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江汉平原地下水系统三维数值模拟

作　者: 赵德君
导　师: 万军伟；陈国金
学　校: 中国地质大学
专　业: 环境工程
关键词: 江汉平原地下水资源评价数值模拟 GMS
分类号: P641
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 471次
引　用: 4次
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内容摘要

地下水是一种宝贵的自然资源，同时又是影响环境质量的一个重要因素。当今世界所面临的“人口，资源，环境”三大问题，都直接或间接的与地下水有关。随着人口的增长、工农业生产及城市建设的迅速发展，地下水资源开发利用的规模越来越大，由此导致的诸如水质恶化、形成区域性的降落漏斗、地面塌陷等一系列地质灾害和环境地质问题，给人类带来了不同程度的危害。因此，对地下水进行正确的模拟评价，是对其科学管理、有效开发利用的前提和基础。江汉平原位于湖北省中南部，其地下水资源开发利用程度较高，主要开采的为上部[Q₂₊₃]孔隙承压含水层和下部[Q₁+N]裂隙孔隙承压含水层中的水，随着区内城市化建设和经济的迅速发展，用水量增加，区域地下水位已有一定幅度的下降，局部地区因过量开采已形成地下水降落漏斗和地面塌陷等现象。本文在系统分析江汉平原水文地质条件的基础上，将研究区主要含水层划分为三层，由上到下依次为：浅层[Q₄]孔隙潜水含水层、上部[Q₂₊₃]孔隙承压含水层和下部[Q₁+N]裂隙孔隙承压含水层。根据实际资料的钻孔资料，建立了研究区的水文地质概念模型。在水文地质概念模型的基础上，进一步建立了研究区完整的三维有限差分非稳定流数学模型，利用目前国际上最流行的三维地下水流模拟软件——GMS，对该区地下水的水位和水量进行模拟求解，最后，利用识别的参数和验证后的模型预测了研究区的可开采资源量以及在优化的开采方案下今后的水位变化趋势。建立的三维模型反映了研究区地下水系统的基本特征，再现了地下水的水位动态、运移规律，能为地下水水位预报、资源评价提供科学依据。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第一章前言  10-14
  1.1 问题的提出  10
  1.2 国内外研究历史及现状  10-12
    1.2.1 相关分析法  10-11
    1.2.2 水均衡法  11
    1.2.3 解析法  11
    1.2.4 水文地质数值法  11-12
  1.3 本文研究的主要内容及思路方法  12-14
第二章江汉平原地下水系统地质背景特征  14-23
  2.1 自然地理概况  14-15
    2.1.1 气候、水文条件  14
    2.1.2 地形地貌  14-15
  2.2 区域地质背景  15-17
    2.2.1 地层岩性  15-16
    2.1.2 地质构造背景  16-17
  2.3 水文地质背景  17-18
  2.4 地下水开采现状  18-21
    2.4.1 浅层孔隙潜水含水层  19-20
    2.4.2 上部孔隙承压含水层  20
    2.4.3 下部裂隙孔隙承压含水层  20-21
  2.5 地下水开采引起的环境地质问题  21-23
    2.5.1 地面塌陷  21
    2.5.2 地下水污染  21-22
    2.5.3 地下水位降落漏斗  22-23
第三章江汉平原地下水系统概念模型  23-28
  3.1 地下水系统结构特征  23-25
    3.1.1 浅层(Q_4)孔隙潜水含水岩组  23-24
    3.1.2 上部(Q_(2+3))孔隙承压水含水岩组  24
    3.1.3 下部(N_2+Q_1)裂隙孔隙承压水含水岩组  24-25
  3.2 地下水的补迳排特征  25-26
    3.2.1 孔隙潜水  25
    3.2.2 孔隙承压水  25
    3.2.3 裂隙孔隙承压水  25-26
  3.3 边界条件  26
  3.4 地下水流态特征  26
  3.5 水文地质概念模型的建立  26-28
第四章江汉平原地下水系统数值模拟  28-50
  4.1 地下水系统模拟数学模型  28-29
    4.1.1 数学模型的建立  28-29
    4.1.2 数学模型的求解  29
  4.2 有限差分法计算原理与方法  29-31
  4.3 地下水模拟系统(GMS)数值模拟  31-45
    4.3.1 GMS软件简介  31-34
    4.3.2 GMS计算模型的建立  34-40
    4.3.3 模型的识别验证  40-45
  4.4 模型可靠性分析  45-50
第五章江汉平原地下水可开采量评价预测  50-56
  5.1 地下水可开采量评价预测模型  50
  5.2 地下水资源预测评价开采方案  50
  5.3 地下水可开采量评价预测  50-56
第六章结论  56-58
致谢  58-59
参考文献  59

江汉平原地下水系统三维数值模拟

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