黄河下游影响带(河南段)三维地下水流数值模拟模型及其应用

黄河下游(河南段)影响带属于黄河下游冲积平原地下水系统,黄河对地下水的影响范围为5～23km,面积为9417.6km2。在建立水文地质概念模型的基础上,运用FEFLOW软件建立了研究区三维地下水流模拟模型,并对模型进行了识别。运用模型确定地下水多年平均补给资源量和可开采资源评价;预测新建傍河水源地开采条件下,地下水位在5～10年内趋于稳定;定量研究黄河与地下水的补排关系,傍河水源地开采量的65%～75%来自黄河水,黄河大堤防渗墙工程深度为20m和45m情况下,黄河侧渗量分别减小5.72%和8.12%。

西北黑河额济纳盆地水资源管理研究——三维地下水流数值模拟

在大量实测资料的基础上,建立了额济纳盆地地下水流系统饱和-非饱和三维数值模型,对4种不同输水量情况下盆地内区域地下水位的变化趋势进行了预测,进而提出了合理的输水方案,黑河上中游向额济纳盆地合理的输水总量应为7.5亿m3/a,其中通过狼心山水文站的水量不应小于5.5亿m3/a.这一方案为流域水资源的合理调配及额济纳绿洲生态环境保护和建设提供了依据.

帷幕注水地浸采铀三维地下水流数值模拟

在大量实测资料基础上,建立了新疆某铀矿床C10采区含矿含水层地下水流系统帷幕注水数值模型,模型总体相关系数达到0.82,较好地模拟了采区帷幕注水抬升含水层水位的水流状态。利用该模型对采区在开展抽注生产情况下含水层区域地下水位变化趋势进行预测。预测显示,在现有水力条件下,采区地浸生产钻孔设计为五点型,21个抽液孔33个注液孔,单孔抽液量为60m3/d,抽注孔间距为25m的井场排布时,采区外围8个帷幕孔进行帷幕注水抬升水位,单孔平均注液流量为115m3/d,1a内采区含水层地下水水位标高保持在1 210m以上,可维持井场正常抽注平衡。

渭干河流域三维地下水流数值模拟

在新疆首次采用六层含水系统的三维地下水流数值模拟,对渭干河流域地下水资源进行评价.同时,在处理混合井流和混合观测孔时,采用“渗流-管流耦合模型”;在处理河流入渗和降雨入渗方面采用了“入渗滞后补给法”;处理潜水蒸发方面,采用了非线性关系来刻画潜水蒸发强度和潜水位埋深的关系.用“参数迭代法”来确定水头未知的含水层的初始水头,提高了模型的仿真性及对地下水资源评价的精度.

基于三维地下水流数值模拟模型的水资源评价方法研究

基于鄂尔多斯市的自然地理、水文地质以及水资源分布特征,建立鄂尔多斯三维地下水流数值模拟模型,并采用Visual Modflow软件对其进行求解。在此基础上,研究基于对该市的地下水资源开采程度进行评价。仿真结果表明,模型的整体拟合效果能较好反映出地下水的动态变化情况。污染物在地下水中的迁移规律显示,在10000天的模拟中,随着扩散系数的增加,中心区域的浓度逐渐减小,而扩散距离和超限区也在逐渐变大。基于数值模型计算结果可知,鄂尔多斯市深层地下水更新量中,有55.23%的地下水可供开发利用。

MODFLOW地下水流模拟软件在引水工程中的应用

为更好地制定滇中引水工程磨盘山隧洞进口段的降排水方案,文章参考通过MODFLOW模拟软件数值模拟其合理性的南水北调南阳白河倒虹吸施工降排水方案,实施前将该模拟成果应用到磨盘山隧洞进口段的降排水方案设计中,通过现场实践为隧洞施工提供了良好的施工条件并已完成开挖掘进和衬砌施工。可为滇中地区引调水工程建设地下降排水施工提供借鉴和实践参考。

采动影响下任楼煤矿地下水流三维数值模拟

为了再现采动对主要充水含水层地下水流场的影响程度及其控制机制,在系统分析任楼煤矿地质与水文地质条件的基础上,采用FEFLOW软件建立了研究区地下水系统概念模型和数学模型及相应的地下水系统数值模型,合理开展了采动影响下四含、煤系、太灰与奥灰4个主要充水含水层近期渗流场特征的数值模拟。研究结果表明:从平面上,四含在研究区东部出现一低水位分布区,煤系在采动影响范围内典型断层局部附近渗流异常;从空间上,煤系在采动影响区垂向水位等值线发生偏转并与含水层顶底板近于平行,四含与煤系之间的隔水层水位等值线也近于平行,但在采动影响区内平行等值线密度最大;太灰与奥灰地下水流从平面与空间层面上均显示原来的运行状态;近期采动对任楼煤矿四含与煤系2个含水层影响最为显著。

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。

安徽李楼铁矿矿床充水因素及地下水三维流数值模拟研究

安徽李楼铁矿地质、水文地质研究程度较低,随着生产规模扩大,给安全生产带来隐患,所以需进一步查明该矿区的水文地质条件,预测该矿区的矿坑涌水量,为矿山建设提供科学依据。本文通过分析矿区水文地质条件,研究矿床充水水源、充水通道以及影响充水强度的各种因素;依据有限差分法,利用Modflow数值模拟软件建立了地下水数值模型,并运用该模型预测了-200m深度开采的矿坑涌水量。预测结果合理,可以做为矿山开发规划的依据,并对该矿山防、治水措施提出了建议。

琼北自流盆地地下水三维数值模拟研究

考虑琼北自流盆地承压水存在复杂天窗、越流补给的径流途径,将该区地下水系统刻画为完整的三维数学模型,并以雷琼坳陷盆地中心——琼州海峡中心作为承压水海底等效隔水边界,较好地解决了琼北自流盆地地下水资源模拟的承压水海底等效边界的界定,其模拟结果与水文长观孔的资料拟合度较高,表明建立的水文地质模型具有准确性,可用于地下水资源的定量评价,对合理利用地下水有重要的意义。

球床式高温气冷堆旁流三维数值模拟

针对球床式高温气冷堆中散体布置的石墨砖等结构带来的旁流问题,数值模拟了高温气冷堆满功率稳态运行时卸料管、控制棒通道及窄缝中的旁流特征。通过结合华能集团自主研发的HN-750型球床式高温气冷堆的结构特点和流道特征,建立了包含窄缝、顶反射层、堆芯球床、底反射层及底部球腔的反应堆三维几何模型和近真实物理数学模型,生成了网格数为2.6亿的混合网格。结果表明,总旁流占总流量比例为29.25%,窄缝旁流占总流量比例为24.43%,并且呈现出回流特性,卸料管旁流占比3.87%,控制棒通道旁流占比0.95%。该研究考虑了非轴对称的进出口结构,是对现有的球床式高温气冷堆二维轴对称模型的补充和提升;该研究针对球床式高温气冷堆的大规模三维数值计算,为球床式高温气冷堆的热工水力优化和安全分析提供了丰富的数据支撑。

透水丁坝对不同曲率弯道内三维水流结构影响数值模拟研究

透水丁坝相较于传统丁坝,具有更加卓越的稳定性,安全性,可靠性,因此在绿色航道推广中得到重视,研究的目的在于对比不同曲率河道内三维水流结构变化,进而为不同曲率河道治理提供依据。研究采用数值模拟与实测相结合的方式,对3种湍流模型进行比选和验证,Standard k-ε,RNG k-ε,Realizable k-ε三种湍流模型内岸模拟流速和实测流速相关性系数均低于外岸,RNG k-ε湍流模型实测流速和模拟流速相关性系数最高,最终采用RNG k-ε模型对90°和180°弯道模拟,并对三维流线,流速,床面剪切,水面线分析。结果显示丁坝下游回流区涡轴线受垂向和径向速度梯度影响出现不同程度倾斜,水流撞击2号丁坝在丁坝之间产生两个相反方向的涡,这将对透水丁坝群结构稳定形成威胁但同时也会防止大量泥沙在透水丁坝之间淤积,保证透水丁坝在使用过程中不至于丧失透水性。河道曲率增大导致强剪切层向内岸迁移,180°弯道内出现两个强剪切层,这将导致河床向阶梯型演化,对于曲率大而且狭窄的山区河道在布置透水丁坝后要对内岸侵蚀效果评估,防止强剪切层迁移对内岸构成威胁。水面线呈现内低外高的现象,且在x/L=0.48~0.5的范围里内外岸水面线差值最小,水面出现凹陷。

地下水流三维数值模拟中弱透水层初始水位的推求方法分析

弱透水层初始水位对地下水流三维数值模拟模型的计算结果有较大的影响,并且这种影响在模型运行的初始阶段表现最为明显。取上下相邻含水层水位平均值或以稳定流模拟结果作为弱透水层初始水位的方法可以在一定程度上减小赋值误差。

某大坝溢流坝段水流演进三维数值模拟分析

本文采用VOF法和k-ε双方程紊流模型耦合的三维数值模拟方法,对某大坝溢流坝段的水流演进进行模拟计算。文中针对泄放设计洪水和校核洪水两种工况下溢流面水流的水深、流速及压强等流态信息进行水力分析计算,该方法相比于传统经验公式可以更加准确地描述溢流面水流状态,相比于水工模型试验方法更加快捷、经济。此研究为大坝溢流坝段的后续大修加固处理提供良好的设计依据,同时可为其他类似工程提供借鉴。

SJT河河口湿地水流演进三维数值模拟分析

本文采用VOF法和k-ε双方程紊流模型耦合的三维数值模拟方法,对SJT河河口湿地的水流演进进行模拟计算。文中针对10年一遇洪水工况下湿地的水深、流速等流态信息进行水力分析计算,以此评价洪水对于湿地植物的破坏情况。该方法相比于传统经验公式,可以更加准确地描述湿地水流状态,同时相比于水工模型试验方法更加快捷,研究为后续湿地设计提供了良好的依据,同时可为其他类似工程提供借鉴。

山西柳林泉域地下水流数值模拟

柳林泉为裂隙 岩溶泉 ,整个泉域面积约 2 72 7km2 ,且在柳林泉西部及西北部含水岩层组中赋存有大面积的咸水、微咸水。本文建立了平面二维区域地下水渗流模型 ,用于描述柳林泉域的地下水渗流 ,模拟效果良好。模型拟合阶段和检验阶段水头的计算值与观测值误差绝对值的平均值分别为 0 46m、0 5 1m。所有结果显示两者基本一致 ,说明所建模型可以用于实际。据此模型预报了柳林电厂水源地投入使用后对区域地下水流场的影响 。

地下水流数值模拟中随机因素的灵敏度分析

本文以待定系数摄动随机有限元法为基础,在以渗透系数、给水度、边界、源汇项为随机变量的条件下,建立了二维潜水非稳定流随机模型,编制了二维摄动随机有限元通用程序。通过对太原盆地地下水系统的随机模拟,分析了渗透系数、给水度、边界、开采量4个随机因子对水头模拟值的影响程度。结果表明,对水头期望值影响的灵敏度:渗透系数最大,其次为给水度和边界值,井开采量最小;对水头方差影响的灵敏度:给水度最大,其次为渗透系数和边界值,井开采量最小;对水头摄动量影响的灵敏度,两个随机参数中渗透系数较大,给水度较小。

地下水流数值模拟的研究现状和发展趋势

数值模拟方法是评价地下水资源量、模拟自然界一些水文地质过程发生和发展的主要方法和手段之一。作者着重论述了三维流模型开发、流速场与流线的计算方法、非均质参数的区域概化、繁杂数据的优化处理等热点问题以及MODFLOW等软件在三维流中的应用。提出三维水流模拟软件(如MODFLOW )与遥感、地理信息系统及全球定位系统结合起来是地下水流数值模拟的未来发展趋势。

江苏沿江开发带地下水开采与地面沉降三维数值模拟

根据江苏沿江开发带地下水系统的水文地质机制以及地面沉降机理,在概化出江苏沿江开发带的地下水系统水文地质概念模型和地面沉降模型的基础上,建立了江苏沿江开发带地下水开采与地面沉降三维数值模型。并针对各种开采方案下地面累积沉降量最少的原则,给出了各含水层的最优开采方案。

越流含水层系统地下水污染数值模拟

本文提出了一个越流含水层系统地下水污染的数学模型。模型考虑了与越流系统有关的主要因素,并从理论上导出了包括越流项、井流项、污水灌溉渗入、降雨、河流、湖泊等渗入项在内的各类源、汇项在对流-弥散方程中的具体表达式,并探讨了现行溶质运移问题中井点附近之所以出现不合理结果的原因。介绍了相应的数值方法。模型用来描述太原盆地地下水污染,Cl^-浓度和水位的计算值与野外观测值拟合得很好,表明模型是可靠的,具有很强的实用性。