Kalman滤波技术校正地下水充系统确定——随机性数值模型在大庆地区的应用（下）

(上接本刊 2 0 0 1年 2期第 2 8页 )2　应用ｋａｌｋｍａｎ滤波技术校正地下水流系统确定随机性数值模型实例2 1　地下水流系统数学模型研究区面积约 80 0 0ｋｍ2 ,主要取水层位为第三系承压含水层。历经三十多年的开采 ,已形成了 40 0 0ｋｍ2 的地下水位降落漏斗 ,并积累了大量的动态资料。研究区东部为第三系承压水缺失边界 ,南部、西部和北部为已知水头边界。研究区地下水径流方向为北北西向 ,主要补给方式为侧向径流补给 ,其次为垂向补给 ,主要排泄方式为人工开采 ,依据上述含水层系统特征 ,研究区渗流问题的数学模型可描述为 : ｘ(Ｋ…     

四柏树水源地保护区划分研究

针对四柏树城市供水水源地供水安全问题,建立了水源地地下水流三维数学模型以及质点示踪模拟模型,计算在给定开采方案作用下,向某点汇流的质点在不同时刻的位置,进而获取地下水流的水力截获区.在此基础上,针对城市近期、远期需水量,对水源地相应开采方案的水源保护区进行了划定,按质点迁移时间分别为100 d、25 a并结合水源地的布井范围划分一、二级保护区,并划定开采后的主要补给区边界为三级保护区边界.     

南昌市主城区供水水文地质特征研究

研究区地处赣、抚河流冲积平原区,潜水为研究区开采主要含水层,潜水径流主要受地貌形态的控制。潜水含水层的补给主要是河流侧向补给、大气降水的入渗及第三系红层越流补给,丰水期赣江、抚河水补给地下水为主,枯水期以地下水往河流排泄为主;平水期,地表水与地下水交替补排。赣抚流域为典型的硅酸盐地区,地下水水化学受硅酸盐、碳酸盐及人类活动影响,研究区粘土层较厚,湖水对地下水影响不大。人工开采是地下水的主要排泄途径,近年来地下水水井不断减少,但以南钢为中心的降落漏斗最大可达10 m,影响范围较大。     

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.     

北方岩溶区煤炭开采对地下水的影响研究

位于三姑泉域的晋城矿区是我国最大的无烟煤生产基地,煤炭大规模持续开采引发了含水层结构破坏、地下水循环变异、水质劣变等水环境问题。从煤层与各含水层叠置关系出发,以地下水系统理论为指导,针对煤层顶部的孔隙含水层、裂隙含水层以及煤层底部的岩溶含水层,系统分析了煤炭开采对各含水层的破坏模式,评估了地下水水质的污染程度及主要超标因子,揭示了煤炭开采是泉域内各含水层水质劣变的主要原因。将三姑泉域地下水系统划分为浅部地下水流系统、深部地下水流系统以及局部地下水流系统3个层次结构,建立了煤炭开采条件下的地下水循环模式,完善了采煤条件下地下水循环理论。     

淮北采煤塌陷蓄水区地下水流场分布特征分析

为了解淮北采煤塌陷蓄水区地下水分布规律,在充分收集研究区已有相关成果资料的基础上,从研究采煤塌陷区域含水层结构变异入手,运用Visual Modflow软件对研究区地下水流场变化特征进行模拟、分析。结果表明：1）煤层完全开采情况下矿坑不再排水,因采煤矿坑排水而下降的松散层孔隙水水位在降雨补给和河流补给的作用下将逐渐回升,但基本无法恢复至采前水平;2）裂隙岩溶水接受塌陷区湖泊地表水和松散层孔隙水通过垂向网络型导水裂隙带不断入渗补给,导致研究区域裂隙岩溶水水位上升和溢出而形成多个局部水丘。闭坑后采煤塌陷蓄水区地下水流场分布规律研究成果可以为类似采煤塌陷蓄水区地下水资源综合利用提供参考。     

江汉平原地下水位动态变化特征分析

通过辨识江汉平原含水系统的水文地质结构,深入分析了地下水位动态变化特征及其影响因素,进而揭示了研究区地下水时空演变规律。结合地下水流系统分区分析了研究区的降雨-径流关系和地下水动态类型。同时,运用数理统计方法分析了累计水位升幅和累计降雨量之间的关系。结果表明:研究区内地表水除丰水期补给地下水外,其余时段地下水补给地表水;研究区不同含水层地下水位关系总体为深层孔隙承压水位中层孔隙承压水位浅层孔隙潜水位;研究区地下水对降雨入渗产生的滞后效应表现为低水位期滞后5~7 d,高水位期滞后1~2 d。研究结果对该地区地下水资源的评价管理具有现实意义。     

地下水流模型的建立——以华北平原为例

地下水流模型是辅助地下水资源量评价的一种工具,采用的建模方法主要是有限元法、有限差分法和边界元法。基于有限元法的地下水流模型包括地下水概念模型、数学模型、数值模拟模型3部分。概念模型建立包括含水层结构概化、研究区边界概化及水力特性确定3个步骤;数学模型和数值模拟模型建立包括数学方程式描述、区域剖分、定解条件处理、源汇项、水文地质参数确定、模型识别与检验及水量均衡分析7个步骤。以华北平原地下水流模型为例,阐述建模过程。     

纽约长岛地下水补给区的质点示踪分析 续

7麦可西和劳埃德含水层补给区图2劳埃德和麦克西含水层补给区剖面图本文介绍的含水层补给区，解释为在某含水层地下水位的一定范围，所有进入该含水层的水，首先穿过这个范围流入地下水系统。图2所示内容阐明了长岛麦可西和劳埃德含水层补给区这一概念。两条边界流径臧流线）是     

永登黄土丘陵区沟谷潜水天然径流量估算方法初探

永登黄土丘陵匿淘谷潜水存较大沟道都有分布，并自成系统，其补给来源主要靠山区大气降水及暂时性洪流入渗，多顺沟以潜流形式向下游排泄加入河谷潜水。其水文地质特征是谷底含水层宽度一般为100-200米，厚l～8米，两侧为弱透水边界，含水层岩性为全新世洪积类砂碎石，地下径流的水力坡度都大于l％，显示出地下水向下游排泄的条件良好。     

滹沱河流域平原区地下水流场异常变化与原因

应用数理统计相关分析方法,对过去50年滹沱河流域平原区地下水流场演变特征及其与降水量和开采量之间关系的研究表明,常年性地下水位降落漏斗是地下水流场发生异变的标志性特征.在气候不断旱化背景下,地下水开采量和开采强度的不断增大导致该平原区地下水系统从1971年以前的补给-开采的自然均衡状态,经过1971-1979年期间补给-开采基本均衡状态,至1980年之后演变为严重超采状态.同天然状态下地下水流场相比,漏斗区地下水流方向与区域流场明显不一致,某些地段甚至逆向流动.关联分析结果表明,开采量是滹沱河流域平原区地下水流场异变的主导因素,降水量变化是重要影响因素.降水量增减通过影响地下水开采量大小和补给量多少的变化,对地下水流场产生不同的影响.减少开采量或降水量连年显著增大,区内地下水流场异变才能够产生根本性转变.因此,适时调控开采量.使其与气候变化规律相一致,有利于遏制该区地下水流场异变态势.     

平顶山盐矿区地下水污染现状研究

通过对平顶山盐矿区开展水文地质调查,在查清地下水类型、补给、径流、排泄等条件的基础上,对区内地下水环境进行了评价,并对污染物质的成因进行了分析,通过研究为盐矿区地下含水层的保护提供了科学依据。     

煤矿开采对洪山泉域的影响

文章介绍了洪山泉域概况及洪山泉1995—2018年间的流量变化过程,在分析泉域地层构造和水文地质条件以及泉域煤矿地质和泉域煤矿带压开采区的基础上,评价了煤矿开采对洪山泉域岩溶地下水系统的影响。结果表明：煤矿开采改变了地下含水层结构与泉域下垫面条件,对岩溶地下水补给、径流、排泄条件造成破坏;采煤形成的裂缝会不同程度地导入煤系地层上覆各含水层,地下水沿导水裂隙下渗进入矿井形成矿井水排出地表,将造成岩溶水补给量减少,影响对岩溶含水层的正常补给。     

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。     

内蒙古新安镇南浅藏卤水的形成及迁移机制

内蒙古新安镇南分布有浅藏卤水,主要存储于第四系上更新统含水层.以往研究表明,该地区卤水为深层承压卤水沿断裂上涌成因,但实验结果和野外调查表明,该地区卤水的成因表现出多样化的特征:首先,Na/Br 和Cl/Br均远大于海水的Na/Br,在1 200～12 000之间,Na/Cl均小于1, 并且多数小于海水的0.87,因此该地区卤水属于第四系石盐溶滤成因并具备有变质卤水的特征;缘于该地区位于乌拉山潜伏隆起构造带上,断裂较多,发生过变质作用的深层承压水沿断裂上涌溶解岩盐;地下水流场显示,地下淡水径流自西向东,同时卤水矿化度的分布也为西低东高,并且低矿化度卤水区有明显向高矿化度卤水区突出的舌状特征,说明该地区接受淡水补给并对卤水区有显著的稀释作用.     

芹河水源地开采方案优选

为确保单井出水能力,布井区选择含水层厚度大、补给条件好、地下水富集且埋藏浅的奔滩—长城则—伞银底芹河古河槽地段,面积为97.59 km2。根据抽水试验,采用控制性数值试验方法,确定设计单井抽水量为1 000、1 500、2 000m3/d,开采井间距为1 600、2 000 m,组成6种开采方案。通过开采方案优选,最终确定了芹河水源地管井开采推荐方案:平均布井开采地下水,设计单井抽水量为1 000 m3/d,井间距为1 600 m,开采井数为39眼,总开采量为39 000 m3/d。     

傍河水源地诱发补给试验研究

一、前言 (一)问题的提出在建立河流岸边地下水资源评价和管理的数学模型时,都把河流作为定水头的第一类边界条件来处理,即认为开采过程中河流水与含水层中的地下水一直具有连续的水面降落曲线。经西宁市塔尔水源地沿河流的补给段布置的十余口浅井揭露及动态观测表明,河流对含水层地下水的补给,既不是单一的侧向定水头补给形式,也不是单一的悬河淋滤式补给形式,而是与开采强度及河水位有关且不断交替出现的补给形式。甘肃省兰州市的西固水源地,在开采过程中也出现了类似情况。这就使得在傍河地区建立地下水资源管理的数学模型时,把河流一直做为定水头补给边界来考虑是不真实的,它会过高估计补给能力;若把河流一直做为定流量补给边界,则又会过低估计补给能力。要搞清楚河流的真正补给条件,就必须研究河     

伊犁河谷西部平原多级次地下水循环模式

分析伊犁河谷西部平原区地质条件与水文地质条件,结合2017、2018年研究区内采集的220组地表水及地下水样品的水化学、D、~(18)O、~3 H及CFCs等指标测试结果,以伊犁河南北岸2个典型剖面为重点,分析了区域地下水环境同位素和水化学的空间分布特征。伊犁河谷西部平原区地下水主要接受山区降水补给,地形地貌和含水层岩性变化是控制区内地下水循环最主要的影响因素,区内地下水循环表现为多级次的循环演化特点,以伊犁河为界,伊犁河谷西部平原区南北两侧地下水水流系统可划分为局部、中间和区域等3个级次的地下水流系统。不同级次的地下水水流系统在循环范围和深度上存在一定差异。     

榆树市地下水水位动态研究

本文对研究区进行了水文地质分区,并阐明了地下水的补给、径流、排泄条件。详细说明了各区的地下水动态类型特征。根据动态特征系统地分析了各水文地质区内含水层的赋水条件及地下水的循环条件,并对区域的开采潜力做出评价。     

滨海深部含水层地下水排泄量评估

为了进一步计算评估滨海深部含水层地下水排泄量,以一个海底深部承压含水层系统为例,包括承压含水层及上覆弱透水含水层(海底),在内陆补给上考虑了与时间无关的年平均补给(常数)和由季节性降雨引起的周期性补给两种情况,从而建立了一个描述承压含水层中海底地下水排泄的数学模型,并得到其解析解。继而利用解析解分析了位于美国南大西洋Onslow海湾的SGD。结果显示,SGD排泄宽度变化范围为0.5~3.0 km,在承压含水层中海岸线处高于平均海平面1.0 m的水头值,其所产生的SGD速率为1.1~10.0 m2/d。