源开发利用提供技术支持.     

应用正交试验法分析地下水流模型参数灵敏度

在地下水数值模拟中,实际水文地质条件的复杂性、概念模型和相关拟合数据的不确定性,往往造成数值模型和率定参数的随机性,从而降低模拟的精度。对参数进行敏感性分析,分清随机模型中参数的主次作用,可以有效提高模拟精度。以北京市朝阳区为研究区,选取与地下水流场相关性较大的渗透系数k、给水度u及贮水率s三种参数作为灵敏度分析因子,采用正交试验法中的极差分析和方差分析两种方法分析参数对模拟结果的影响程度。结果显示:含水层的渗透系数灵敏度值最大,给水度灵敏度次之,贮水率灵敏度最小。因此,在进行数值模拟时应重点提高含水层渗透系数的精度,以确保数值模拟的准确性。     

基于随机行走的海岛地下水流替代模型构建方法

地下水是海岛重要的淡水资源。为了解决海岛地下水管理实践中遇到的模型计算成本过高以及现有替代模型黑箱性问题,本文提出基于随机行走的海岛地下水流替代模型构建方法。通过GPU并行随机行走算法分别建立海岛的人工增储含水层、分层越流含水层、随机非均质含水层的替代模型,并与相应海岛含水层解析解或数值解进行对比,验证随机行走替代模型在不同海岛含水层模型中的适用性和可靠性,分析潮汐动态边界对海岛分层含水层的影响,最后评估行走元数量对替代模型误差及计算成本的影响。     

基于MCMC和ES-MDA方法的地下水数值模型非均 质参数场及开采量的反演研究

马尔科夫链蒙特卡罗方法(MCMC)和多重数据同化集合平滑器方法(ES-MDA)近年来在地下水参数反演得到广泛应用，但对三维多层非均质含水层参数反演精度和计算效率还缺乏对比分析。本文构建了含有基于Karhunen-Loève展开的非均质参数场的潜水和多层承压水含水层案例，并建立了地下水数值模型和基于Kriging方法的替代模型，模拟含水层分层水头变化，探讨了基于替代模型的MCMC、替代模型和数值模型相结合的两阶段MCMC以及ES-MDA方法反演的含水层渗透系数以及开采量。结果表明，针对本文算例，在非均质参数和开采量的反演中，相比而言，两阶段MCMC反演参数精度更高，ES-MDA方法计算效率更高。本研究为地下水数值模型参数反演方法选择提供参考依据。     

基于剖面数值模拟的地下水流系统结构控制因素——以鄂尔多斯白垩系盆地北部典型剖面为例

针对解析法计算难度大,且难以描述水流系统复杂边界条件和含水层结构的问题,利用GMS软件建立水流系统的剖面二维数值模型,通过软件自动生成流网图,并以鄂尔多斯白垩系盆地北部典型剖面为例,分析影响水流系统结构的各种控制因素。结果表明,水流系统的水平发育规模主要受地形(边界条件)控制,而垂向循环深度主要受控于含水层各向异性,水平渗透系数和垂向渗透系数的比值与含水层的结构有关,并且依赖于模型剖分单元格尺寸的变化,具有一定的尺度效应。     

基于Visual MODFLOW的汉中盆地三维可视化模型构建方法

根据区域水文地质特征将地下水类型划分为潜水和承压水,概化含水层结构为包气带层、潜水含水层、弱透水层和承压含水层。综合利用钻孔、遥感影像、地质地貌、数字高程数据等资料,利用Visual MODFLOW软件中空间三维、非均质、各向异性的非稳定地下水流系统模型实现三维可视化。结果表明,该模型构建方法能够较为准确地刻画地层结构和水文地质特征,实现三维地质体的精准模拟,为进一步开展地下水数值模拟和溶质运移工作提供支撑。     

九江市城区地下水含水层三维可视化研究与实践

通过对研究区地质与水文地质条件的调查与分析,利用GMS软件建立九江市城区地下水含水层地层结构模型,并且对软件的实际应用与数据处理进行阐述.根据模拟结果对区域地质与水文地质条件进行评价,对含水层结构、含水层的富水性与补给条件进行了分析,并且判断了含水层的边界条件,为九江市地下水水资源开发与利用以及应急水源地建设提供科学依据.     

干扰非稳定流抽水试验求解水文地质参数的新方法

针对目前利用干扰非稳定流抽水试验资料求解水文地质参数所存在的适用条件受限或资料利用不充分等问题,通过对泰斯非稳定流计算公式中井函数的优化拟合,建立了一个二元线性回归方程,利用求解回归方程中的待定常数反求含水层的水文地质参数的新方法,与传统的其它计算方法比较,具有计算简捷,不依赖图表,求解精度高等优点。     

湖西大型河道滨湖区抽水试验数值模拟研究

本文以洙赵新河滨湖区为研究段,在分布最广的地质单元中,布设水文地质探采结合孔,获取典型地层断面的地质条件,进行单井抽水试验,采用非稳定流抽水试验公式计算典型研究区地层的渗透系数,采用地下水数值模拟软件GMS构建地质模型和水文地质模型,使用MODFLOW模块对野外抽水试验进行模拟研究,研究成果可用于群井抽水试验数值模拟,优化湖西滨湖区河道施工降排水方案。     

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。     

基于含水层渗透系数研究的云-Markov模型：建立与应用

渗透系数的精度对地下水流和溶质运移有重要影响，传统方法在计算渗透系数的过程中均存在一些局限性。本文建立了一种新的云-Markov模型对渗透系数进行预测：利用云模型中的多条件多规则不确定推理技术，根据样品的粒径分布对渗透系数进行预测，并对其进行误差分析；在此基础上利用权Markov链对预测误差的随机性进行模拟，进而根据此模拟值对云模型的预测结果进行校正，将校正后的预测值作为云-Markov模型最终的计算结果输出，即完成对一个样品渗透系数的预测。将该模型应用于华北平原典型区冲洪积扇含水层参数研究，计算结果表明：与渗透系数的实测值相比，云模型的误差相对数介于0.996~1.178间，通过权Markov误差校正后，云-Markov模型的误差相对数为1.021~1.134，预测精度较最初的云模型有了一定的提高。故与传统模型相比，云-Markov模型基本可以应用于含水层渗透系数的计算。     

基于含水层渗透系数研究的云-Markov 模型的建立与应用

通过建立云-Markov模型对含水层渗透系数进行预测。利用云模型中的多条件多规则不确定推理技术,根据样品的粒径分布对渗透系数进行预测,并对其进行误差分析;在此基础上利用权Markov原理对预测误差的随机性进行模拟,进而根据此模拟值对云模型的预测结果进行校正,将校正后的预测值作为云-Markov模型最终的计算结果输出,即完成对一个沉积样品渗透系数的预测。将该模型应用于华北平原典型地区冲洪积扇含水层参数研究,计算结果表明:与渗透系数的实测值相比,云模型的误差相对数介于0.62~1.34间,通过权Markov误差校正后,云-Markov模型的误差相对数为0.74~1.27。与传统经验公式相比,云和云-Markov模型的计算精度均满足地下水资源评价的要求,其中云-Markov模型具有更高的计算精度和广泛的使用范围,但其同时也具有较高的计算成本。     

水文地质参数的优选法及应用

本文采用0．618单因素优选法优选水文地质参数，利用计算机编程计算，大大提高计算速度，且消除配线法等人为误差的影响；另外该方法能帮助分析水文地质条件，使所选用求参数的模型符合含水层实际情况，从而求出的参数具有实际应用意义。