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Feflow在地下水流模拟方面的应用

作　者: 王健
导　师: 李洪建
学　校: 山西大学
专　业: 自然地理学
关键词: Feflow 数值模拟地下水动态演化趋势
分类号: P641.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

榆太祁超采区面积为804km2。近年来由于地下水的超采,使得地下水位持续下降。导致地面沉降、水质恶化、泉水断流、水源地产水量衰减、机井吊泵报废等一系列环境地质问题。因此如何行之有效的优化榆太祁超采区用水结构势在必行。本文在研究区地质及水文地质基础资料的基础上,利用GIS数据处理技术与FEFLOW地下水数值模拟专业软件相结合,采用二维非稳定流数学模型对该地下水系统进行了数值模拟,对榆太祁超采区地下水动态进行了评价,为今后超采区地下水资源评价与管理提供了一种有效的分析方法,为区域水资源的优化配置提供基本依据。取得的主要成果有：(1)系统分析了地下水数值模拟的国内外研究现状、主要的数值方法及国内外主要应用的模拟软件,详细了解了Feflow软件系统的计算原理和应用。(2)在分析太谷均衡实验站1954-2007年共54年降水量特征的基础上,用灰色模型对2010-2020年的降水量进行了预测。对井灌区农业开采量与降水量关系进行了研究,选取2006年为基准年,用其他年份的开采量和降水量分别与2006年的相比,将比值利用spss17.0进行线性回归分析,根据回归方程式即可计算相应的农业灌溉开采量。(3)在调查和分析相关资料的基础上,概括总结研究区的自然地理、地质和水文地质条件。根据地质剖面和钻孔资料,建立了榆太祁超采区二维水文地质概念模型和数学模型。并利用FEFLOW地下水有限元数值模拟软件建立了相应的数值模型,通过对模型进行多次调参、运行、识别,结果表明模型基本达到了对水文地质体的仿真。(4)在现状开采条件、提高用水利用率条件和提高用水利用率前提下,用节余地表水置换地下水条件三种预案下,分别预报近期和远期地下水动态过程及地下水开采状况。利用地下水动态预报结果表明：到2020年,现状开采条件下地下水水位呈持续下降状态。提高用水利用率前提下,用节余地表水置换地下水是针对研究区超采现象严重,为缓解榆太祁超采区用水矛盾,提出的能够容易实施的可开采建议。

全文目录

中文摘要  8-9
Abstract  9-11
第一章总论  11-16
  1.1 研究背景  11
  1.2 研究目的和意义  11
  1.3 国内外地下水数值模拟研究现状  11-13
  1.4 研究内容  13
  1.5 技术路线  13-14
  1.6 资料收集及完成工作量情况  14-15
  1.7 水平年  15-16
第二章研究区概况  16-21
  2.1 地理位置  16
  2.2 地形地貌  16-17
  2.3 地质构造及水文地质条件  17
  2.4 河流水系  17-19
  2.5 水文气象  19
  2.6 地下水补给、径流和排泄条件  19
  2.7 榆太祁超采区现状  19-21
第三章 FEFLOW简介  21-23
  3.1 FEFLOW的应用领域  21
  3.2 FEFLOW的特点和功能  21-23
    3.2.1 FEFLOW的输入特点和功能  21
    3.2.2 FEFLOW模型求解特点和功能  21-22
    3.2.3 FEFLOW输出特点和功能  22-23
第四章地下水流数值模型  23-53
  4.1 水文地质概念模型  23
  4.2 水文地质数学模型  23-24
  4.3 地下水流数值模拟模型  24-33
    4.3.1 计算边界的处理  24-25
    4.3.2 计算区分区  25-26
    4.3.3 区域剖分  26
    4.3.4 时间离散  26
    4.3.5 水文地质参数确定  26-28
    4.3.6 汇源项处理  28-32
    4.3.7 定解条件的确定  32-33
  4.4 模型识别、验证和水均衡分析  33-40
    4.4.1 模型识别  33-39
    4.4.2 模型验证  39
    4.4.3 水均衡分析  39-40
  4.5 模型预报  40-53
    4.5.1 现状开采和灌溉条件下模型预报结果  42-44
    4.5.2 提高用水利用率条件下模型预报结果  44-47
    4.5.3 地表水置换地下水后的模型预报结果  47-50
    4.5.4 不同预案预报结果分析  50-53
第五章结论与建议  53-55
  5.1 结论  53-54
  5.2 建议  54-55
参考文献  55-59
攻读学位期间取得的研究成果  59-60
致谢  60-61
个人简况及联系方式  61-63

Feflow在地下水流模拟方面的应用

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