地下水资源评价

目录 一、水文地质条件简要分析    2 二、水文地质概念模型    3 三、地下水流模型的建立及对地下水流场特征进行分析    3 （一）数学模型    3 1.控制方程潜水：    3 2.承压水控制方程：    3 （二）软件选取与应用    4 1.用PMWLN创建模型网络    4 2. 定义含水层类型    4 3. 定义边界条件    4 4. 模型几何参数赋值    5 5. 时间及空间参数赋值    6 6.执行水流模拟    8 7. 子区水均衡计算    9 8. 结果输出    9 四、天然条件下地下水资源评价    9 五、不同开采条件下地下水资源评价    11 （一）第一方案：潜水层单一开采井    11 1.布井原则    11 2.布井方案    11 3.开采后流场分析    11 4.开采后水均衡流场分析    12 5.可开采量分析    13 （二）第而方案：潜水层两口开采井    13 1.布井原则    13 2.布井方案    13 3.开采后流场分析    13 4.开采后水均衡流场分析    14 5.可开采量分析    15 六、综合评价    15 地下水资源评价数值法报告 一、水文地质条件简要分析 研究区为一河间地块，左右两边的河流和渠道为定水头边界，南北两处是隔水边界，根据渗透性的差异将本区分为潜水含水层和承压含水层两个含水层，含水层间水力联系密切。 本区主要补给项为降水入渗，地下水与两侧河流有水力联系。天然条件下地下水向两侧河流排泄，开采条件下，补排关系会发生改变。 二、水文地质概念模型 1.边界：两边河流和渠道概化为定水头边界条件，H1=53m，H2=52m；南北为隔水边界。 2.空间结构：整个研究区概化为一边长2000m的正方形区域，含水层水平展布，由水平渗透性系数差异将研究区划分为上下两层，上层为潜水，下层为承压水，两层均概化为长方形，其中上层顶板标高为58.85m，底板标高48.85m；下层顶板标高为48.85m，底板标高为41.85m。 3.地下水流动特征：研究区地下水流动平缓，根据裘布依假设，潜水含水层可简化为二维流，但是由于渗透性的存在，仍用三维流进行模拟。 4.源汇项：分析均衡要素，由于地下水埋深较大，忽略地块蒸发作用；补给项有大气降水入渗补给和左右两边的河流、渠道的侧向补给；排泄项有向河流、渠道的侧向补给，及井的开采；上下含水层的越流交换属于系统内部交换。 5.水文地质参数：如下所示   性质 Kx(m/d) Kz(m/d) 第一层 潜水含水层 40 1 第二层 承压含水层 40,25左右均分 1         三、地下水流模型的建立及对地下水流场特征进行分析 （一）数学模型 1.控制方程潜水： (初始条件) (左边界条件) (右边界条件) （北边界条件） （南边界条件） （开采时的内边界的条件） 2.承压水控制方程： (初始条件) （北边界条件） （南边界条件） （二）软件选取与应用 1.用PMWLN创建模型网络 打开PMWLN，打开File菜单，选择New Model，创建新模型。打开Grid菜单，选择Mesh Size。Model Dimension对话框弹出。输入含水层的层数2，行数20、列数20，模型总长度和宽度定为2000m。点击OK。PMWIN的界面发生变化，此时显示了模型的整体网格。如图： 然后，从File菜单中选择Leave Editor或点击Leave Editor按钮退出。 2.定义含水层类型 打开Grid菜单，选择Layer Type。 为第一层选取1：Unconfined，第二层选取2：Confined/Unconfined。 3.定义边界条件 从Grid菜单中选择Boundry Condition→IBOUND(Modflow)。击鼠标右键，PMWIN显示一个Cell Value对话框。选中单元[1,1,1]，在对话框中输入-1，点击OK。计算单元[1,1,1]被定义为定水头计算单元。点击Duplication按钮，将当前计算单元的数值复制到单元格指针经过的所有计算单元。选中单元[2,1,1]，在对话框中输入0，点击OK，定义为无流量边界。将当前计算单元的数值复制到单元格指针经过的所有计算单元。结果如图： 点击Layer Copy按钮，打开层复制开关。将第一层条件复制到第二层。 点击Leave Editor按钮或从File菜单中选择Leave Editor退出定义边界条件界面。 4.模型几何参数赋值 （1）模型层的顶板高度赋值 打开Grid菜单，选择Top of Layer(Top)。PMWIN显示模型网格。打开Value菜单选择Reset Matrix。在对话框中输入58.85，点击OK。第一层的顶板高度定义为58.85。按PgDn键移至第二层。输入第二层顶板高度48.85。从File菜单中选择Leave Editor或点击Leave Editor按钮退出。 （2）模型层的底板高度赋值 从Grid菜单中选择Bottom of Layer(BOT)。输入第一层、第二层的底板标高值48.85、41.85。点击Leave Editor按钮退出。 5.时间及空间参数赋值 （1）时间参数赋值 打开Parameters菜单，输入第一应力期的长度365d。点击OK接受其它默认值。 （2）初始水头赋值 打开Parameters菜单，选择Initial Hydrolic Head。从Value菜单中选择Reset Matrix，在对话框中输入52，点击OK。将网格指针移至左上角[1,1,1]。点鼠标右键，在对话框Cell Value中输入53 从左上角向下拖动鼠标，当前计算单元中的值53将被复制到鼠标所经过的所有左侧计算单元中。到右上角，输入52，向下拖动鼠标，当前计算单元中的值52将被复制到鼠标所经过的右侧边界所有计算单元中。点击Layer Copy 按钮，打开层复制开关。按PgDn键，移至第二层。点击Leave Editor按钮，退出。 （3）导水系数赋值—水平方向 从Parameters菜单中选择Horizontal Hydraulic Conductivity。打开Value菜单，选择Reset Matrix，在对话框中输入40，点击OK。按PgDn键，移至第二层。在第二层利用多边形输入方法定义两个区，分别输入40，25。点Leave Editor按钮退出。 （4）导水系数赋值—垂直方向 从Parameters菜单中选择Vertical Hydraulic Conductivity。打开Value菜单，选择Reset Matrix，在对话框中输入1，点击OK。复制到第二层。点Leave Editor按钮退出。 （5）面状补给量的赋值 打开Models菜单，选择MODFLOW→Recharge。从Value菜单中选择Reset Matrix…，在对话框的Recharge Flux[L/T]编辑栏中输入0.00043。退出。 （6）抽水井定义与赋值 打开Models菜单，选择MODFLOW→Well。将网格指针移到需要设计抽水井的单元。点鼠标右键，输入抽水量，点击OK。负值表示抽水退出。 6.执行水流模拟 打开Models菜单，选择MODFLOW→Run.。Run Modflow对话框弹出。点击OK，开始水流模拟。 7. 子区水均衡计算 打开Tool菜单，选择Water Budget。点击Zones。3．    Value菜单打开Reset Matrix对话框，输入1，点击OK。PgDn键，移到第二层。从Value菜单中，选择Reset Matrix，输入2，点击OK。6．    点击退出按钮，退出。点击OK，获得水均衡分析数据。退出Water Budget对话框。 8.结果输出 从Tool菜单中选取Results Extractor。点击Result Type的下拉箭头按钮，选择Hydraulic Head。在Layer编辑框中输入1。点击Read按钮。点击Save按钮。Save Matrix对话框出现。在Save as Type选项中。给定文件名H1.DAT，保存文件，点击OK。重复以上步骤，保存第二层的水头计算结果H2.DAT。点击Close，关闭对话框。 从Tools菜单中选取Presentation。从Value菜单中选择Matrix。点击Load按钮。Load Matrix对话框出现。点击Open按钮，选取由Result Extractor保存下的文件H1.DAT，点击OK，H1.DAT被装入。点击OK，关闭Browse Matrix对话框。打开Option菜单，选择Environment。点击Contour标签，选中Visible复称选框，点击Restore Default按钮。点击OK，退出Environment Options对话框。从File菜单中选择Save Plot As…或Print Plot，保存或打印图形文件。点击Leave Editor按钮，然后点击Yes，退出并保存Presentation结果。