河西走廊地下水系统数值模拟中的几个问题探讨——以酒泉盆地为例

依据河西走廊地下水系统的特点 ,探讨数值模型中几个关键问题的处理方法 ,涉及含水层系统结构的概化、河流与地下水的相互作用、潜水蒸发、泉群的处理以及由断层形成的地下水瀑布模拟等问题。以酒泉盆地为例 ,研究了数值模型在区域地下水系统演化与动态预测中的应用     

西南喀斯特小流域地下水数值模拟

本文以位于西南典型喀斯特地区的贵州普定后寨河流域为研究对象,采用等效连续导水介质体概化方法建立喀斯特流域地下水数值计算模型.运用MODFLOW中的排水沟渠子程序包以及河流子程序包,构建考虑地表河与地下河系统与含水层地下水流交换水动力过程模拟方法,分析后寨河流域地下水流运动特征,估算含水层补排水量.模型计算的地下水位动态...     

傍河型地下水水源地论证

地下水水源地论证是新建和扩建地下水水源地的前提 ,傍河型地下水水源地论证在关注地下水允许开采量的同时 ,非常注重水源地含水层与所傍河流的水力联系、对所傍河流的依赖程度以及水源地开采对区域水资源环境的影响等因素的分析。本文结合实例 ,探讨了傍河型地下水水源地的论证目标与论证策略。     

基于抽水试验微分分析的岩溶含水层水文地质参数计算

利用降深-时间曲线计算水文地质参数的基础是地下水向井运动及泰斯（Theis）假设。然而由于抽水试验延续时间较长,水流场不仅受边界条件影响,还受含水层的非均质性影响,从而导致在某些抽水时间区段内,地下水流难于满足向井运动假设。利用微分分析方法,可清晰划分出降深-时间曲线中符合向井运动的时间区段,并根据分析结果选取合理的井流模型,进行有效的参数计算。实际应用表明,基于抽水试验的微分分析,整合了更多的地质信息,确定了边界条件及含水层非均质性对抽水试验的影响,为计算合理的水文地质参数,提供了有利的技术支持。     

EH4电磁成像与分层取样技术在非均质含水层勘查中的应用

利用EH4电磁成像及Packer分层取样系统对三工河流域第四系含水层结构及地下水水质空间非均质性进行了研究。结果表明:三工河流域含水层呈现出垂向上分层,水平方向上分带的分选沉积,即具有两层三段特征;地下水水质也具有明显的空间分异特征:冰壶水库以南地下水的TDS(总溶解性固体)均小于1g/L;冰壶水库以北地下水中TDS表现为浅部地下水的TDS相对较高,深部地下水的TDS相对较低。结合EH4电磁成像与Packer分层取样系统,可以获得含水层丰富的物性参数及地下水水质空间分异特征。     

裂隙含水层中抽水井不均匀出水条件下的井流公式

裂隙是基岩裂隙地区地下水运动的主要通道,抽水试验中,与井壁相交的裂隙是抽水井主要的出水点,并不是传统井流公式假设的井壁均匀出水;受岩性变化的影响,含水层渗透性具有明显的非均质和各向异性特性;断电、机械故障等因素的影响,使得抽水井的流量不是井流公式中假设的常量。至今还没有一个综合考虑以上因素的井流公式,本文针对上述问题,提出汇点公式结合压水试验的解决方法。利用汇点概化不均匀的出水点,不均匀的出水量根据抽水并不同压水段压水试验确定的吸水量,按比例进行分配;公式中利用二维各向异性渗透系数刻画含水层各向异性;利用阶梯化流量处理试验中变化的流量。将该井流公式应用于实际工程中,收到了满意的效果。     

运用粒子群算法求解若尔盖湿地含水层参数

以潜水完整井流理论为基础,依据求解潜水含水层参数的Theis模型近似式,研究了基于抽水试验的粒子群算法确定孔隙潜水含水层导水系数T、渗透系数K、给水度μ等参数的方法和途径。计算结果表明,粒子群算法不仅可行,而且求解精度高,收敛速度比其他方法快,是一种值得在实际中推广应用的求解含水层参数的方法。     

基于GMS的油品泄漏污染模拟及处理措施

研究采用地下水模拟软件（GMS）进行了穿越地下含水层的输油管道泄漏时油品在地下水中的扩散和迁移过程。在模拟出预期的地下流场后，采用溶质迁移模块进行扩散模拟，并成功预测了在特定时期的污染情形和浓度分布。泄漏油品的迁移路径与地下水流动方向基本一致，并且在第1 700 d左右将会汇入最近的河流中造成更大的危害。结合模拟结果和现有的防治措施，分别作了防渗墙和抽出处理的情景模拟，结果显示防渗墙将推迟污染物进入河流的时间，而设置抽水井可以有效处理地下水石油污染。     

遗传算法在水文地质参数反演中的应用

本文基于遗传算法 (GA)这一全局优化技术 ,以及地下水模拟的有限元模型 ,给出了地下水系统的反演方法。并应用到北京市应急水源地水文地质参数反演中 ,反演参数包括渗透系数和给水度 ,共 8个分区的 2 4个变量 ,来验证模拟模型的可用性、适用性和鲁棒性。结果表明 ,一般情况下 ,遗传算法可以得到比较满意的结果 ,考虑测量误差和减少观测孔个数的情况下也可以得到与“标准”值相近似的解。通过优化各个变量区间的加速遗传算法可以提高算法的收敛速度。GA在实际参数获得比较困难的情况下可成功用在区域含水层反演模拟中     

三工河流域地下水资源与可持续利用

三工河流域地处新疆天山北坡经济带,流域发源于天山博格达峰,是独立的小流域。而流域的自然景观和地貌单元的完整性,具有大流域的分布规律。目前流域供水水源以河道来水和开采地下水为主,由于长期的超采地下水,已经造成该流域地下水位持续下降。本文在系统地阐述流域地质条件以及含水层组特征的基础上,利用流域多年基础资料,采用水均衡方法,对现状进行水资源平衡分析、地下水平衡分析、耗水量平衡分析,构建出合理地下水数值模型,并进行了地下水水位、水量远景预报,确定出合理的地下水资源量以及合理的地下水可开采量。根据流域的不同地貌单元,制定出不同的地下水开发利用模式与保护区,按照限制开采、调蓄开采、调控开采和禁止开采等四个区域确定地下水利用模式。     

基于逐个修正法的含水层参数反演

含水层参数的确定,是进行地下水资源科学管理的基础和关键。针对含水层参数反演解往往不唯一的问题,提出采用最优化方法中的逐个修正法,将反问题转化为一系列的正问题进行求解;利用正问题的解是适定的这一性质,克服了反问题不适定问题;最后以无界承压含水层井流模型为例,讨论了逐个修正法在含水层参数反演中的应用,实例分析结果表明,此种方法有很好的稳定性,是一种值得在实际中推广应用的含水层参数反演方法。     

严寒地区地下水源热泵运行方式适宜性研究

基于颗粒迁移理论,以严寒地区某工程为例,对严寒地区地下水源热泵采用不同运行方式对含水层参数的影响进行研究,结果表明在严寒地区采用变流量运行方式对含水层参数的影响较小,宜在严寒地区地下水源热泵工程中得到推广。     

Isotopenphysikalische Beiträge zur Beurteilung des Grundwasserschutzes im Buntsandstein

The complex application of isotope physical measuring methods together with model calculations for groundwater flow and hydrochemistry is helpful to estimate groundwater vulnerability. Thereby Tritium is used as a natural tracer of local groundwater input indicating a possible groundwater vulnerability, and the far-reaching, long-term groundwater migration is derived from Carbon-14 ages of dissolved inorganic carbon. For the case “double-porosity aquifer (Finne Bunter Sandstone, Saxonia-Anhalt)” the derivation of hydrogeological parameters as groundwater recharge, groundwater flow and the water exchange rate of an aquifer is demonstrated. Especially information on the groundwater vulnerability can be obtained without any real groundwater contamination.     

考虑潜水的三维地下水流半解析数值方法

现有地下水半解析数值方法不能应用于潜水含水层的地下水流问题。为此,基于Neuman模型提出了潜水非稳定流的半解析数值求解格式,利用伽辽金法与正交解析函数族推导了解耦形式的加权余量方程式。在编制Fortran计算程序实现数值求解的基础上,利用已有解析解验证了方法及程序的正确性,计算结果很好地反映了潜水完整井流具有的三维流动特性及潜水面滞后反应效应,而且当忽略给水度时,该方法可以退化为针对承压含水系统的已有成果。数值算例表明,半解析数值方法适用于模拟包括潜水含水层、承压含水层及弱透水层的多层结构含水层系统的地下水流问题,能够为可概化成层状含水系统的地下水开采及地面沉降等问题中三维水流模型的高效计算提供途径。     

Aquifer characteristics and water quality of Miocene–Pleistocene sediments, Kuwait

Al-Atraf is one of the water well fields of Kuwait supplying Kuwait City with the brackish groundwater obtained from the Kuwait Group aquifer of Miocene–Pleistocene age. The study determined the hydrogeological and hydrochemical characteristics of the groundwater in order to identify the major chemical processes that influence the groundwater quality of the study area. The results of the aquifer test analyses indicate that the Kuwait Group is a confined to semi-confined aquifer, with a transmissivity ranging between 62 and 321 m²/day. The flow net analysis implied that the groundwater moves from southwest to northeast. The estimated transmissivity values agree well with those calculated from the aquifer test. The results of the chemical analyses data of the Al-Atraf field show that the groundwater is mainly brackish, of NaCl and Na₂SO₄ water types. The groundwater is undersaturated with respect to halite, gypsum and anhydrite and supersaturated with respect to quartz, dolomite and calcite in the direction of groundwater flow. The average Pco₂ of the groundwater is higher than the Pco₂ of the earths atmosphere indicating that the groundwater is supplied with CO₂ during the infiltration processes and dissolves the carbonate minerals under closed-system conditions.     

Entwicklung und Erprobung eines Verfahrens zur Untergrundentsäuerung von Kippengrundwässern

Sulfate-reducing processes were initiated in an aquifer with AMD-laden groundwater orthogonally to the located main groundwater flow direction. Groundwater was intermittently circulated between two wells. Substrate (methanol) and nutrients were added to this flow. After one year a sulphate-reducing reactor was formed in the aquifer, that precipitated FeS and decreased the acidity. These effects could still be observed one year after cessation of substrate amendment.     

上海某枢纽基坑工程浅层承压水回灌试验分析

随着上海城市建设进程的不断推进,深大基坑大量涌现,同时因城市立体空间设施的密集化,使得基坑周边环境趋于复杂,在此背景下因浅层承压水降水而引起的工程性地面沉降事故不断发生,给社会带来了巨大的经济损失。地下水人工回灌是控制因降水引起的工程性地面沉降的方法之一,目前地下水人工回灌系统主要应用于深层承压水的回灌。本文通过上海某地第一承压含水层的回灌试验,研究分析了浅层承压含水层回灌井的结构、回灌过程中地下水的流态变化规律、水土应力变化及对控制地面沉降作用的效率,证明了浅层承压水回灌在基坑环境保护中的可行性。试验研究对基坑建设中的地下水浅层承压水回灌系统的设计和施工有重要的指导意义。     

ModFlow在超深基坑降水模拟中的应用

利用国际上流行与通用的ModFlow渗流数值模拟计算软件,建立该地块地下水渗流数值模型,并对渗流数值模型进行参数识别,确定微承压含水层的水文地质参数（k和ss）,进而利用该数值模型确定抽水试验期间地下水渗流场的时空分布规律,为今后类似工程的数值模拟提供可靠的依据。     

Infiltration und Grundwasserströmung in geklüftet-porösen Buntsandsteingrundwasserleitern im Osten des Thüringer Beckens

In the eastern Thuringian Basin, the low precipitation rate of 585?mm/y limits the groundwater resources in the sandstone aquifer system. The aim of this study was to develop a groundwater flow model for the region in order to forecast the impacts of different climate scenarios on the groundwater balance. Since recharge is of high relevance for the numerical model, a time series of groundwater levels were investigated to obtain the recharge input function. In the sandstone aquifer it could be shown that groundwater flow is characterised by flow in the fracture network as well as in the matrix. The largest fraction of recharge reaches the water table very quickly via the fracture network. However, both the thickness of the unsaturated zone and the low hydraulic conductivity of the sandstone matrix control the time lag of groundwater recharge. The time lag of the slow component to reach the water table is in the order of several years.     

Wie Flussbett-Temperaturdaten zur Ermittlung der Aquifer-Heterogenität beitragen können

Groundwater discharge to a stream may show small-scale heterogeneities caused by the structure of the connected aquifer. The spatial pattern of the groundwater discharge can be investigated by temperature measurements in the streambed. Thus, the heterogeneity of the hydraulic conductivity (K) of an aquifer can be inferred from measured streambed temperatures. A flow and heat transport model of a stream-aquifer system was set up including stochastic K fields generated from the mean and variance of K data obtained from direct-push measurements. However, the simulated streambed temperatures did not cover the range of measured temperatures. Therefore, the relation between the distribution of streambed temperatures and the variance of K was used to calibrate the variance of K such that the distribution of measured temperatures could be reproduced in the model. This study showed that methods based on heat as a parameter for measuring and calibration constitute a valuable supplement to traditional investigation techniques.