张艳林民勤盆地地下水数值模拟.ppt
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1、民勤盆地地下水时空格局分析及数值模拟研究,答辩人:张艳林 导 师:马金辉 副教授 专 业:地图学与地理信息系统,2,报告结构,1 绪论 2 研究区概况 3 地下水时空格局分析 4 民勤盆地地下水数值模拟研究 5 结论与展望,3,4,5,研究意义和选题背景,民勤盆地的生活生产很大程度上依赖于盆地地下水的开采,长时间大量超采导致了地下水位下降,引发湖泊干涸、植被死亡、沙漠化等一系列生态环境问题,已经成为当地社会经济可持续发展的重要瓶颈。 研究民勤盆地地下水的时空动态规律、定量模拟各均衡要素及地下水资源量,不仅在地下水资源规划、利用及预测方面具有管理意义,而且对于恢复盆地生态具有科学指导意义,6,研
2、究意义和选题背景,项目背景 本研究课题来源于中英水资源需求管理项目WRDMAP(UK/China Water Resources Demand Management Assistant Project,WRDMAP)石羊河流域G3案例,并受科技部支撑计划专题:典型陆地生态系统功能变化的人文因素检测(以民勤绿洲为例)项目编号2007BAC03A11-02 的支持。,7,研究进展,肖笃宁等(2006)对民勤盆地1987-2001年地下水位的时空动态进行了模拟 清华模型(清华大学和甘肃省水利水电工程勘察设计院) ,结果不理想 朱高峰,马金珠(2005)等建立了民勤绿洲的地下水数值模拟,但时间序列只有
3、一年,8,主要研究内容和技术路线,研究内容 1)基于地统计方法分析民勤盆地1999-2008年地下水的时空格局,探讨其空间异质性。 2)以时空格局分析为基础,结合地质、水文地质等资料建立2003-2008民勤盆地地下水流的数值模型,分析地下水位动态与人类活动的定量关系。,9,主要研究内容和技术路线,研究技术路线,10,报告结构,1 绪论 2 研究区概况 3 地下水时空格局分析 4 民勤盆地地下水数值模拟研究 5 结论与展望,11,研究区概况,民勤县位于甘肃省河西走廊东段北侧的石羊河下游 ,全县面积1.6万km2 ,地质构造上民勤属阿拉善台块的边缘凹陷,其东北被腾格里沙漠所包围,西北有巴丹吉林沙
4、漠环绕,中部为民勤盆地,经石羊河冲积、湖积成狭长而平坦的绿洲带,是我国典型的荒漠绿洲之一 。,12,报告结构,1 绪论 2 研究区概况 3 地下水时空格局分析 4 民勤盆地地下水数值模拟研究 5 结论与展望,13,地下水时空格局分析,数据说明 监测井 DEM,14,地下水时空格局分析,1999-2008年民勤盆地地下水埋深时空变化,15,地下水时空格局分析,地下水位最小埋深和最大埋深都呈增加趋势,最小埋深从1999年的2.2m增至2008年的3.6m;最大埋深从1999年的27.1m增至2008年的31.2m,16,地下水时空格局分析,地下水位降深图,17,地下水时空格局分析,地下水位埋深空间
5、异质性分析 近10年民勤盆地地下水空间异质在随机性尺度上几乎没有发生变化,而在结构性尺度上均发生着变化,总的空间异质性在增强且空间的最大相关距离在增大,说明整个研究区在一定尺度上的地下水资源连通性和脆弱性增加。,18,地下水时空格局分析,小结 1999-2008年10年来民勤盆地地下水埋深大幅下降,平均埋深从13.8m 降到17.2m ,平均降幅0.46m/a。 地下水埋深大的区域在逐年扩大,地下水埋深小的地区逐年缩小 研究发现区域地下水的总体空间异质性逐年减小,最大相关距离在增大,整个研究区地下水资源的连通性和脆弱性在增加。,19,报告结构,1 绪论 2 研究区概况 3 地下水时空格局分析
6、4 民勤盆地地下水数值模拟研究 5 结论与展望,20,民勤盆地地下水数值模拟研究,地下水数值模拟流程图(Visual Modflow),21,民勤盆地地下水数值模拟研究,地下水运动数学模型 有限差分求解 在研究区内用有限个离散点的集合代替连续方程的渗流区,在这些离散点上用差商近似地代替微商,将描述求解问题的偏微分方程及其定解条件转化为线性差分方程组,然后对这个方程组联立求解,获得水头变量在离散点上的近似值。,22,民勤盆地地下水数值模拟研究,模拟边界划分及边界类型的确定,概念模型建立,23,民勤盆地地下水数值模拟研究,q=C(Hb-h),流量边界的处理方法(GHB法),q为流量 C为平均渗透系
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