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兴平市地下水动态特征及数值模拟研究

作　者: 郭瑞
导　师: 刘俊民
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 兴平市地下水动态数值模拟 FEFLOW 插值方法
分类号: TV211.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 309次
引　用: 6次
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内容摘要

水资源问题是当今世界面临的重要问题之一,而其中地下水的不合理开发利用已经带来一系列的负面效应,如何保证地下水资源的可持续开发利用,已成为水科学研究的一个方向。本文在研究前人地下水数值模拟的基础上,采用有限单元法,以地下水数值模拟软件FEFLOW为平台,选取陕西省兴平市为研究区,收集相关的气象、水文、地下水监测资料,进行整理计算,对兴平市地下水动态特征进行了分析,建立兴平市地下水流数值模拟模型,取得的主要成果有:(1)分析研究区近年来的降雨、过境地表径流,选取兴平市及其周围地区的地下水监测井上世纪80年代和2002～2005年两个时段的地下水位观测资料,对兴平市地下水动态特征进行了分析,得出如下结论:兴平市上世纪80年代降雨偏多,90年代降雨偏少;过境河流渭河90年代后径流量减少;渭北黄土台原区80年代地下水位上升幅度较大,2002年后趋于平稳,渭河冲积平原地下水位90年代有所下降,2002年后趋于平稳;年内最高地下水位一般出现在11～2月(次年),最低水位多出现在7～9月;采用专业等值线图绘制软件SUFFER,绘制了兴平市代表年的地下水位等值线图、地下水年际变化幅度等值线图、地下水年内变化幅度等值线图等。(2)依据相关地质剖面和钻孔资料,在前人对本地区地下水研究成果的基础上,建立了兴平市地下水三维概念模型和数学模型。并利用地下水有限元数值模拟软件FEFLOW建立了相应的水流数值模型,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,为兴平市地地下水资源的优化、管理、开采提供了科学的依据。(3)在对地下水动态变化分析的基础上,提出渭河河谷一级阶地潜水尚有开发潜力1500万m3/a,利用建立的地下水流数值模拟模型,模拟在设计的开采量下开采15年后地下水位的变化。对于模型建立过程中发现的问题,本文提出应该加强兴平市水文地质条件的研究,并对地下水数值模拟模型的运用提出了一些建议。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 研究背景和意义  9-10
    1.1.1 研究背景  9-10
    1.1.2 研究意义  10
  1.2 研究内容与技术路线  10-13
    1.2.1 研究内容  10-11
    1.2.2 技术路线  11-13
第二章地下水数值模拟研究现状及发展趋势  13-22
  2.1 国外地下水数值模拟研究现状  13-18
    2.1.1 地下水数值模拟方法  13-17
    2.1.2 地下水数值模拟软件  17-18
  2.2 FEFLOW  18-19
    2.2.1 简介  18
    2.2.2 应用领域  18
    2.2.3 系统输入特点  18-19
    2.2.4 数值求解方法  19
    2.2.5 系统结果输出及显示  19
  2.3 数值模拟在我国的发展与应用  19-20
  2.4 数值模拟软件的发展趋势及前景展望  20-22
    2.4.1 数值模拟软件的发展趋势  20-21
    2.4.2 地下水模型前景  21-22
第三章研究区概况及地下水开发利用现状  22-28
  3.1 自然环境  22-25
    3.1.1 兴平位置  22
    3.1.2 气候  22
    3.1.3 地形地貌  22-24
    3.1.4 土壤植被  24
    3.1.5 河流水系  24
    3.1.6 水文地质条件  24-25
  3.2 社会经济状况  25-26
    3.2.1 区域及人口情况  25
    3.2.2 经济状况  25-26
  3.3 地下水开发历史及现状  26-28
第四章地下水动态特征分析  28-42
  4.1 降雨径流特征分析  28-29
    4.1.1 降雨特征  28-29
    4.1.2 径流特征  29
  4.2 地下水监测井网及观测资料  29-33
    4.2.1 地下水监测井网  29
    4.2.2 地下水监测资料  29-33
  4.3 地下水位特征分析  33-39
    4.3.1 年际水位特征  33-38
    4.3.2 年内水位特征  38-39
  4.4 地下水水流流场特征  39-41
  4.5 地下水化学分析  41-42
第五章地下水水流数值模拟模型  42-60
  5.1 数学模型的理论  42-43
    5.1.1 建立模型注意的问题  42-43
    5.1.2 地下水系统概念模型  43
  5.2 地下水系统数学模型  43-44
    5.2.1 潜水非稳定流连续性方程  43-44
    5.2.2 潜水非稳定流的定解条件  44
  5.3 研究区地下水系统概化  44-46
    5.3.1 含水层的结构特征及概化  44-45
    5.3.2 地下水流动特征  45-46
    5.3.3 边界条件的概化  46
  5.4 补给排泄条件分析  46-49
    5.4.1 补给条件分析  46-48
    5.4.2 排泄条件分析  48-49
  5.5 地下水数值模型的建立  49-51
    5.5.1 模型的设计  49-51
    5.5.2 编辑模型各项参数  51
  5.6 模型的识别  51-58
  5.7 模型的应用  58-60
第六章结论与建议  60-62
  6.1 结论  60
  6.2 存在的问题及建议  60-62
    6.2.1 存在的问题  61
    6.2.2 建议  61-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
作者简介  67

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