本文關(guān)鍵詞：基于FEFLOW與GIS技術(shù)的山西工礦區(qū)地下水動(dòng)態(tài)研究

  更多相關(guān)文章： 工礦區(qū) 地下水 FEFLOW模型 流場(chǎng) 水位

【摘要】：山西之長(zhǎng)在煤,山西之短在水,作為煤炭大省,山西長(zhǎng)期以來(lái)飽受水問題困擾。如何應(yīng)對(duì)缺水問題,是山西當(dāng)下迫切需要解決的問題之一,其中工礦區(qū)地下水文過程機(jī)理仍是尚待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。工礦區(qū)地下水系統(tǒng)由于長(zhǎng)期以來(lái)受采礦活動(dòng)的干擾,以及水資源的過度開發(fā),其地下水水量大幅減少和水位持續(xù)下降,地下水自然賦存環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞,并改變了其補(bǔ)徑排規(guī)律,造成水體污染嚴(yán)重與地面塌陷等生態(tài)環(huán)境問題日漸突出。針對(duì)工礦區(qū)水資源短缺與水環(huán)境惡化等問題,本研究以典型工礦區(qū)—山西晉祠泉域?yàn)檠芯繀^(qū),通過解析氣象、水文、地貌等自然條件,以及土地利用類型、開采現(xiàn)狀、灌溉水平、地下水開采等社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件,以降水量、地下水水位等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,結(jié)合地下水變化對(duì)其含水層結(jié)構(gòu)進(jìn)行概化,建立工礦區(qū)水文地質(zhì)概念模型及數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,聯(lián)合應(yīng)用GIS技術(shù)和FEFLOW模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)源匯項(xiàng)及水文地質(zhì)參數(shù)的數(shù)值輸入,構(gòu)建工礦區(qū)地下水三維數(shù)值模型,并進(jìn)行預(yù)設(shè)四種不同情境下工礦區(qū)地下水動(dòng)態(tài)的模擬預(yù)測(cè),從而定量評(píng)價(jià)采礦活動(dòng)對(duì)其所產(chǎn)生的影響,揭示采礦活動(dòng)對(duì)地下水系統(tǒng)的影響機(jī)制。研究得出：(1)以2008年地下水監(jiān)測(cè)水位值作為初始水位,進(jìn)行模型識(shí)別校驗(yàn)與參數(shù)微調(diào)。校驗(yàn)后研究區(qū)模擬與監(jiān)測(cè)水位擬合效果較好,參數(shù)賦值和模型結(jié)構(gòu)均合理,模擬結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確,所構(gòu)建的工礦區(qū)三維模型精度滿足研究需要,且符合實(shí)際情況,可進(jìn)行工礦區(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化模擬預(yù)測(cè)等工作。(2)運(yùn)用因子變換法對(duì)開采強(qiáng)度進(jìn)行參數(shù)靈敏性分析,定量評(píng)價(jià)地下水水量水位對(duì)于采礦活動(dòng)的敏感程度。各監(jiān)測(cè)井敏感系數(shù)絕對(duì)值多位于0.2-1.2之間,平均敏感系數(shù)高達(dá)0.82,根據(jù)敏感性分級(jí),可判定敏感等級(jí)為第Ⅲ級(jí),地下水水位水量對(duì)采礦活動(dòng)具有很高的敏感性,甚至是極為敏感,開采強(qiáng)度對(duì)研究區(qū)地下水動(dòng)態(tài)影響較大。(3)將2008-2018年作為預(yù)測(cè)期,對(duì)預(yù)設(shè)四種不同情境下地下水動(dòng)態(tài)進(jìn)行模擬。結(jié)果表明,當(dāng)開采強(qiáng)度降低10%、30%、50%時(shí),地下水整體流場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)沒有大的變化,在研究區(qū)中西部地區(qū)仍然存在明顯的地下水位低值中心,形成地下水降落漏斗,但在開采強(qiáng)度下降30%、50%時(shí),漏斗中心水位值明顯出現(xiàn)回升趨勢(shì)。均衡分析結(jié)果表明,當(dāng)開采強(qiáng)度保持現(xiàn)狀或降低10%時(shí),地下水系統(tǒng)仍然處于負(fù)均衡狀態(tài),補(bǔ)給量小于排泄量；當(dāng)開采強(qiáng)度降低30%時(shí),系統(tǒng)轉(zhuǎn)為正均衡狀態(tài),且正均衡狀態(tài)隨著開采強(qiáng)度降低而持續(xù)發(fā)展,地下水水量大幅度增加,水位明顯回升。本研究揭示了礦區(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,解析了采礦活動(dòng)對(duì)地下水系統(tǒng)的影響,可為有效遏制工礦區(qū)水環(huán)境惡化、確保工礦區(qū)水安全提供強(qiáng)大的科技支撐,為山西工礦區(qū)乃至類似礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供借鑒與參考。
【關(guān)鍵詞】：工礦區(qū) 地下水 FEFLOW模型 流場(chǎng) 水位
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P641.8;P208
【目錄】：

• 中文摘要8-10
• ABSTRACT10-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 目的意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展14-20
• 1.2.1 水文過程模擬進(jìn)展14
• 1.2.2 地下水模擬研究進(jìn)展14-16
• 1.2.3 FEFLOW地下水?dāng)?shù)值模擬研究進(jìn)展16-19
• 1.2.4 工礦區(qū)地下水模擬研究進(jìn)展19-20
• 1.3 研究?jī)?nèi)容20
• 1.4 研究方法20-23
• 第二章 研究區(qū)概況23-27
• 2.1 自然地理概況23-26
• 2.1.1 地理位置23
• 2.1.2 地形地貌23
• 2.1.3 氣象氣候23
• 2.1.4 河流水系23-24
• 2.1.5 區(qū)域水文地質(zhì)條件24-26
• 2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況26-27
• 第三章 工礦區(qū)地下水?dāng)?shù)值模型構(gòu)建27-43
• 3.1 水文地質(zhì)概念模型的構(gòu)建27-28
• 3.1.1 含水層結(jié)構(gòu)27
• 3.1.2 邊界條件27-28
• 3.2 數(shù)學(xué)模型28
• 3.3 工礦區(qū)地下水?dāng)?shù)值模型構(gòu)建28-35
• 3.3.1 網(wǎng)格剖分28-29
• 3.3.2 3D模型構(gòu)建29-30
• 3.3.3 時(shí)間離散30
• 3.3.4 初始條件30-31
• 3.3.5 水文地質(zhì)參數(shù)分析31-32
• 3.3.6 源匯項(xiàng)賦值32-35
• 3.4 模型校驗(yàn)35-43
• 3.4.1 地下水流場(chǎng)擬合36-37
• 3.4.2 監(jiān)測(cè)井水位分析37-41
• 3.4.3 均衡分析41
• 3.4.4 參數(shù)賦值41-43
• 第四章 工礦區(qū)地下水模型參數(shù)敏感性分析43-49
• 4.1 地下水水位敏感程度分析44-46
• 4.2 地下水水量敏感程度分析46-49
• 第五章 不同情境下工礦區(qū)地下水動(dòng)態(tài)模擬預(yù)測(cè)49-57
• 5.1 地下水流場(chǎng)預(yù)測(cè)50-53
• 5.2 地下水水位預(yù)測(cè)53-56
• 5.3 地下水均衡預(yù)測(cè)56-57
• 第六章 結(jié)論57-59
• 6.1 結(jié)論57
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)57-59
• 第七章 存在問題與展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果67-68
• 致謝68-69
• 個(gè)人簡(jiǎn)況及聯(lián)系方式69-70
• 承諾書70-71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 黃清華;張萬(wàn)昌;;SWAT模型參數(shù)敏感性分析及應(yīng)用[J];干旱區(qū)地理;2010年01期

2 李雪艷;梁立章;聶大鵬;;基于FEFLOW傍河水源地地下水?dāng)?shù)值模擬[J];東北水利水電;2012年08期

3 王赫生;李燕;龔健師;徐智敏;孫亞軍;;基于大型放水試驗(yàn)的礦區(qū)流場(chǎng)演化規(guī)律模擬研究[J];煤炭工程;2012年12期

4 翟遠(yuǎn)征;王金生;蘇小四;左銳;;地下水?dāng)?shù)值模擬中的參數(shù)敏感性分析[J];人民黃河;2010年12期

5 張俊華;于福榮;李志萍;;FEFLOW在黃龍工業(yè)園地下水?dāng)?shù)值模擬中的應(yīng)用[J];人民黃河;2011年06期

6 高衛(wèi)東;孟磊;張海榮;馮啟言;;FEFLOW軟件在地下水動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J];上海地質(zhì);2008年04期

7 韓宇平;許拯民;蔣任飛;;銀川平原地下水流的數(shù)值模擬[J];西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年12期

8 陳利群;劉昌明;袁飛;;大尺度資料稀缺地區(qū)水文模擬可行性研究[J];資源科學(xué);2006年01期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 殷丹;山西省晉祠泉復(fù)流條件研究[D];吉林大學(xué);2007年

2 王迎迎;北京市平原區(qū)地下水回灌數(shù)值模擬研究[D];清華大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：677111