基于MODFLOW的锡林河汛期地下水—地表水交换的数值模拟

论文摘要

地下水和地表水通常紧密联系,了解其相互作用对河流生态系统的功能保持和水资源的可持续管理有至关重要的作用。本研究选择内蒙古自治区锡林河上游和中游的两个典型河道断面为研究对象,旨在了解春汛和夏汛期间河流廊道地下水演变趋势以及河流与地下水相互作用变化规律。基于地下水模型MODFLOW建立了年内月尺度和汛期日尺度的地下水-地表水相互作用模型。利用建立的模型探讨降水、河床坡度和渗透系数的变化对地下水-地表水作用方向和交换量的影响。主要结论如下:（1）基于MODFLOW构建了地下水-地表水转化模型,利用实测地下水位数据对模型进行识别和验证,实测值和模拟值的平均残差为0.002,标准差为0.018。表明模型具有一定的精度,可以进一步利用模型分析预测地下水-地表水相互作用规律。（2）年内月尺度（2018.4-2018.10）和汛期日尺度（2018.4.9-4.23,7.6-8.5）的试验和模拟结果均表明年内和月尺度下两个研究点河道监测孔的地下水水位变化趋势基本一致。4月-5月,地下水位缓慢下降,5月开始水位逐渐上升直到7月,8月下降后水位又呈上升趋势。汛期降雨量的变化影响地下水-地表水相互作用方向及交换量。降雨增加,地表水位迅速升高,地下水因迟滞效应几天后升高;地下水与地表水差距逐渐减小,交换量也随之减小。（3）基于地下水-地表水相互作用敏感因子,包括降水、河床坡度和渗透系数的情景分析结果表明地下水位随降雨量的增大而升高,交换量随之增大。当降雨量变化为2018年均降雨量（基准值）的0.5倍时,交换方向不发生变化;当降雨量变为基准值的0.25倍,1.25倍,1.5倍,2倍时都发生变化,均为地下水补给地表水。因无法预测地表水位随降雨量发生的变化,不能精确计算地下水-地表水交换量的变化。当河床坡度变化时,其相互作用方向不发生改变,但交换量与坡度的大小呈正相关关系。渗透系数越高,地下水位越高,其交换量也越大。研究地下水-地表水的相互作用规律,有利于实现地下水和地表水的联合调度,实现该区水资源的可持续利用。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 地下水-地表水相互作用
•     1.2.2 数值模拟
•   1.3 主要研究内容及技术路线
•     1.3.1 主要研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 第二章 研究区概况和研究方法
•   2.1 研究区概况
•   2.2 研究方法
•     2.2.1野外监测和室内实验
•     2.2.2 数学模型的构建
• 第三章 锡林河地表水-地下水相互作用模型的识别与验证
•   3.1 监测孔统计数据的拟合
•   3.2 水均衡要素组成分析拟合
• 第四章 锡林河上游和中游地下水-地表水相互作用的变化规律
•   4.1 锡林河地下水-地表水相互作用的年内变化
•   4.2 汛期锡林河地下水-地表水相互作用
•     4.2.1 汛期锡林河上游河段地下水-地表水相互作用
•     4.2.2 汛期锡林河中游河段地下水-地表水相互作用
• 第五章 地表水-地下水相互作用敏感因子的情景分析
•   5.1 降水量对地表水-地下水相互作用的情景分析
•     5.1.1 未来降水量变化的情景构建
•     5.1.2 模拟预测结果与分析
•   5.2 河床坡度对地表水-地下水相互作用的情景分析
•     5.2.1 河床坡度变化的情景构建
•     5.2.2 模拟预测结果与分析
•   5.3 渗透系数对地表水-地下水相互作用的情景分析
•     5.3.1 渗透系数变化的情景构建
•     5.3.2 模拟预测结果与分析
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 邢赟

导师: 董少刚

关键词: 地下水地表水交换,汛期,数值模拟

来源: 内蒙古大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 内蒙古大学

分类号: P333;P641.2

总页数: 65

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