長(zhǎng)治盆地淺層孔隙地下水流數(shù)值模擬研究.pdf

1、長(zhǎng)治盆地位于山西省東南部，濁漳河南源大部分流經(jīng)該區(qū)。區(qū)內(nèi)淺層孔隙水與地表水交換密切，是漳河上游區(qū)域中重要的孔隙水含水層子系統(tǒng)。近年來(lái)對(duì)盆地內(nèi)淺層地下水不合理的開采利用造成了部分地區(qū)地下水位持續(xù)下降、水質(zhì)污染加劇、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題。
　　首先從宏觀上確定盆地以地表水補(bǔ)給淺層孔隙水形式為主。隨后構(gòu)建河水補(bǔ)給孔隙水的砂槽模型，分別用解析解與數(shù)值解對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。解析解的分析結(jié)果與室內(nèi)觀測(cè)值之間誤差較大，主要是忽略水流垂向分速度所

2、致。數(shù)值模擬結(jié)果表明，在可信度為97％前提下，模擬水位值相對(duì)誤差最大值為0.102m，最小值為0.001m，相對(duì)誤差均值為0.023m，數(shù)值模擬的結(jié)果更接近于室內(nèi)觀測(cè)值。
　　在對(duì)盆地地質(zhì)及水文地質(zhì)條件分析的前提下，查明淺層地下水補(bǔ)徑排特性及地下水動(dòng)態(tài)類型，概化出盆地水文地質(zhì)概念模型。根據(jù)含水層巖性及經(jīng)驗(yàn)值劃分參數(shù)分區(qū)，根據(jù)水文地質(zhì)條件、降雨蒸發(fā)條件、河流補(bǔ)給排泄條件，確定數(shù)值模擬的邊界條件及源匯項(xiàng)。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建盆地非均質(zhì)各向同

3、性二維非穩(wěn)定流模型，利用2010年、2011年水位觀測(cè)資料，選取盆地內(nèi)20個(gè)典型觀測(cè)孔對(duì)模型進(jìn)行識(shí)別驗(yàn)證。識(shí)別期內(nèi)觀測(cè)井的水位擬合較好，擬合誤差＜0.50m的觀測(cè)井占總數(shù)的80％，地下水流場(chǎng)模擬值與觀測(cè)值整體上擬合較好。驗(yàn)證內(nèi)觀測(cè)井的水位擬合較好，擬合誤差＜0.66m的觀測(cè)井占總數(shù)的75％，地下水流場(chǎng)模擬值與觀測(cè)值整體上擬合較好。
　　對(duì)識(shí)別后的數(shù)值模型進(jìn)行靈敏度計(jì)算。局部靈敏度分析顯示滲透系數(shù)K值的改變對(duì)模型的靈敏度影響較大，其

4、中滲透系數(shù)的減少比增加對(duì)平均淺層孔隙地下水位的影響更大。給水度Sy值的減少同樣比增加對(duì)平均淺層孔隙地下水的位影響要大。全局靈敏度分析的結(jié)果揭示了同樣的規(guī)律，同時(shí)還表明組合參數(shù)的靈敏度并非直接疊加單參數(shù)靈敏度。
　　應(yīng)用所建模型，設(shè)定三種開采方案進(jìn)行預(yù)測(cè)，方案一顯示地下水位長(zhǎng)期的演化呈下降趨勢(shì)，且在屯留、長(zhǎng)子、郊區(qū)等地地下水水位下降明顯。方案二表明水位明顯下降區(qū)域集中分布在盆地的中北部及長(zhǎng)子縣東北部。方案三說(shuō)明增加10％的開采量對(duì)區(qū)