空间插值方法及其在地下水数值模拟中的应用

本文详细介绍了空间优插值方法—克里格法的原理及计算步骤，并将其应用于地下水数值模拟初始流场的形成，提高了模拟的精度和效率。     

人工神经网络理论在地下水水质评价中的应用

本文应用人工神经网络方法，在模拟人脑的思维方式下，建立了地下水水质模型，并对地下水水质污染程度进行评价。与运用综合指数法、模糊综合评判法和灰色聚类法等多种方法评价的结果相比较。结果表明，神经网络方法具有较强的处理相互矛盾样本的能力，尤其对非线性问题，其预测精度高     

地下水典型连通示踪模型的数值模拟

地下水连通示踪试验总是直接体现地层中强导水带（区）的介质和水动力特征，包括强导水带（区）的结构特征、地下水渗流速度和弥散度等。通过建立地下水连通示踪试验4类20个代表性的地质模型，并用Visual MODFLOW模拟它们的示踪剂运移过程及对模拟结果进行分析，总结出了地下水连通示踪试验的适用条件，给出了示踪剂使用量、观测周期的建议值，获得了地下水连通示踪曲线的一般规律，这对地下水连通示踪试验的实施及示踪成果的解译具有一定的指导意义。     

地下水水源地保护区划分方法研究综述

介绍国内外地下水水源地保护区划分方法的发展进程,重点剖析经验法、公式计算法、解析解模型法和数值模拟法的特点及适用条件。鉴于目前国际上流行的数值模拟方法中具有不确定性特征的水文地质参数是影响保护区划分的重要因素,强调了条件随机模拟思想对保护区划分的重要性,指出了地下水水源地保护区划分的发展趋势和研究方向。     

地下水热量运移模拟的BEM-FAM耦合法

基于地下水热量运移的基本原理，本文提出了求解地下水热量运移问题的BEM-FAM耦合法。该方法原理简单，操作方便；不仅可以直接计算出地下水流速度，而且避免了对流扩散方程数值解中的数值弥散和数值振荡，提高了计算精度。应用本文提出的方法对溪洛渡水电站工程地下水热量运移问题进行了模拟，计算结果与地质分析的结论一致，表明该方法是可行的。     

三角网格等值线自动生成方法及程序实现

总结各种等值线生成的方法及特点，详细阐述直接利用三角形网格生成等值线的原理、实现方法，独立开发出基于Windows的功能齐全的Contour绘图包，并嵌入地下水有限元模拟软件，为地下水模拟成果的表示提供了便利.     

地下水数值模拟研究与应用进展

工农业的快速发展,使得大量污染物随着降雨径流入渗进入地下水,对地下水资源产生了严重威胁。由于对地下水污染物的实时监测具有一定难度和较高的经济成本,地下水模拟软件应运而生。系统分析了GMS、FEFLOW、Visual MODFLOW、Visual groundwater、MT3DMS、TOUGH2等地下水模拟软件的结构、模型求解方法、功能及优缺点等,总结了软件在水流、地下水水位和污染物运移数值模拟的应用进展。最后,进行了展望,提出地下水数值模拟软件与3S技术集成、与人工神经网络等系统预测方法结合、气候变化模型与多相模型及地表水-地下水模型等耦合开发以及结构优化等发展趋势。以期为地下水动力学和污染物运移模拟及海绵城市建设提供参考。     

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。     

地下水与地表水耦合模拟模型研究与展望

地下水与地表水耦合模拟模型可以合理地反映水文循环过程,为水资源规划管理提供可靠依据.地下水与地表水耦合模拟模型按求解方法可分为水均衡法模型、解析法模型和数值法模型,按耦合方式可分为边界条件耦合模型、交换通量耦合模型、整体边界模合模型,目前各类模型存在问题主要有数值求解不稳定、失真、适应性差、参数率定困难等,"3S"及其他新技术的应用是今后的发展热点.     

大区域地下水模拟的理论和方法

大区域地下水数值模拟中，存在时空尺度选择和信息不足问题。本文在融合地质统计、逆问题理论和地下水运动理论的基础上，提出了建立大区域地下水运动模拟的理论和方法。提出了大区域地下水有限元计算的时空尺度理论公式。针对信息不足，提出了大区域地下水位推定的方法。根据推定的地下水位，运用逆解析理论对大区域地下水含水层导水系数进行逆推定。本文将所提出的方法运用到日本北海道Sarobetsu湿地地下水模拟中，结果表明所提方法用于计算大区域湿地不恒定地下水得到较满意的结果。     

山东省德州地区地下水流场动态分析

地下水的开采对于地面沉降影响较大,尤其是对于一些特定含水层,过量的开采会导致形成地面沉降漏斗,存在一定安全隐患。基于三维非稳定渗流模型,以试点法为计算手段对德州市德城区进行地下水不同含水层渗流流场分析。分析不同开采量条件下特定含水层渗流流场特性,揭示了地下水在特定含水层中的运动规律,可为计算地面沉降问题提供参考依据。     

ANALYSIS OF SEEPAGE FLOW IN A CONFINED AQUIFER WITH A STANDING COLUMN WELL

The standing column well for ground source heat pump systems is a promising technology with high efficiency and environmental benefit, where groundwater is drawn from the bottom of a well and then re-injected to its top after transferring heat with heat pumps. Heat transfer analysis of great significance and aquifer involves complex problems. Determining the groundwater seepage flow is a precondition to solve the energy equation describing the heat transfer of the system. Only when piezometric head is obtained, the seepage velocity can be determined according to Darcy’s law. In this article the groundwater seepage flow in an axial symmetrical geometry was studied under the assumption that gross groundwater flow is neglected. An analytical solution of the groundwater seepage flow for a confined aquifer was acquired by using the integral transform method, which may provide a foundation for heat transfer analysis of the standing column well system.     

岩溶区渗漏通道的示踪试验研究

岩溶管道的发育是水利水电工程的重大安全隐患,所以查清渗漏管道的存在与否是岩溶区水利水电工程的一项重要的基础性工作。示踪方法在检测渗漏通道存在性方面占有着特殊的地位,因为这种方法能够证实各试验点连通关系并且直接了解地下水运动的过程。通过示踪试验对西部地区某一水电站左坝肩的进行调查研究,最终确定各试验点之间存在渗漏通道。     

地铁建设对岩溶水渗流场影响的修复效果模拟

地铁工程因穿越岩溶含水层,易引起地下水渗流场发生变化,从而诱发工程及地质问题,为保护地下水环境,迫切需要一种简易且安全的疏导方案。为探讨地铁建设对地下水渗流场的影响,在总结研究区岩性结构及其水文地质特征的基础上,采用数值模拟方法模拟地铁车站建设前后及增加导流措施后地下水渗流场的变化,分析不同地质条件下地铁建设对地下水渗流场的影响并验证导流措施的修复能力。结果表明：研究区地铁车站地下水渗流结构可划分为土层夹卵砾石-岩浆岩孔隙-裂隙渗流双层结构（车站A）、土层夹卵砾石-灰岩孔隙-岩溶渗流结构（车站B）、土层夹碎石厚层单层孔隙渗流结构(车站C）3大类,地铁基坑建设对周边原有渗流场水动力条件的影响程度与地层结构密切相关。地铁车站的建设导致迎水面水位上升,背水面水位下降,车站A、车站B和车站C迎水面水位最大壅高分别为0.40、0.32和0.62 m;对地下水渗流场的影响范围与地质条件、车站数量以及车站建设方向与水流方向的夹角密切相关,总体上迎水面影响范围大于背水面。导流措施能最大程度恢复地下水渗流场,各车站地下水回落后的水位与天然水位的欧式贴近度均大于0.98。但导流措施布设的数量与位置同时受水流夹角、地质结构、水动力条件等多重因素影响,需结合实际情况设置。该研究成果可为地铁工程建设与地下水环境保护提供依据。     

基于三维非稳定渗流分析的隧洞开挖地下水环境影响评价

水利工程中隧洞施工通常采用全部开挖完成再衬砌的方法。如针对开挖施工的短暂状态采用稳定渗流计算分析其对地下水环境的影响,并不符合实际,且往往会夸大地下水位降落的幅度和影响范围,因此采用非稳定渗流数值模拟技术来评价将更为合理。以某水电站发电引水隧洞施工为例,采用饱和-非饱和非稳定渗流理论,建立了引水隧洞区域的三维有限元模型,对隧洞开挖过程中区域地下水非稳定渗流场进行了数值模拟,总结分析了隧洞从开始挖掘到贯通过程的地下水变化规律并进行地下水环境影响评价。结果表明:采用三维非稳定渗流分析预测隧洞开挖过程中地下水位降落和降落漏斗扩大的过程是可行的;该工程引水隧洞开挖对该区域地下水影响较小,地下水补排关系总体无变化。     

潮汐对地下水波动影响的数值模拟

本文从经典的Boussinesq方程出发，在考虑浸润面影响的基础上，建立了基于有限差分法的滨海地区一维地下水运动数值模型。通过将潮汐运动概化为正弦波，模拟了滨海地区地下水水位随潮汐波动的变化。结果显示，地下水水位的波动相对于潮汐波动来说具有不对称性、振幅衰减以及相位滞后等特征。通过比较受潮汐影响的地下水平均水位与不考虑潮汐影响的地下水水位发现，实际的地下水平均水位要高于未考虑潮汐影响的地下水水位。最后数值模拟了浸润面的形成和消失的过程。     

NUMERICAL MODELING FOR POSITIVE AND INVERSE PROBLEMS OF 3-D SEEPAGE IN DOUBLE FRACTURED MEDIA

Three-dimensional seepage in double fractured media was modeled in this paper. The determination of hydraulic conductivity tensor of rock mass is a vital problem for the sea water intrusion or sea water encroachment and seepage of fissured medium. According to the geological and hydrogeological conditions for the Three Gorges Project (TGP),2nd stage construction of the Three Gorges Project(TGP),the physical and mathematical models for the groundwater movement through the 3D double fractured media of rock mass during construction were established in this paper. Based on discontinuity control inverse theory, some related parameters of double fractured media were inversed with flux being the known quantity and calibration of water table the objective function. Synchronously, the seepage field of the construction region was systematically analyzed and simulated, the results of which exhibit that the double fractured media model of fracture water can comprehensively and correctly describe the geological and hydrogeological conditions in the construction region.     

基于Winpest反演分析的降雨入渗补给量分区

在水文地质条件复杂地区进行地下水数值模拟时,需要对降雨入渗补给量进行主观确定,参数识别过程比较复杂。利用Modflow软件,建立了Winpest反演模型对渗透系数进行优化,并通过分析反演过程中观测孔模拟水位和实测水位的拟合情况,进行降雨入渗补给量分区优化。将该模型运用于壁板坡隧道隧址区,结果表明:研究区需先按表层出露的不同层位进行降雨入渗补给量初次分区,再对已有分区按不同高程范围进行二次分区和降雨入渗补给量优化方能实现地下水初始渗流场的高精度拟合。利用Winpest反演分析方法,降低了人为设定降雨入渗补给量的盲目性,为水文地质条件复杂地区的地下水初始渗流场数值模拟提供了一种更加快捷高效的途径。     

复合土工膜缺陷渗漏试验的饱和－非饱和渗流有限元模拟研究

介绍了复合土工膜缺陷渗漏量室内物理模型试验以及缺陷渗漏量的经验拟合公式等成果。应用非稳定饱和－非饱和渗流理论和Galerkin有限元法，建立了该试验的三维有限元数值计算模型，对试验工况进行数值模拟。根据物理模型试验试样的轴对称性，选取中心角10度的试样建立精细三维有限元模型，详细模拟了室内试验条件下不同压力水头作用的渗漏在砂土试样中不断发展的过程，并计算了稳定渗漏量。分析比较了数值模型计算成果与物理模型试验结果，两者变化规律一致。可见提出的数值模拟方法可以较好地模拟复合土工膜缺陷渗流场，计算缺陷渗漏量。     

堤防管涌渗漏实时监测技术研究与应用

汛期堤防管涌渗漏的实时监测对堤防的紧急抢险具有非常重要的意义．本在分析了已知各种用于堤防管涌渗漏监测工作方法的优缺点的基础上，提出了用流场拟合法进行堤防管涌渗漏入水口的监测．通过物理模拟实验以及实际应用表明流场拟合法可以有效地用于堤防管涌渗漏入水口的实时监测．