综合改进的遗传算法反演三维地下水流模型参数

在简单的遗传算法的基础上,提出了一种综合改进的遗传算法,在反演地下水水流参数时,具有收敛速度快、解的精度高和避免出现早熟等优点。以非均质各向同性承压三维非稳定流动为理想模型,结合有限元法讨论了用遗传算法反演水文地质参数的过程。综合改进的遗传算法非常有效,在地下水渗流和水资源评价计算中有广阔的应用前景。

遗传算法在反演三维地下水流模型参数中的应用

本文以非均质各向同性承压三维非稳定流为理想模型 ,结合有限元法讨论了用遗传算法反演水文地质参数问题。计算结果表明 ,本文在简单遗传算法 (SGA)的基础上提出的优体克隆 +子体优生遗传算法 (BCC -YGCD -GA)具有收敛速度快、解的精度高和避免出现早熟等优点。

新疆渭干河流域地下水三维流数值模拟

采用任意多边形网格有限差分法求解模型,根据地下水水头长观资料识别模型的水文地质参数,建立了含混合井孔的6层模拟系统的地下水三维不稳定流模型来刻画渭干河流域地下水流动的基本规律。运用识别后的模型进行了地下水资源评价,预测了未来10a不同开采条件下的地下水动态变化,探讨了地下水资源的合理开发模式,提出在以蒸发排泄为主的条件下,应在保证生态用水的前提下最大限度地夺取无效蒸发。

基于Arcgis三维可视化的铁路地下水资源特性研究

新建和若铁路线路全长约825公里,途经区域多为沙漠、戈壁,部分段落为湿地、盐渍土,沿线预采取植物固沙措施,搞清楚水资源的分布是工作的重中之重,采用瞬变电磁法、综合测井法、高密度电法等多重勘查方法对民丰到于田段的地下水资源进行探查,结合一个和若线地下水资源探查的应用实例,建立了局部三维地下水资源模型,直观的将三维地下水资源的分布应用于风沙铁路段的植物固沙工作当中,为今后全线建立三维地下水资源模型提供了一些方法。

盆地地下水系统的数值模拟研究——以山西灵石静升盆地为例

以山西灵石静升盆地为例,选择三维流数学模型,合理刻画了模型边界,利用CFC定年技术对模型进行识别校正,提高了模型仿真程度,构建了适合盆地地下水系统的数值模型。最后对不同水平年盆地水动力特征进行了输出分析。

侏罗系宝塔山砂岩突水风险预测及限制边界疏降技术

内蒙古上海庙矿区新上海一号煤矿发生国内首次也是目前唯一的侏罗系煤层开采底板宝塔山砂岩突水淹井事故;开展了侏罗系煤层开采底板强富水宝塔山砂岩突水危险性评价方法和防控技术的研究工作。首先,明确了“11·25”事故的突水水源为侏罗系延安组下部的宝塔山砂岩含水层,且煤层与底板宝塔山砂岩之间隔水层具有强度低、软化系数小、胶结性差的特点,属地质软岩。其次,以“含水层厚度、含水层富水性、含水层渗透性、含水层水压力及18煤底板隔水层有效厚度”为主要指标建立突水评价体系,将宝塔山砂岩含水层突水危险性分区被划分为安全区(32.21%)、威胁区(37.53%)及危险区(30.26%)三种类型,并通过实例验证了评价模型的准确性。最后,结合底板隔水层工程地质特性,分析采用“断层注浆形成局部限制边界+群孔疏降”的方法防控宝塔山砂岩突水。设定“疏放水开始至1号钻场退出疏放水工作、2号、3号和4号钻场持续进行疏放水工作至3号钻场退出、2号和4号钻场持续进行疏放水工作至模型补排平衡”的疏降方案。依据规范得出注浆后最大帷幕渗透系数为2×10^(-2) m/d,当断层注浆后帷幕渗透系数为2×10^(-2)~2×10^(-8) m/d时,疏放水量为402万~347.8万m^(3),安全区占矿区的比例为43.34%~67.37%。结合注浆成本、疏放水量和安全性,帷幕渗透系数为2×10^(-4) m/d时即可有效保证矿井安全生产和技术经济效益。断层注浆局部限制边界+疏放水联合技可有效防控宝塔山砂岩水害,研究工作对我国西部侏罗纪煤田开发底板水防治具有重要意义和工程实践价值。

数值模型在黑河干流中游水资源管理中的应用

以黑河干流中游水资源管理为例,利用地下水数值模型研究了天然和人工活动作用下泉水、地下水向地表水排泄量的变化规律;预测分析了不同情景下的水资源开发利用状况。研究表明,地下水向河-泉的排泄量呈衰减趋势,且地下水的增采量和渠系防渗节约的水量主要来源于地下水储存量的消耗;指出在目前有限的水资源条件下,为保护生态地质环境,必须限制地下水的持续超采。

基于GMS模型的地下水质变化模拟及情景分析

运用GMS软件建立地下水三维模型,并进行不同条件下地下水质(以硝酸盐氮、氯化物为主)的模拟研究。通过对现状、停采及增采等3种不同情景模拟分析,硝酸盐氮和氯化物均呈现缓慢下降趋势,氯化物主要呈现历史高值区逐渐向下游扩散变化的趋势。从而判定硝酸盐氮的主要污染来源于城区东北部的补给、区内自身产生及历史遗留,且适当增采有利于地下水中污染物浓度的降低。结果为研究地下水污染防治提供参考。

水库蓄水库区岗地浸没判别方法及浸没影响评价

针对库区岗地浸没问题,采用解析法和平面准三维地下水数值模型求解具有一定的局限性,以燕山水库为例,选取魏岗铺和高庄两个典型河间地块,采用三维地下水渗流数值模型分析了典型河间地块的浸没影响,并根据典型地块分析结果,建立了浸没影响长度与地表坡降之间的关系统计模型,据此类比评价了不同情况下整个库区的浸没影响。结果表明,岗地浸没影响主要集中于河流两岸的地势平缓地区,地表坡降是影响岗地浸没的主要因素之一,且类比法预测结果与工程实际浸没情况相符。

大宁水库理论渗漏计算研究

为了验证大宁水库渗流规律及防渗效果,采用模块化三维有限差分地下水流动模型(MODFLOW)对其理论渗漏情况进行了计算和分析,得到库水位与理论日渗漏量关系曲线。

地铁车站深基坑微承压水—潜水交换特征研究

利用长江流域下游某地铁车站深基坑降水与监测工程,建立富水砂土环境下微承压水—潜水交换模型,通过模型计算所得理论沉降值略高于地表实际沉降值,该理论所分析沉降值合理可靠。