gms地下水数值模拟

课后作业

（请把几次作业装订成册）

要求：1、独立完成；2、答题要求正确运用所学本课程知识，同时联系实际进行分析；

3、 逻辑清晰，内容完整，文字流畅；4、抄袭、雷同均记0分。

第一次 （小论文）:

请查阅国内外文献，就地下水数值模拟在专业领域内的前沿或应用状况写一篇读书报告并作相关评述。

第二次：

叙述用数值模拟进行地下水资源评价的方法步骤，并阐述用数值模拟进行地下水资源评价时对水文地质资料的要求。 第三次：

参照教材算例，运用所学计算机编程语言完成第16页 第1题或2题（选做），给出程序和计算结果。 第四次：

1．考虑无垂向补给、排泄、均质、各向同性、等厚的二维承压非稳定流动问题，并且边界条件为第一类，渗流区为矩形，即可用下述定解问题描述

???2H?2H?0?x?at?0?H??T?????2s2?0?y?b?x?y?t???0?x?a????H?Hx,yt?00?0?y?b??Hx?0?1?y,t?Hx?a??2?y,t?t?0?HY?0??1?x,t?Hy?b??2?x,t?t?0??请运用有两种方法（一是用差商代替微商，将地下水流微分方程

问题转化为差分方程；二是直接由达西定律和水均衡原理出发建立地下水流差分方程）分别建

中国地质大学 研究生课程论文封面

地下水数值模拟模型建立的一般步骤

课程名称：地下水数值模拟 教师姓名： 研究生姓名： 研究生学号： 研究生专业： 所在院系： 类别： B.硕士 日期： 2014 年12月31日

评语

对课程论文的评语： 平时成绩： 总成绩： 课程论文成绩： 评阅人签名： 注：1、无评阅人签名成绩无效；

2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；

3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。

摘要

随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，水资源的供需矛盾日渐突出，大量开采地下水，产生了诸多的地质环境问题，如区域水位大幅下降，漏斗不断扩大，产生地面沉降、塌陷、水质恶化、泉水干涸等问题。因此对地下水资源的合理开发利用提出了更高的要求，即要从定量角度对地下水资源进行预测和评价，建立合理的开发利用方案。但水文地质条件客观的复杂性，限制了用地下水动力学中建立的解析法解决问题的广泛性。于是，70年代初以来，随着电子计

地下水数值模拟任务、步骤及常用软件

1 地下水模拟任务

大多数地下水模拟主要用于预测，其模拟任务主要有4种： 1)水流模拟

主要模拟地下水的流向及地下水水头与时间的关系。 2)地下水运移模拟

主要模拟地下水、热和溶质组分的运移速率。这种模拟要特别考虑到“优先流”。所谓“优先流”就是局部具有高和连通性的渗透性，使得水、热、溶质组分在该处的运移速率快于周围地区，即水、热、溶质组分优先在该处流动。

3)反应模拟

模拟水中、气-水界面、水-岩界面所发生的物理、化学、生物反应。 4)反应运移模拟

模拟地下水运移过程中所发生的各种反应，如溶解与沉淀、吸附与解吸、氧化与还原、配合、中和、生物降解等。这种模拟将地球化学模拟(包括动力学模拟)和溶质运移模拟(包括非饱和介质二维、三维流)有机结合，是地下水模拟的发展趋势。要成功地进行这种模拟，还需要研究许多水-岩相互作用的化学机制和动力学模型。

2 模拟步骤

对于某一模拟目标而言，模拟一般分为以下步骤： 1)建立概念模型

根据详细的地形地貌、地质、水文地质、构造地质、水文地球化学、岩石矿物、水文、气象、工农业利用情况等，确定所模拟的区域大小，含水层层数，维数(一维、二维、三维)，水流状态

地下水数值模拟任务、步骤及常用软件1地下水模拟任务

大多数地下水模拟主要用于预测，其模拟任务主要有4种：

1)水流模拟

主要模拟地下水的流向及地下水水头与时间的关系。

2)地下水运移模拟

主要模拟地下水、热和溶质组分的运移速率。这种模拟要特别考虑到“优先流”。所谓“优先流”就是局部具有高和连通性的渗透性，使得水、热、溶质组分在该处的运移速率快于周围地区，即水、热、溶质组分优先在该处流动。

3)反应模拟

模拟水中、气-水界面、水-岩界面所发生的物理、化学、生物反应。

4)反应运移模拟

模拟地下水运移过程中所发生的各种反应，如溶解与沉淀、吸附与解吸、氧化与还原、配合、中和、生物降解等。这种模拟将地球化学模拟(包括动力学模拟)和溶质运移模拟(包括非饱和介质二维、三维流)有机结合，是地下水模拟的发展趋势。要成功地进行这种模拟，还需要研究许多水-岩相互作用的化学机制和动力学模型。

2模拟步骤

对于某一模拟目标而言，模拟一般分为以下步骤：

1)建立概念模型

根据详细的地形地貌、地质、水文地质、构造地质、水文地球化学、岩石矿物、水文、气象、工农业利用情况等，确定所模拟的区域大小，含水层层数，维数(一维、二维、三维)，水流状态(稳定流和非稳定流、饱和流和非饱和流)，介质状况(均质和非

一、名词解释

1、水资源：存在于地球表层可供人类利用的水量，包括河流、湖泊及600m深度以内含水层中的淡水。

2、地表水资源：可供利用的地表水量,多年平均径流量表示。 3、地下水资源：存在于地壳表层可供人类利用的地下水量。

4、地下水文学：是研究地下水的形成、运动、量和质、开发利用以及管理的一门学科。 5、地下水：埋藏在地表以下岩石（包括土层）的空隙（包括孔隙、裂隙、岩溶）中的各种状态的水。

6、结合水：受到固相表面引力大于其自身重力的那部分水。 7、重力水：能在重力影响下发生运动的自由水。

8、持水性：岩土在重力作用下仍能保持一定水量的性能。

9、成岩裂隙：是岩石在成岩过程中受内部应力作用而产生的原生裂隙。

10、风化裂隙：暴露于地表的岩石，在温度变化和水、空气、生物等风化营力作用下形成的裂隙。

11、潜水：是指地表以下埋藏在饱水带中第一个具有自由水面的重力水。 12、构造裂隙：是在地壳运动过程中，岩石在构造应力作用下产生。

13、给水性：含水岩土在重力作用下能自由释出一定水量的性能，称为给水性。 14、地下水：是通过补给与排泄两个环节参与自然界的水循环 。 15、补给：含水层或含水系统从外界获得水量的过程 。 16、排泄：含水层或含水系统

地球物理仪器报告—

地下水探测

姓名：刘兴兵 班级：076081—24 学号：20081003563

地下水探测

概念

地下水（ground water）是存在于地壳岩石裂缝或土壤空隙中的水。 广泛埋藏于地表以下的各种状态的水，统称为地下水。大气降水是地下水的主要来源。 根据地下埋藏条件的不同，地下水可分为上层滞水、潜水和自流水三大类。 上层滞水是由于局部的隔水作用，使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体。潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水，通常所见到的地下水多半是潜水。当潜水流出地面时就形成泉。自流水是埋藏较深的、流动于两个隔水层之间的地下水。这种地下水往往具有较大的水压力，特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时，隔层中的水体要承受更大的水压力。当井或钻孔穿过上层顶板时，强大的压力就会使水体喷涌而出，形成自流水

循环结构地下水作为地球上重要的水体，与人类社会有着密切的关系。地下水的贮存有如在地下形成一个巨大的水库，以其稳定的供水条件、良好的水质，而成为农业灌溉、工矿企业以及城市生活用水的重要水源，成为人类社会必不可少的重要水资源，尤其是在地表缺水的干旱、半干旱地区，地下水常常成为当地的主要供水水源。据不完全统计

一、名词解释

1、水资源：存在于地球表层可供人类利用的水量，包括河流、湖泊及600m深度以内含水层中的淡水。

2、地表水资源：可供利用的地表水量,多年平均径流量表示。 3、地下水资源：存在于地壳表层可供人类利用的地下水量。

4、地下水文学：是研究地下水的形成、运动、量和质、开发利用以及管理的一门学科。 5、地下水：埋藏在地表以下岩石（包括土层）的空隙（包括孔隙、裂隙、岩溶）中的各种状态的水。

6、结合水：受到固相表面引力大于其自身重力的那部分水。 7、重力水：能在重力影响下发生运动的自由水。

8、持水性：岩土在重力作用下仍能保持一定水量的性能。

9、成岩裂隙：是岩石在成岩过程中受内部应力作用而产生的原生裂隙。

10、风化裂隙：暴露于地表的岩石，在温度变化和水、空气、生物等风化营力作用下形成的裂隙。

11、潜水：是指地表以下埋藏在饱水带中第一个具有自由水面的重力水。 12、构造裂隙：是在地壳运动过程中，岩石在构造应力作用下产生。

13、给水性：含水岩土在重力作用下能自由释出一定水量的性能，称为给水性。 14、地下水：是通过补给与排泄两个环节参与自然界的水循环 。 15、补给：含水层或含水系统从外界获得水量的过程 。 16、排泄：含水层或含水系统

针对土壤和地下水污染的现状，许多国家已采取或正在采取相应的防护措施，使得地下水修复技术成为现在国际环境领域研究的一个热点问题之一。 地下水的主要修复方法包括：

原位修复：监控条件下的自然衰减法（MNA）、渗透性反应强（PRB）； 异位修复：抽出处理法（P&T)

MNA

优点是污染物最终能转化成无毒的副产物、无须人为介入、不会涉及到废物的重新产生或迁移、费用低廉、克服机械化修复设施所带来的局限。

缺点是进行长期监测并负担相关费用、时间很长；受当地水文地质条件的自然变化及人为因素的影响；有利的水文和地球化学条件可能随着时间而发生变化，从而导致曾经稳定化了的污染物重新发生迁移；对修复成果产生负面影响；含水层的各向异性可能是场地特征复杂化；生物降解的中坚产物可能比原来的化合物更毒。 P&T

抽取处理法(Pump and Treat，P&T)是最早使用、应用最广的传统经典方法，从污染场地抽出被污染的水，并用洁净的水置换，同时对抽出的水加以处理。需要注意的是，必须把对抽取处理系统的监测作为修复措施整体必不可少的组成部分，监测系统的运行状态。处理后的地下水可直接使用，或者回灌以稀释受污染水体、冲洗含水层，加速地下水的循环流动。

该方法存在操作繁琐、时间长

水文监测网布设、维护与管理

第一章 概述

第一节 地下水监测 第二节 地下水监测内容 第三节 地下水监测站分类

第四节 地下水监测站布设要求、原则 第五节 地下水监测站维护、管理

第二章 基本监测站

第一节 概念与分类

第二节 基本监测站的监测任务和目的 第三节 基本监测站布设原则与要求 第四节 基本监测站的维护与管理

第三章 统测站

第一节 概念与分类

第二节 统测站的监测任务和目的 第三节 统测站布设要求与原则 第四节 统测站的维护与管理

第四章 试验站

第一节 概述

第二节 试验站的监测任务和目的 第三节 试验站布设要求与原则 第四节 试验站的维护与管理

第五节 试验站的现状与发展 第六节 应用举例

第五章 高程测量 第一节 概述

第二节 平原区高程测量

第三节 山区或地形起伏较大的地区高程测量

第一章 水文地质监测

第一节 地下水监测

水是人类生存和发展所依赖的自然资源，在水资源日益短缺的今天显得更加宝贵。其中地下水作为重要的供水水源，在饮用、市政、工业、农业等方面在人类生活、国民经济建设和社会发展中发挥着重要的作用。调查地下水分布和形成的客观规律重要的目的，首先在于如何合理开发和持续利用地下水资源。在地下水资源贫瘠的地方，我们要

基于王浩铁矿的矿坑充水因素分析及地下水数值模拟研究

摘要：本文通过分析王浩铁矿矿坑水文地质条件，研究了矿坑充水的各种因素，并依据有限差分法，利用modflow数值模拟软件建立地下水数值模型，运用该模型预测了标高-325m、-350m、-400m中段的矿坑涌水量，预测结果合理，为矿区排污口设置提供了科学依据。

关键词：王浩铁矿；矿坑涌水量；充水因素；数值模拟

中图分类号：tf521 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）07

王浩铁矿位于江苏省海门市王浩乡、正余乡境内，周围被花岗岩体所包围，属于大型磁铁矿床。该矿曾进行过多期水文地质勘探工作，基本查明了矿区水文地质条件。矿区面积约1.38km2，开采标高为-300m至-580m。近期，矿山准备进行深部开拓，需要进一步查明王浩铁矿矿区水文地质条件及矿坑充水因素，并结合今后矿山开发，预测矿区排水量。 1.矿区地质概况 1.1地层

寒武系中下统（∈1+2）：为一套白色、乳白（局部浅灰）色大理岩地层，600m以下为灰～深灰色（少量黑色），粒状变晶结构，不等粒镶嵌结构，块状及条带状构造；新近系（n）：棕色、棕黄色黏土，砂质、钙质黏土及含铁锰质结核黏土，夹细砂、黏土质砂透镜体，底部为含砾黏