一、基礎圖件和資料
用于劃分水文地質(zhì)單元,確定模型的邊界和范圍,并作為模型的工作底圖(注意底圖的比例尺和坐標的轉換和統一)。
1. 地形地貌圖;
2. 第四紀地質(zhì)圖;
3. 水文地質(zhì)圖;
4. 地下水等水位線(xiàn)及埋深圖;
5. 研究區遙感影像數據;
6. 地表數字高程模型數據(DEM);
7. 前人有關(guān)區域地下水、地表水方面的調查、勘察、研究報告及成果。
二、模型結構
為建立研究區水文地質(zhì)模型和地下水流模擬模型,首先要對研究區的地質(zhì)和 水文地質(zhì)條件加以概化,建立水文地質(zhì)概念模型(含水層和隔水層(弱透水層)的空間分布),進(jìn)而建立數值模型。
1. 盡可能多的水文地質(zhì)剖面圖(要有剖面線(xiàn)的位置);
2. 盡可能多的地質(zhì)、水文地質(zhì)鉆孔資料,深孔資料尤為重要,要有鉆孔的 名稱(chēng)、地理位置(坐標)、孔口標高、終孔深度、分層信息和巖性描述;
3. 模型范圍:最好以完整的水文地質(zhì)單元(地下水系統)作為模擬區。如 邊界太遠,可考慮模擬區范圍盡量大些,或采用模型嵌套技術(shù)。
三、模型參數
1. 潛水、承壓水含水層和弱透水層水平、垂向滲透系數(K)分區圖和值(根據巖性和抽水試驗分區);
2. 潛水含水層給水度(?)分區圖和值;
3. 承壓水含水層儲水率(Ss)分區圖和值;
4. 弱透水層(隔水層)儲水率(Ss)分區圖和值;
5. 各層有效孔隙度(此項在MODPATH中應用,MODFLOW模擬不使用)、總孔隙度(在MODFLOW模擬中不使用);
6. 各類(lèi)抽(滲)水試驗資料和成果;
四、源匯項(地下水開(kāi)發(fā)利用情況)和邊界條件
區內潛水的主要補給方式為大氣降水入滲補給、灌溉入滲補給、渠系滲漏補 給、河流側滲補給和地下水徑流補給,主要排泄方式為人工開(kāi)采、蒸散發(fā)、側向徑流、向河流排泄和越流補給承壓水。承壓水的補給來(lái)源有自北部區外的側向徑流流入和上部潛水的越流補給,排泄方式為徑流、人工開(kāi)采和頂托補給潛水。各項均換算成相應分區的開(kāi)采強度,然后分配到相應的單元格。
1. 大氣降水入滲補給量(模擬期逐月降水量、降水入滲系數及其分區);
2. 灌溉水入滲補給(回歸)量(農業(yè)灌溉分布圖,灌溉總用水量(包括地 表水)、灌溉入滲系數及其分區);
3. 渠系滲漏補給量(渠系引水量和滲漏補給系數);
4. 河水側滲補給量(河流的基本參數,如河流起點(diǎn)和終點(diǎn)的河水位、河床 底板標高、河床厚度、河床滲透系數、河流寬度等);
5. 人工回灌井分布位置、回灌層位和回灌量;
6. 潛水蒸發(fā)排泄量(逐月蒸發(fā)量,蒸發(fā)系數,潛水蒸發(fā)極限埋深分區圖);
7. 人工開(kāi)采量(水源地生產(chǎn)井、農業(yè)開(kāi)采井、其它集中開(kāi)采井和大型自備井的分布位置、開(kāi)采深度(層位)和開(kāi)采量;
8. 不使用水源地和其他集中開(kāi)采井水資源的城鎮居民的數量和用水量;
9. 工業(yè)及鄉鎮企業(yè)用水量;
10.農村人牲飲用水量;
11.模型邊界類(lèi)型劃分及流入流出量。 在前處理中必須對各個(gè)補排項進(jìn)行累計,求出其代數和。
邊界條件
邊界條件:通常以具有水文地質(zhì)意義的界面作為模型的邊界,主要有:地貌 單元的分界線(xiàn)、地層界限、阻水斷層、與地下水有水力聯(lián)系的河流,邊界很遠的 情況下可考慮通過(guò)邊界的靈敏度分析確定邊界位置。邊界條件類(lèi)型有三類(lèi):一類(lèi)邊界條件;二類(lèi)邊界條件;三類(lèi)(混合)邊界條件。
(1)潛水含水層的側向邊界概化
以常年有水的河流為界,概化為已知水頭的一類(lèi)邊界;其它邊界上水位動(dòng)態(tài)觀(guān)測井較多,故概化為已知水位的一類(lèi)邊界。
(2)承壓含水層的側向邊界概化
計算區邊界上的水位動(dòng)態(tài)觀(guān)測孔較多,故將孔隙承壓含水層邊界概化為已知水頭的一類(lèi)邊界。
(3)含水層垂向邊界概化
潛水含水層的上部邊界為水量交換邊界,有降水入滲、河道滲漏、灌溉滲漏(井灌、渠灌)和潛水的蒸發(fā)及人工開(kāi)采;下部邊界在單一含水層分布區,下面 直接與基巖接觸,為隔水邊界,如果為雙層含水層,下面有孔隙承壓水,則為越流邊界;
承壓含水層的上部邊界一般為弱透水層,承壓水可通過(guò)該層與上部潛水進(jìn)行 水量交換,為越流邊界,下部直接與相對隔水的基巖(泥巖、頁(yè)巖等)接觸,故為相對隔水邊界。
五、地下水流場(chǎng)和動(dòng)態(tài)
1.初始流場(chǎng)和模擬期末流場(chǎng); 地下水位統測數據,最好模擬期始、末各有一次統測數據,作為模型的初始流場(chǎng)和驗證流場(chǎng),要求:初始流場(chǎng)最好為枯水期末,統測數據要基本能繪制出主要含水層的流場(chǎng)等值線(xiàn)。
2.長(cháng)期觀(guān)測孔連續的水位觀(guān)測值,觀(guān)測點(diǎn)越多越好。地下水長(cháng)期觀(guān)測數據:模擬期至少要每月一個(gè)觀(guān)測數據,要有代表性和典型性,反映區域和水源地地下水動(dòng)態(tài)變化特征。反復調整數值模型的滲透系數、貯水系數,以及邊界條件數值大小,使計算流場(chǎng)圖與實(shí)測流場(chǎng)圖最為逼近,形態(tài)、趨勢基本一致。
六、規劃資料
1.區域水資源供需方面的調研報告和成果;
2.區域中長(cháng)期供水規劃。
Surfer/ArcGIS/Visual Modflow/GMS Modflow均可同時(shí)繪制地下水等水位線(xiàn)和流向。