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下辽河平原地下水水质实时预报模型研究

作　者: 杜超
导　师: 肖长来
学　校: 吉林大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 下辽河平原地下水水质溶质运移实时预报模型系统集成
分类号: P641.3
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文针对下辽河平原地下水水质实时预报模型展开专题研究。采用转移概率地质统计理论,建立了研究区地质结构模型,明确了研究区含水层分布特征；根据长时间序列地下水实测长观资料,采用数值模拟技术建立了研究区地下水流数值模型,明确了研究区地下水流场的时空演化特征；采用反向水文地球化学模拟技术,对研究区沿地下水流向三条典型反应路径进行了模拟,确定了反应路径上发生的矿物溶解/沉淀作用及阳离子交换作用,分析了它们对于地下水化学组分变化的影响；采用数值模拟技术建立了研究区考虑对流——弥散作用、混溶作用及蒸发浓缩作用的地下水溶质运移模型,明确了研究区地下水溶质浓度场的时空演化特征；采用VB语言编程技术,以研究区地下水流数值模型和地下水溶质运移数值模型为基础,MF2K和MT3DMS为内核计算程序,开发了模型与地下水实时监测系统的接口,集成建立了下辽河平原地下水水质实时预报模型,并开发了操作界面下的操作系统,实现了下辽河平原地下水水质的实时预报功能。

全文目录

内容提要  5-7
摘要  7-10
Abstract  10-16
绪论  16-27
  0.1 选题依据及研究意义  16-17
  0.2 国内外研究现状  17-22
    0.2.1 水文地球化学模型  17-20
    0.2.2 地下水溶质运移模型  20-21
    0.2.3 地下水实时预报模拟技术  21-22
  0.3 主要研究内容、创新点与技术路线  22-27
    0.3.1 主要研究内容  22-23
    0.3.2 创新点和关键技术  23
    0.3.3 技术路线  23-25
    0.3.4 研究基础  25-27
第一章研究区概况  27-46
  1.1 自然地理概况  27-30
    1.1.1 地理位置  27-28
    1.1.2 气象气候条件  28-29
    1.1.3 水文条件  29-30
  1.2 区域地质条件概况  30-35
    1.2.1 地形地貌条件  30-32
    1.2.2 地层岩性  32-35
  1.3 区域水文地质条件概况  35-46
    1.3.1 含水层与地下水类型  35-40
    1.3.2 地下水循环特征  40
    1.3.3 地下水动态特征  40-43
    1.3.4 地下水化学特征  43-46
第二章地下水流数值模型  46-74
  2.1 地质结构模型  46-51
    2.1.1 转移概率地质统计理论  46
    2.1.2 地质结构建模  46-51
  2.2 水文地质概念模型  51-52
    2.2.1 含水层概化  51
    2.2.2 水力特征概化  51
    2.2.3 边界条件概化  51-52
  2.3 数学模型  52-56
    2.3.1 数学模型的建立  52-53
    2.3.2 数学模型的求解  53
    2.3.3 模型离散  53-54
    2.3.4 参数分区及初值  54-56
  2.4 模型的识别和验证  56-73
    2.4.1 源汇项的处理  56-63
    2.4.2 模型的识别和验证结果  63-73
  2.5 本章小结  73-74
第三章地下水水质数值模型  74-89
  3.1 反向水文地球化学模型  74-80
    3.1.1 水文地球化学反应路径的确定  74-75
    3.1.2 反应路径沿程水化学演化特征  75-77
    3.1.3 可能矿物相和约束变量的确定  77-78
    3.1.4 反应路径模拟结果  78-80
  3.2 地下水溶质运移模型  80-88
    3.2.1 概念模型  80-81
    3.2.2 数学模型  81-82
    3.2.3 模型的识别和验证  82-88
  3.3 本章小结  88-89
第四章地下水水质实时预报原理  89-112
  4.1 水流模型MF2K  89-100
    4.1.1 模型简介  89
    4.1.2 模型基本原理  89-93
    4.1.3 输入文件  93-99
    4.1.4 输出文件  99-100
  4.2 溶质运移模型MT3DMS  100-110
    4.2.1 模型简介  100-101
    4.2.2 模型基本原理  101-104
    4.2.3 输入文件  104-109
    4.2.4 输出文件  109-110
  4.3 本章小结  110-112
第五章下辽河平原地下水水质实时预报系统  112-154
  5.1 系统需求分析  112-114
    5.1.1 功能需求分析  112-113
    5.1.2 数据需求分析  113
    5.1.3 性能需求分析  113-114
  5.2 系统结构、设计及开发模式  114-117
    5.2.1 类三层结构  114
    5.2.2 系统总体结构  114-115
    5.2.3 系统功能设计  115
    5.2.4 系统界面设计  115-116
    5.2.5 系统开发模式  116-117
  5.3 水流实时预报功能开发  117-139
    5.3.1 模型构建基础  117
    5.3.2 模型运行流程  117-119
    5.3.3 模型功能开发  119-139
  5.4 水质实时预报功能开发  139-149
    5.4.1 模型构建基础  139-140
    5.4.2 模型运行流程  140-141
    5.4.3 模型功能开发  141-149
  5.5 系统应用  149-153
    5.5.1 快速预报操作过程  150
    5.5.2 模型预报结果  150-153
  5.6 本章小结  153-154
第六章结论与展望  154-156
  6.1 结论  154-155
  6.2 创新点  155
  6.3 展望  155-156
参考文献  156-164
攻读博士期间发表的学术论文  164-166
致谢  166-168
导师及作者简介  168

下辽河平原地下水水质实时预报模型研究

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