山西左权晋能新能源热电厂供水水源地地下水数值模拟研究

太原理工大学硕士学位论文山西左权晋能新能源热电厂供水水源地地下水数值模拟研究姓名：张敏申请学位级别：硕士专业：水文学与水资源指导教师：张永波20060501山西左权晋能新能源热电厂供水水源地地下水数值模拟研究作者：张敏学位授予单位：太原理工大学相似文献(6条)1.期刊论文范子福.李锋南水北调中线穿黄隧洞施工供水抽水试验研究-人民长江2009,40(11)穿黄隧洞工程是南水北调中线工程总干渠的关键性工程,为保证施工用水,在黄河北岸施工供水水源地进行大口径抽水试验,确定含水层水文地质参数,为施工供水设计提供依据.通过稳定流、非稳定流理论计算.提出渗透系数k为16～18m/d,并用裘布依公式计算得出影响半径与经验公式计算结果接近.故影响半径推荐值为1113m,并根据开采试验,确定单井可开采水量为177m3/h.2.学位论文赵贵章郑州北郊水源地地下水资源数值模拟研究及应用2007郑州北郊水源地是以开采浅层水为主的特大型地下水集中供水水源地。本文首先应用传统的水均衡法对郑州北郊水源地地下水资源的允许开采量进行评价。同时全面地论述了该水源地的地下水系统特征，建立了系统的水文地质概念模型和地下水流模拟模型，采用基于有限单元法的地下水模拟系统软件对数值模型进行求解。运用该模型，对各种条件下的地下水资源的允许开采量进行评价，预测了两个不同地下水开采方案下的地下水流场，确定了合理的开采方案，为地下水可持续开发、利用和决策提供科学依据。利用多年收集的该水源地地下水动态和水质资料，对其水质进行演化预测。本文利用EXCELL编辑计算模块，将其与GIS数据库相链接，可以方便地进行计算：利用GIS中各种模块(Arcview、DEM等)及Surfer工具对原始资料进行前处理，给烦琐的水文地质资料的整理工作提供了新思路。研究表明：1．通过对水源地一期开采3年以来的均衡计算分析，验证了各项水文及水文地质参数，对水源地允许开采量进行了复核，计算结果与勘探时期比较接近，表明水源地浅层地下水1.6×10'5m'3/d的允许开采量是适宜的。2．北郊水源地在现状开采条件下，对区域地下水资源、郑州“九五”滩水源地和郑州市城区地下水水源无大的影响，也不会对农业灌溉和渔业用水造成大的影响，开采地下水引发的水质问题不突出。3.期刊论文李宁.周仰效.李文鹏.LINing.ZHOUYang-xiao.LIWen-peng乌鲁木齐河流域柴窝堡盆地与河谷区地下水流模拟-水文地质工程地质2009,36(3)乌鲁木齐河流域柴窝堡盆地与河谷区是乌鲁木齐市的重要供水水源地.为了更好地为地下水资源的可持续开发提供依据,本文尝试将几何形状及含水层厚度差异悬殊的柴窝堡盆地与河谷区联合起来,运用GMS模型系统建立了区域地下水稳定流和非稳定流数值模型.通过对观测孔地下水位过程线和地下水流场进行拟合,校正了研究区的渗透系数、给水度和储水率等水文地质参数.并运用模型分析了研究区的地下水流系统、地下水均衡量、地下水位变化趋势及地下水位监测网的设计.结果表明研究区地下水流主要存在两个径流排泄区:沿乌鲁木齐主河道的径流排泄区和以柴窝堡湖和大小盐湖为排泄中心的径流区;地下水储存量相对较大,能够调节季节性变化与地下水开采的影响;应加强主要河流洪积扇补给区和山前侧向补给带地下水位的监测与排泄区泉水流量的观测.4.学位论文姜滨大沽河中下游水源地水质演化及预测2007大沽河水源地作为青岛市重要供水水源地，其水环境状况与社会生产和人民生活的各个方面息息相关。近年来随着大沽河流域内工农业生产的快速发展，其水环境受到人类活动的强烈干扰。本文根据已有的大沽河水源地水质观测资料，结合GIS技术，分析了大沽河水源地范围内地表水和地下水水质污染现状和原因，明确了地下水的补给、径流和排泄条件，在此基础上，建立了大沽河水源地地下水质数值模型，应用MODFLOW软件模拟预测了大沽河水源地地下水污染趋势，并提出了相应的防治措施。首先，简要分析了大沽河干流及其主要支流地表水质概况，查明点状和面状污染源的分布情况，根据1992年至2003年的有关监测数据，利用地下水动态监测管理软件生成了地下水水位和水质动态曲线图，分析了不同区域地下水质动态变化规律，及其与地表污染源的相互关系。利用地理信息系统软件生成了两年的地下水主要污染物等值线图，通过纵向对比可以看出地下水质演化趋势，分析不同人类活动区对地下水的干扰程度。然后，在明确大沽河水源地水文地质条件的基础上，概化出水文地质概念模型，系统分析了研究区的降雨、蒸发、径流、开采和水位资料，确定该区的各项水文地质参数，进而建立了地下水质数值模型。最后，利用MODFLOW软件模拟预测了2003年-2012年间大沽河水质演化趋势，并提出了防治措施。模拟结果表明，大沽河水源地地下水质总体有变好趋势，但是局部地区因靠近污染源而使水质恶化；氮元素污染没有明显减轻，而且个别年份有加重的趋势，以农业生产为主的大沽河西部区域地下水中氮元素浓度明显高于东部区域，另外，降雨入渗对地下水补给起主要作用，局部污染源对地下水质产生重要影响。5.会议论文李竞生.虎维岳.李玉林灵敏度系数矩阵计算方法对含水层参数识别的影响1999推导了伴随方程、灵敏度方程以及用修正的高斯－－牛顿法识别含水层参数的有限元计算公式，利用理想化模型研究了灵敏度系数矩阵计算方法对含水层参数识别的影响，形成了一套与用有限元法解地下水解正问题相配套的水文地质参数优化识别方法，为正确预测矿坑涌水量和评价供水水源地开采资源奠定了理论基础。6.学位论文黎明新疆渭干河流域地下水开采-生态环境保护研究2005干旱地区的水资源问题多年来一直是国内外水文地质学界研究的热点。我国西北地区是世界上较为典型的干旱区之一，水资源紧缺且不合理的开发利用，不仅制约了当地社会经济发展和人民生活水平提高，也是导致生态环境恶化的最主要因素之一。从我国西北干旱区水资源的开发利用历史来看，长期以来一些地区执行以开发地表水为主的方针，忽视了地下水的开发利用，一方面不仅造成了水资源的大量浪费，而且加剧了土地盐渍化；而另一方面，河流下游水资源补给量减少甚至河流断流，导致了植被生态环境恶化、土地荒漠化严重等生态环境问题。本文以新疆渭干河流域为例，在系统分析渭干河流域水文地质条件的基础上，建立了含混合井孔的地下水三维不稳定流模型，通过数值模拟研究渭干河流域地下水流场的时空分布特征，并探讨以保护生态环境为前提的地下水资源合理开发利用模式。文中着重探讨了在西北干旱区进行地下水数值模拟所涉及的几种典型水文地质要素的仿真刻画方法，所建立的地下水流模型有如下特色：1.模型分层：对于多层含水系统，以往研究中大多将其划分为奇数层，即砂性土层(潜水层)—粘性土层(第1弱透水层)—砂性土层(第Ⅰ承压水层)—粘性土层(第2弱透水层)—砂性土层(第Ⅱ承压水层)—……等。如此划分，潜水层符合《普通水文地质学》或《水文地质学基础》的定义要求(有稳定的隔水或弱透水底板)。然而，本区(自然界亦普遍如此)的浅层广泛存在沉积物颗粒上细下粗的二元结构，若将其定义为层状非均质潜水层，则上部粘性土层的水头明显地不同于下部砂性土层的水头，作为单一潜水层不满足裘布依假定。另外，如此分层把很重要的耕作层-植被层(粘性土层)丢失掉了，而该层又是地表水入渗补给-地下水蒸发蒸腾排泄的主要对象。本文基于二元结构上部粘性土层的水动力特征——具有自由液面、接受降水、河渠和灌溉等入渗直接补给和蒸发蒸腾排泄，将其定义为(弱透水)潜水层，此定义不同于传统的潜水层定义，无须“稳定的隔水(弱透水)底板”之说。如此，将研究范围内(钻孔控制埋深350m以内)的第四系含水系统以典型岩性柱状图为基础划分为3层砂性土层(分别是第Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ承压含水层)和3层粘性土层(分别是弱透水潜水层和第Ⅰ、Ⅱ承压含水层之间及Ⅱ、Ⅲ承压含水层之间的弱透水层)的6层结构，即二元结构的上、下层分别划分为第1弱透水层和第Ⅰ承压含水层，以使模型能更好地反映多层含水系统的水动力特征。2.水文地质模拟要素的仿真刻画：(1)关于混合抽水井和混合观测孔：本文采用“渗流-管流耦合模型”来模拟混合抽水井和混合观测孔，建立混合井孔-含水系统的理想模型以分析混合井流的基本特征，得到以下结论：①混合井孔中存在水流运动，将改变井孔内部及其周围含水介质的流场分布；②混合观测孔实质是孔口流量为零的兼有“抽水”与“注水”作用的井孔；③一般情况下，混合井孔中各分层的水头不等，混合水位不是混合井孔中各分层的“共同水位”，传统的通过计算平均水位来确定混合水位的方法不合机理也与实际不符；④一般情况下，混合井孔的雷诺数Re＞2300，井孔中的流动呈非线性流状态；⑤混合井孔各分层的流量分配与含水层的水文地质参数、井径、抽水流量、及开采位置等多种因素有关，不能按各层导水系数预先分配。(2)关于潜水蒸发蒸腾：以往的地下水模型忽视了有作物生长的潜水蒸发蒸腾特征，会带来较大误差。本文将农田水利学中的相关研究成果引入地下水模型，并从其机理出发作了适当简化，提出与地下水水头相结合的计算方法，以解决在区域尺度的地下水饱和流模型中计算有作物生长条件下潜水蒸发蒸腾量的难题，提高了模型的精度。(3)关于地表水与地下水的转化关系：从地下水动力学原理出发，分析地表水(河流、渠道或水库)与地下水间补给、排泄的基本形式，并研究在模型中自动判别二者间的关系并计算其转化量的方法。(4)关于入渗滞后补给问题：本区最大潜水位埋深超过100m，因此降雨入渗和河渠入渗存在滞后补给问题，不宜用常规的“入渗补给系数法”刻画。本研究采用“入渗滞后补给法”，使地下水的补给更接近实际。(5)关于初始水头的确定：初始水头的分布是地下水不稳定流数值模拟不可缺少的条件。本区观测孔数量不多且分布不均，而且还有若干个混合观测孔，本文采用“初始水头—参数迭代法”，较好地给出了模型的初始水头分布。利用渭干河流域的长观资料对上述模型进行模型识别，采用优选法求取了有关的模型参数，并做了参数的灵敏度分析。结果表明本文所建模型能较好地反映渭干河流域的水文地质特征，所确定的模型参数符合实际。运用经过校验的模型对渭干河流域地下水资源作水均衡分析，得出如下结论：渭干河流域地下水的补给主要来源于地表水以各种形式的入渗，占总补给量的96.33％，降雨入渗补给只占1.47％；潜水蒸发蒸腾是主要的排泄方式，占总排泄量95.18％，人工开采量仅占1.04％，3.02％排泄到塔里木河。以10年为预测期，分别预测了在现状开采、增建8个集中供水水源地以及以夺取无效蒸发为目标的增加在地下水浅埋区开采量等三个方案下的地下水动态。预测结果显示：在保证生态用水的前提下，加大在地下水埋深较浅区的开采量，不仅可以夺取大量的无效蒸发，而且可以减轻土壤盐渍化等环境地质问题；只要合理地布局，能够既保护生态环境又提高地下水资源的利用效率。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：1725b687-04d6-4734-b463-9de200f772f1下载时间：2010年8月30日