Visual Modflow在和田县农业经济新区地下水资源评价中的应用

为全面了解地下水系统受各种激励因素影响后的水动力场和地下水量变化规律,以及为当地地下水资源开发与利用提供科学的指导意见,本次在和田县农业经济新区地下水资源评价中采用可视化标准软件Visnal Modflow实现地下水资源的模拟与预报,通过构建三维非稳定流数值模型,使用迭代方法求解,并根据设计开采量对地下水水位变动做出预测,再基于建模预测结果,结合经济新区地下水资源量确定合理的地下水开采量。

基于Visual MODFLOW大水矿山深部开采矿坑涌水量预测

矿产资源的不断开发导致矿坑涌、突水现象愈加频繁,此类问题多发生于大水矿山,为更好指导大水矿山深部开采工作,准确预测矿山深部开采矿坑涌水量至关重要。结合某矿区勘察资料、水文地质条件和观测井实测水位数据,利用Visual MODFLOW软件建立矿区水文地质数值模型,进行稳态与非稳态校正以及相关参数敏感性分析;根据该矿区-150 m水平矿坑真实涌水量拟合分析Drain模块水力传导系数值,运用识别后模型对矿山深部开采矿坑涌水量预测,结果表明-200、-250、-300、-350 m等不同水平矿坑正常涌水量为17209.82、18896.20、21299.31、23494.10 m^(3)/d,预测结果可为矿山防治水工作提供依据,以及为工程安全开挖提供保障。

基于Visual MODFLOW的天化试剂一厂地下水污染物扩散数值分析

为了给城市污染场地的修复和治理提供依据,以天津市化学试剂一厂地块修复项目为例,利用三维模拟软件Visual MODFLOW建立地下水水流概念模型和溶质迁移模型,对风险管控区内氯乙烯等三种污染物进行20年的运移扩散数值模拟预测,并对其运移过程和分布特征进行分析。结果表明:污染物的运移除了自身的衰减、弥散和吸附等作用外,主要受地下水运动趋势的影响,随着地下水的流向进行扩散,受止水帷幕阻隔的影响,污染物在迁移扩散过程中发生了明显的“绕流现象”。垂直渗透系数较小的相对隔水层对污染晕的垂直扩散阻隔作用明显,浅部含水层中污染物浓度梯度随深度的增加而明显减小。三种污染物浓度均明显低于修复目标控制值。利用Visual MODFLOW建立地下水数值模型,可以预测污染物因子时空分布,定性的分析各种污染物的运移规律。

基于Visual MODFLOW的某焦化项目地下水污染物运移规律研究

为研究某焦化项目建设对场区及周边地下水造成的影响,科学合理的保护地下水环境,以该项目为研究对象,在查明评价区水文地质条件的基础上,构建了水文地质概念模型,利用Visual MODFLOW软件建立了研究区地下水数值模拟模型,模拟了不同时段污染物在含水层中的分布特征及迁移规律,根据模拟预测结果,泄漏污染物沿含水层向下游有一定程度的扩散,但各污染晕超标范围并未运移出项目厂界,污染物浓度随时间逐渐降低,影响范围逐渐减小至消失,其下游地下水环境保护目标污染物预测浓度均满足标准要求。研究成果为项目建设地下水环境影响评价和地下水污染防治提供了技术支撑。

基于Visual MODFLOW的红层地区某钛白粉厂地下水污染物运移模拟研究

数值模拟技术是保护地下水环境的有效方法,但实际中获取准确的水文地质参数难度较大,如何准确获取参数成为数值模拟技术应用成败的关键。基于该关键问题,本文以广西某钛白粉厂为例,在查明水文地质特征基础上,应用Visual MODFLOW软件建立地下水流数学模型和溶质运移模型。选取钛白粉厂主要污染物COD、氨氮和氟化物作为预测因子,预测其在地下水中运移情况。结果反映钛白粉厂污水处理车间和污水调节池发生渗漏未对下游地谷岭造成影响。本次模拟的预测结果对该区地下水的保护有着重要意义。

基于Visual MODFLOW的某工业园区地下水污染溶质迁移预测

工业园区作为重要的地下水污染源类型,对开展地下水污染源头防治,保护地下水环境具有重要意义。选取典型工业园区,运用Visual MODFLOW软件,对园区水文地质情况进行刻画,构建园区地下水流模型,通过设置园区污染物泄漏情景,对园区污水渗漏后污染物扩散情况进行模拟,结果表明园区企业管道发生破损后,管道废水通过进入地下水,致使地下水中氨氮和COD超过地下水Ⅲ类质量标准,氨氮最大超标倍数为6倍,COD最大超标倍数为4.3倍,管道废水停止泄漏后,地下水中氨氮和COD浓度逐步降低,泄漏停止750 d后,地下水中氨氮最大浓度下降至1.6 mg/L,COD浓度下降至9 mg/L,泄漏停止3500 d后,地下水中氨氮最大浓度下降至0.6 mg/L,周边地下水氨氮不在出现超标。COD最大浓度下降至3.5 mg/L,影响范围423.1 m^(2),运移距离为15.2 m。

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。

基于Visual MODFLOW地下水数值模拟的水源地保护研究

明确地下水运移条件是城市地下水水源地保护的基础。为确保沈阳市某地下水源地的可持续开发,依据沈阳市某地下水水源地的水文地质条件,构建了研究区水文地质概念模型和地下水数值模型,采用Visual MODFLOW软件对模型进行求解,并基于大量监测井水位数据对模型进行参数的识别和验证。依据校正后的数值模型分析了水源地运营后地下水漏斗的范围及水位降深,并对水源地停采后水位恢复状况进行了模拟预报。结果表明:通过模型计算可知,研究区水源地地下水含水层总补给量为62230 m^(3)/d,总排泄量为63400 m^(3)/d,均衡差为-1170 m^(3)/d,多年地下水动态呈负均衡状态;通过对研究区水源地开采2 a、5 a、10 a后承压水状态进行预测,地下水水位分别平均下降6 m、8 m、9 m,形成中心漏斗区,面积分别为54.56 km^(2)、65.04 km^(2)、65.80 km^(2),开采初期降落漏斗急剧扩张,然后速度逐渐放缓;研究区水源地承压含水层开采对周围流场产生了一定的影响,但这种影响主要在开采期较为明显,停抽1 a后漏斗区逐渐恢复,为了水源地的可持续利用及保护,建议严格控制开采量,加强地下水的监测与管理。预测结果可以为水源地保护提供技术支撑。

基于Visual MODFLOW的承压含水层模型调参主控因素研究

Visual MODFLOW作为一款操作简单、可视化功能强大的三维地下水流模拟软件,在世界范围内应用广泛。在利用Visual MODFLOW进行地下水流数值模拟时,模型的拟合校验是必不可少的。由于在模型建立初期所赋参数众多,若在模型调参阶段全部进行调节,不仅耗费时间,工作量还将十分繁杂。因此,明确模型调参阶段的主要参数对于模型校正工作意义重大。本文通过对承压含水层中水流运动的研究,初步得出在承压含水层条件下模型拟合的影响参数。之后通过实例对承压含水层条件下所建模型初始赋值的全部参数进行分析验证,从而得知在承压含水层条件下模型拟合的主要控制因素。明确承压含水层条件下所建模型调参时的主控因素,可为利用Visual MODFLOW对承压含水层条件下的模型进行校正时提供参考经验以及减少不必要的工作量。

基于Visual Modflow中某化工企业分区防渗措施研究

化工项目的运营对地下水产生影响,而化工项目中污染物的泄漏影响地下水质,因此化工企业运营前开展地下水环境影响评价工作至关重要。采用Visual Moflow软件建立地下水水流和溶质运移模型,模拟分析某化工项目在非正常工况下污染物的扩散范围、运移规律、影响程度等,制定合理的分区防渗等级和分区防渗措施。

基于Visual Modflow的关门山沟堰塞坝渗流稳定模拟研究

为了研究堰塞湖渗流稳定性,通过钻孔资料及试验获取关门山沟堰塞坝地层结构及物理参数,采用Visual Modflow建立堰塞坝三维渗流模型,研究堰塞坝在1705,1710,1715 m和1720 m四种水位条件下的渗透特性及稳定性。根据渗流模拟成果,得出了4种水位条件下出水口平均渗透坡降和最大渗透坡降,并与堰塞坝允许坡降进行比对。结果表明:渗透坡降与水位呈正相关性,最大渗透坡降出现在下游出水口附近。当堰塞湖水位达到1715 m时,堰塞坝部分细颗粒将被带走;当水位达到1720 m时,坝脚处将出现较大范围的渗透破坏。根据渗透坡降变化趋势,拟定1719 m为堰塞坝渗透破坏临界水位。

基于Visual Modflow的单孔抽水试验模拟

本文通过使用VisualModflow软件,对一个工业园区项目执行了单孔抽水试验的模拟工作,利用实际抽水试验的数据来构建地下水的数值模型。模型模拟出的水位变化与实际的抽水试验中观测到的水位变化相吻合,这表明所建立的模型合理。进一步通过模型来反演地层的水文参数,生成模拟的水位曲线,并将其与实际测量的水位曲线进行对比,以此来评估模型的准确性。反演得到的参数显示出较高的准确度,从而证明了计算得到的地层水文地质参数的合理性。这些通过反演计算得到的水文地质参数准确地反映了场地的水文地质特性,并且还清楚地揭示了各含水层之间的水力关系。

Visual MODFLOW与GMS研究综述

为选择合适的地下水模拟软件,从而更好地解决实际地下水问题,从Visual MODFLOW和GMS的功能、数学模型、离散形式、剖分形式、建模方法、模拟精度方面对比分析,论述了MODFLOW模块改进以及Visual MODFLOW和GMS的应用进展。研究表明:相比Visual MODFLOW,GMS功能更加强大,在模型离散形式和网格剖分以及建模方法上具有一定优势;两者数学模型相同,边界条件设置各有利弊,模拟精度相当;Visual MODFLOW和GMS应用范围广泛,可为解决实际地下水问题提供参考,未来在模型功能、数据收集与处理、多领域交叉耦合模拟方面还有进一步发展空间。

基于Visual MODFLOW的多情境下地下水位动态特点

地下水作为邯郸东部平原主要供水水源,现已严重超采,为此采用Visual MODFLOW数值模拟模型,结合当地用水规划和地下水压采方案,建立了维持现状开采与规划开采等多种开采情境下的地下水位动态预测模型,分析了浅层地下水和深层地下水开采量与地下水位的各自对应关系,利用多元回归方法建立地下水开采量与地下水水位的相关方程。通过对比可知,规划开采情景下的平均水位普遍高于维持现状开采情景下的平均水位,肥乡、馆陶、临漳和魏县的浅层地下水位均高出3.0m以上,魏县的深层地下水位高出4.1m。

基于Visual MODFLOW的煤层底板突水量预测研究

随着我国东部矿区煤层开采水平不断向深部拓展,底板奥灰水突水事故时有发生,往往造成严重的人员伤亡和财产损失。为准确预测煤层底板突水量,以新安煤矿为例,在概化该矿水文地质条件的基础上,建立了底板奥灰水渗流运动基本微分方程并采用有限差分法进行求解,利用Visual MODFLOW软件实现了该渗流运动的三维可视化数值模拟,结合2011年3月至2012年2月一个水文年的实际水位观测值对该模型的模拟水位进行验证和校核,依据该模型模拟水位值采用水均衡法计算得出底板突水危险区域的奥灰水量,即为突水量预测值。研究结果表明:该模型的模拟水位最大误差小于11%,一般4%左右;应用该模型模拟水位值计算危险区域突水量为1150 m^3/h,与1995年该区域发生的特大奥灰突水事故平均突水量1244.3 m^3/h接近,预测结果真实可靠。

基于Visual Modflow的河流阶地灌溉区地下水模拟分析——以黑台为例

采用Visual Modflow软件,综合野外工程地质调查、水文地质钻探、井泉调查以及高密度电法探测等方法,进行了不同灌溉条件下的黑台地下水数值模拟,可为黑方台农业用水规划、地下水位变化以及斜坡稳定性的预测提供参考.结果表明,随着时间的变化,西侧的地下水位值逐渐降低,东侧的地下水位逐渐升高,整体上水流方向由西向东,在台塬东侧及南、北侧排泄;灌溉量与地下水位值呈显著正相关关系;模拟所得地下水水位值与高密度电法实测的地下水位分布进行对比,两者有很好的对应关系.

基于Visual Modflow的填埋场地下水污染迁移研究——以河北省保定市某飞灰填埋场为例

垃圾焚烧发电和稳定化飞灰填埋场模式的联合处置方式是目前处理城市生活垃圾的有效手段之一,但填埋场对地下水存在潜在的污染风险,因此研究填埋场污染物迁移规律对于填埋场建设和管理具有重要的意义。以河北省保定市某飞灰填埋场为例,采用Visual MODFLOW建立了地下水水流模型和溶质迁移模型,对河北省保定地区某填埋场典型污染物泄漏情景下的污染物迁移扩散情况进行预测,并对渗滤液调节池短时泄漏和库区底部连续泄漏两种非正常状态下污染物的迁移特征进行分析。研究结果表明:渗滤液调节池短时泄漏情景下,泄漏30d后采取应急措施切断污染源,形成的污染晕向地下水下游运移,污染扩散距离及范围不断变大,但污染晕最大浓度在迁移过程中随着地下水的稀释不断减小。模拟期间超标范围未超过厂区边界,在此情境下,只要在泄漏发生后及时采取应急措施切断污染源,可以确保将污染晕控制在一定范围内,避免对厂区周围地下水环境产生明显不利影响。库区底部连续泄漏情景下,污染扩散距离及范围不断变大,如不加控制,会影响下游敏感目标。因此,为避免污染泄漏对下游及敏感点地下水环境产生不利影响,必须在泄漏发现后及时采取抽提或渗透反应墙等有效措施阻断污染物继续向下游运移,研究为填埋场地下水污染控制和环境影响评价提供管理和决策依据。

基于Visual MODFLOW Flex的硝酸盐氮迁移转化特性研究

为探究硝酸盐氮在地下水中的运移行为和自然衰减能力,搭建室内砂槽模型建立地下水仿真模拟系统,通过增设侧向补给孔提升装置的适用度,在此基础上结合Visual MODFLOW Flex模型,针对井灌和地表渗漏两种典型污染投加工况展开研究。通过参数率定的方式对水流模型和溶质运移模型进行校正,拟合结果显示模拟值与实测值的标准均方误差均小于2.2%。结果表明:以井灌形式注入硝酸盐氮污染物后,水力作用占主导因素,污染晕扩张较快;污染物经地表渗漏进入研究区后,水平方向上的迁移主要依靠对流弥散作用,随着水力停留时间的延长(氧含量降低),其自然衰减作用增强,去除效率提高,而垂向受地表渗漏影响,污染物进一步向深层饱和区迁移,污染中心扩散速率最快。

基于Visual Modflow的刚果(金)迪兹瓦露天矿地下涌水量预测

在露天矿山实际开采过程中,准确预测各阶段涌水量对矿山安全生产具有重要意义。以刚果(金)迪兹瓦露天矿为中心建立研究区,采用Visual Modflow数值模拟软件对研究区的边界条件和水文地质条件进行刻画,模拟矿区及周围环境的地下水流场分布。模型预测结果显示:所建模型可较好的模拟研究区地下水流场分布,矿区开采第3年、第6年、第10年的平均涌水量分别为12100、13400、14400 m 3/d。同时,地下涌水量随季节降雨量的变动而发生变化,丰水期涌水量约为平水期的1.5倍,约为枯水期的2倍。通过对矿区各阶段涌水量进行定量分析,可为矿区防排水设计提供了一定的科学依据。

Visual Modflow在石家庄市地下水硝酸盐污染模拟中的应用

利用Visual Modflow软件建立了石家庄市长达42a的二维潜水水流模型和硝酸盐运移模型。收集整理大量地下水监测报告和研究报告提供的数据用于模型的建立,详细的地下水位和硝酸盐浓度监测数据以及不同时期的等水位线图用于模型校正。敏感度分析显示面状硝酸盐补给浓度是引起地下水NO3-浓度变化最敏感因子。利用校正的模型分3种管理方案预测了未来30a内地下水硝酸盐浓度的变化。拟合、验证和预测结果显示该模型可作为石家庄市地下水管理的有效工具。