河渠与地下水相互转化耦合模型研究进展

河渠与地下水存在着复杂的水量与水质上的相互转化关系,数值模拟方法是定量研究二者相互转化的常用方法之一.现对河渠与地下水的相互关系进行综述,建立了一维明渠流和三维非稳定地下水耦合控制方程.分析了国外典型数值模拟软件在模拟河渠与地下水相互转化的特点.以BRANCH与MODFLOW耦合模型为例,对建模的数学原理及模型计算等进行了阐述,并结合该模型在美国佛罗里达州南部地区的应用对模型具体的运行进行了讨论.最后指出了耦合模型存在的不足及发展趋势.     

地下水数值模型在中国的应用现状及发展趋势

地下水数值模型在地下水资源定量评价及相关领域研究中得到了广泛的应用。本文介绍了几种流行的数值模拟模型,阐述了模型特点及其在我国的应用现状。指出模型对客观实体概化存在误差,模拟精度有待于提高;裂隙介质、岩溶介质中的地下水运移模拟技术未解决,限制了模型应用范围;强调了模型数据前后处理能力的不足;指出了模拟技术在地下水源汇项概化、地下水运动机理方面的发展前景,提出多种模型耦合以及与GIS紧密结合的重要性,并指出由于使用对象的转变给地下水模型发展带来的新机遇。     

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.     

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。     

地表水地下水的交互与耦合模拟研究现状与进展

在介绍"四水"转化概念模型的基础上,引出了地表水与地下水之间的联系及相互作用过程,归纳地表水和地下水交互作用研究的基本规律和方法;系统介绍和对比国内外典型地表水与地下水耦合模型的总体结构、特点、适用领域及模型的局限性。对地表水地下水交互作用过程及耦合模拟研究中存在的问题提出看法,认为集成模型应该解决时空尺度整合、参数的不确定性等关键问题,指出综合水循环和水质各组成部分的复杂系统模拟是模型发展的必然趋势,对今后研究工作的发展趋势和研究前景作了探讨。     

分布式地表水-地下水耦合数值模型研究进展

系统梳理地表、地下各水文过程中常见的控制方程以及数值求解方法,指出单一地下水模型和单一地表水模型在解决耦合问题中的短板。回顾近年来的相关研究,归纳出11种常见的耦合模型。从模型原理和适用方向2个方面对已有研究概括总结,将耦合方法划分为松散耦合型、半松散耦合型和紧密耦合型,分析耦合模型在变化环境下的地下水-地表水转化关系、河道生态流量以及地表水-地下水联合调度方面的应用。未来可以重点关注耦合模型在复杂地貌、多样化参数、模型识别验证方法、运算效率以及多学科交叉等方面的研究。     

内蒙古干旱地区地下水流模拟及管理模型研究

本次研究以地下水流模拟模型为背景,以展旦召水源地及树林召镇为重点研究区,在综合分析树林召镇发展规划的基础上,考虑水源地地下水资源系统的开发利用与社会、经济和环境协调发展,使有限的地下水资源发挥最大效益,建立了以开采量、井出水能力、地下水位、需水量等约束条件的、以经济效益最大为目标函数的地下水资源系统管理模型,通过运用LINGO软件进行求解,确定了研究区地下水的最大可开采资源量,提出了最优开采方案,并将优化结果代入到已建立的数值模型中,预测了最大可开采资源条件下的地下水动态变化趋势。     

三江平原挠力河流域地下水流数学模型的建立及仿真

以三江平原挠力河流域作为研究对象,根据挠力河流域的地质和水文地质资料,建立了挠力河流域水文地质概念模型.在水文地质概念模型的基础上,建立了挠力河流域地下水三维数学模型,并采用国际通用的地下水数值模拟软件Visual Modflow进行求解.用改进BP神经网络模型预报降水量和蒸发量,用Elman小波神经网络预报地下水开采量,实现确定性模型和随机模型的耦合,建立了地下水确定性-随机耦合模型.采用该模型对2020年挠力河流域地下水位流场进行预测.结果表明,2007-2020年挠力河流域地下水系统水位平均降深1.48 m,平均年降深0.1057 m.     

水资源优化模型下灌区地下水位研究

随着社会经济水平提高,人们对水资源的需求不断增加,但是地下水过度开采导致了诸多环境问题,因此采用优化模型对地下水动态研究十分必要。根据国内外地下水数值模拟相关文献,结合塔里木河灌区水文地质条件,分析了灌区地下水分布情况。通过与测量数据对比,其数值模拟精度较高,可以反映出当地的地下水动态。希望研究结果可以指导今后地下水开采。     

地下水模拟模型与优化模型耦合技术研究进展

通过对地下水资源管理概念的介绍,阐述了加强地下水科学管理是实现水资源可持续利用的重要手段,指出如何实现模拟模型与优化模型的耦合,是完成地下水系统管理模型构建的关键,根据已经发表的国内外大量文献,系统地回顾和总结了国内外耦合方法(嵌入法和响应矩阵法)的研究情况和应用现状,通过比较两种方法的优缺点,分析了实际运用中存在的问题,指出最适宜单位脉冲值的选择和探求解嵌入法的经济方法等问题是今后研究需要重视的方面。     

水源热泵系统应用对地下水环境的影响

根据地下水动力学原理、热传递数值模拟技术和热泵系统场地地下水环境的实测数据,推导热泵系统运行过程中抽灌井群引起的地下水动力场范围,定量计算热泵运行起始期、建筑物年内冷热负荷失衡等情况的地温场变化,分析热泵系统运行对地下水水质、细菌的影响。结果表明:年内冷热负荷平衡有利于热泵系统的长期运行;当冷负荷大于热负荷时,热泵起始期应在冬季,反之,起始期应选在夏季;热泵系统运行过程中,对地下水水质影响不大,温度变化会抑制细菌的生长。     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF EFFECT OF TIDE ON COASTAL GROUNDWATER TABLE

In this article,a tide simulation system based on a two-way water pump technique is developed.Using this system and numerical simulations,the groundwater table fluctuation characteristics,relative over height of groundwater table,and influencing factors of over height are investigated.The experimental and numerical results indicate that the groundwater table fluctuation is of periodic,and of asymmetric.The amplitude of groundwater table fluctuations decreases with the increase of the onshore distances.There...     

地下水污染运移数值模拟及最优估计

本文基于剖开算子法，提出耦合求解地下水流方程和污染运移方程的数值方法，并Ｋａｌｍａｎ滤波技术在地下水污染研究中的应用。计算例表明，本文所提数值方法及Ｋａｌｍａｎ滤波理论的应用，能够避免数值模拟过程中的不良现象，大大提高计算精度，更好地应用于实际工程。     

地下水运动数值模拟过程中边界条件问题探讨

本文对地下水运动数值模拟过程中边界条件的涵义 和处理方法进行了分析和讨论。阐述了边界条件所包含的双重意义。指出随着人类活动影响 强度的日益增大，边界条件的处理要面临一些新的更为复杂的问题。在模型预报之前必须首 先对边界条件做出预报。边界条件的预报既要考虑自然因素的作用，同时也要考虑人类活动 (人工开采和人工补给)的影响及由于邻区水流条件变化而产生的耦合效应。之后，给出了两 个应用实例。     

基于FEFLOW傍河水源地地下水数值模拟

文章根据研究区的水文地质特征,建立了水文地质概念模型和地下水流数值模拟模型,对该模型进行了识别和验证.对新的开采方案下的地下水状况进行模拟.     

地下水数值模拟的研究现状与展望

综述了国际上地下水模拟软件的发展现状;评述了几种目前国际上最具影响力的模拟软件;最后对地下水数值模拟的发展进行了展望,指出了该领域未来发展的几个主要方向。     

石川河地下水库建库条件分析及地下水位动态预测

通过分析富平县石川河河谷阶地区的自然地理、气象、水文、地质等条件以及地下水资源开发利用情况,建立了水文地质结构三维模型,论证了建立石川河地下水库的可行性,初步计算了地下水库库容约为4.95亿m~3。利用Visual MODFLOW软件建立了地下水库库区的地下水数值模型,预测了不同降水和开采条件下,进行人工回灌0.52亿m~3/a、10年后地下水库库区的地下水位变化情况。结果表明,库区内的地下水位将大范围的抬升,大部分地区与1959年的水位相近,可基本满足当地的用水需求。     

深埋煤层采动覆岩渗透能力变异与地下水响应模拟

针对西部深埋矿区煤炭资源开发对地下水扰动的相关研究不足的问题,依据弹塑性相关理论,利用多物理场数值模拟软件(COMSOL),研究了深埋煤层采动覆岩渗透能力变异与地下水的响应规律,模拟得出案例矿井在不同采动应力状态区覆岩渗透能力变化具有差异性:采动覆岩应力拉伸区岩体的渗透率相对增大,在采掘空间的直接顶渗透率增大26%,在地表沉陷盆地边缘增大3%;覆岩压缩区渗透率相对减小,在煤岩柱两侧渗透率减小43%,在采掘空间正上方约300m处渗透率减小18%。由于采掘后井下采掘空间直接与大气联通,形成了以导水裂缝带范围为中心的水压降落漏斗,导致垂向水力梯度与流速加剧;而在煤层顶板300m以上范围,水压水头基本为原始状态。研究成果为我国干旱与半干旱矿区煤-水资源合理开发、科学管控提供技术依据。