陈崇希老师地下水流模型设计会议文件

咿呀咿呀

时间地点：  2012年11月16日---11月19日     北   京   （时间安排：第一天报到、授课三天）          联系人：许老师13161880019      E_mail：zjpxuqing@163.com
    数值模型设计及应用课程大纲
        一、数值模型设计主要步骤        1.1明确目标任务                1.2水文地质资料搜集  
1.3水文地质概念模型的建立（在§1.2重点分析）
1.4数学模型的建立              1.5数值模型的建立 (在§1.3详细分析)      
1.6数值模拟预测 (在§1.4阐述)
        二、水文地质概念模型的设计
                2.1模型基本类型的论证
（1）建模维数问题及其不同意见——实例群1
        (1) 建立盆地-流域级模型的维数问题存在种种不同见解：
        (2)笔者认为*：
        ①实际区域地下水流基本上都属于三维流
②三维流问题，只要含水层和弱透水层的渗透系数相差两个数量级以上，即可用准三维模型刻画吗
        ③二维模型能正确地确定可持续开采量吗
        ④区域水平尺度/垂向尺度影响建模维数
        ⑤资料少先建二维模型
        [例1-1]柳林泉域岩溶水流的模型
        [例1-2]天桥泉域岩溶地下水流模型
        [例1-3]含混合抽水井孔的三维流问题，因故降为二维流模型。
        [例1-4] 郑州黄河滩地三个含水层混合抽水试验确定分层水文地质参数
        [例1-5]由于三维的初始水头分布资料不足而只好建立二维流模型或准三维模型。
        [例1-6]二元结构含水系统的地下水流模型——二维流模型？
        [例1-7]慎做剖面二维流模型
（2）模型稳定/不稳定流问题
2.2 模型空间范围-边界的划定
（1）模型空间范围必需包括“目标研究区”
（2）“目标研究区”的人为第一类边界必需外扩——实例群2
        [例2-1]湖北咸宁温泉模型【上世纪80年代中后期】
        [例2-2]比利时地调所做的《上海地面沉降模拟》
（3）模拟区扩大到自然边界——实例群3
        [例3-1]北海市禾塘村水源地模型:西、北界推至海边界［1986-1988］
        [例3-2]海南岛洋浦港水源地模型:西、北界推至海边界,南至断层隔水边界
        [例3-3] 烟台夹河地区地下水开采-海水入侵模型   
        [例3-4] 运城市第四系孔隙水模型：东南边界外推至中条山分水岭［1988-1990］
        [例3-5] 文英湖模型：目标研究区外套一个大区模型（水文地质单元）1993)
        [例3-6]苏勒河流域模型：北边界外推至北山分水岭且三盆地合为一个大模型
        [例3-7] 毛里塔尼亚伊迪尼水源地：数值-解析模型［1977-1978;１９８０］
        [例3-8]府谷-铁匠铺水源地模型的S、N的边界(Chen Chongxi、Peng Zaifeng
（4）模拟区扩大到预测期内不至明显改变水头或流量的人为边界处——实例群4
        [例4-1]孝感市第四系地下水流模型（1992-1993）（准三维流模型）
        [例4-2]苏勒河流域西边界
        [例4-3] 天桥泉域模型E、W的边界［Chen Chongxi,1996］
（5）尽量减少人为边界对重点研究区的预测带来不利影响——实例群5
        [例5-1]苏州市地下水开采-地面沉降模型（长江等边界）
        [例5-2] 洛河水源地模型：边界反映[1987-1989]
        [例5-3] 中关铁矿排水模型设计：目标区数值模型-外套一个区域解析模型
        [例5-4] 莱芜铁矿谷家台铁矿区模型
（6）正确建立滨海含水系统模型的海向边界条件——实例群6
        [例6-1] 北海市禾塘水源地模型[1986~1988北海报告，陈1993，Chen 1990，]            
        [例6-2] 海南岛洋浦港地下水流模型
        [例6-3] 烟台夹河区地下水开采-海水入侵模型[1997～1999]
        [例6-4]山东龙口滨海区地下水开采-海水入侵模型
        [例6-5]上海或长江三角洲地区的地下水模型
（7）垂向范围的划定——实例群7
        [例7-1] 某流域地下水流模型
        [例7-2] 长江三角洲地面沉降模型：以潜水位为其顶面水头已知边界条件
        [例7-3] 关于三维流模型的底面边界条件问题的讨论[苏州]
（8）几个理论模型问题——实例群8
        [例8-1] Toth理论引例
        [例8-2] 可以把无限含水层中的抽水设计为一半径为Ｒ的圆岛模型吗?
        三、数值模型的建立        3.1 含水系统模拟层的划分与分区
        （1）岩性剖面图           （2）孔隙含水系统划分为偶数层
        （3）划分的总层数问题     （4）分层方法
        3.2 格／结点（剖分）设计
        （1）模型平面边界线       （2）平面非均质界线
        （3）三维流模型的垂向设置 （4） 抽水井(点井)
        （5） 自流井              （6） 水平井
        （7）泉点／矿坑突水点     （8）地下水观测孔：
        （9） 河流：              （10） 潜水浅埋蒸发区：
        （11） 面状抽水井群       （12） 三角形单元的剖分的要求：
        （13）格/结点距离的要求
3.3 时间步长                   3.4 各格/结点给定参数值
3.5 边界条件                   3.6 初始条件
3.7 水文地质模拟要素的梳理及选择模拟软件或自编程序
3.8 模型识别
        （1）模型识别两原则——实例群9、
        [例9-1］柳州岩溶水模型
        [例9-2］陕西渭北东部岩溶水资源数值模型
        （2）初始条件问题：s0法和P-H0法——实例群10
        [例10-1］：山西运城市地下水管理模型（1988-1991），
        [例10-2］：地下水开采-地面沉降数值模拟研究及防治对策研究——以苏州市为例
        [例10-3]：某矿区利用所有观测孔的水头数据绘制等水头线，其结果竟然全区地下水
          A、插值法        B、稳定流模拟法  
        C、观测孔作为第一类边界的稳定流模拟法
        D、s0法（s=0法）E、参数–初始水头迭代法（P-H0法）  
        （3）模型识别方法及注意问题
        A、模型识别方法及识别的目标  
        B、模型识别中的几个问题
        ⑴ 抽水初期的数值模拟结果不宜拟合求参数
        ⑵ 降雨入渗补给系数大于1
        ⑶ 河水单位长度入渗补给量
        ⑷ 不允许潜水位高于地面
        ⑸ “拟合情况良好，说明所建模型可靠”
        ⑹“每个参数分区至少应有一个观测孔”吗？
        ⑺ 拟合参数，不要一个孔、一个孔地分析
        ⑻ 拟合分析-调整参数是系统工程
        ⑼ 不宜稳定流拟合
        ⑽ 把握流场特征
        ⑾ 不存在某时刻平面等水头线的拟合
        ⑿ 地下水模拟要素的模拟方法的失真
     （4）“拟合总是不佳”的分析
        A、1．所建基本模型的类型与实际条件不符  、
        B、地下水要素的模拟方法失真或仿真性不佳
        C、输入数据的系列长度及其可靠性问题
        D、模拟者的学术技术素质、责任心问题
      （5）灵敏度分析      （6）模型检验
        四、预测模型若干问题——实例群11        4.1．概述                          4.2  预测的初始条件
4.3．无压流导水系数T的动态设定    4.4  无压流重力给水度的动态设定
4.5．预测模型中“等效参数”的处理
        ［例11-1］北海市禾塘村水源地模型(1986～1988)
4.6．预测模型边界条件问题 （在§6.4中分析）
        ［例11-2］河南洛河上游傍河水源地
4.7  预测模拟的预测时间问题        
4.8  地下水可持续开采量的数值模拟问题
        ［例11-3］黑河中游地区地下水流预测模拟［胡陈2011］
        五、关于基岩含水系统建模的特殊问题        5.1. 基岩含水系统分层问题        
5.2.断层问题
        ①分层问题  ②结点设置问题
5.3.溶管道渗透系数的赋值问题     5.4.降深预测模型中渗透系数的赋值问题,
5.5.Darcy流岩溶泉问题
5.6.热水深观测孔水位的拟合问题, (在第8章中分析)
5.7.第三系粘土-粉砂岩可否作为隔水层处理得慎重问题, (在第8章中分析)
        六、数值模型水文地质勘查等若干问题        6.1非完整河河床岩性结构渗透系数的获取：
6.2非完整河傍河抽水试验的设置（带观测孔）
6.3地下水浅埋强蒸发区地形标高数据
6.5设置沿河的水位观测站甚至流量观测
6.6泉口标高的测量
6.7采用解析方法预先进行模型识别——实例群12
        [例12-1] 莱芜铁矿抽水试验(带若干观测孔)
        [例12-2] 山东淄河傍河抽水试验
6.8水文地质勘查设计书应提出拟建的水文地质概念模型
6.9抽水试验设计
        （1）主井位置的选择            （2）观测孔的布置
        （3）抽水试验前水位动态的观测  （4）抽水试验流量设计