非线性地下水系统分析动态数值模拟及预测 ——以海拉尔油田乌贝研究区为例

作     者：陶占盛 

作者单位：长春工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王新民

授予年度：2012年

学科分类：081803[工学-地质工程] 07[理学] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 070102[理学-计算数学] 0701[理学-数学] 

主      题：地下水系统 数值模拟 GMS MODFLOW 动态预测 

摘      要：地下水资源是农业、工业及生活用水的重要来源。随着经济的迅速发展、人口的增加以及工业农业的发展,人类对地下水的开采也急剧增加。地下水大量超采形成水位持续下降、地下水水质不断恶化。引起地下漏斗、地面沉降以及区域生态退化等问题,严重影响了区域经济与社会可持续发展。为保证水资源与经济的协调发展,用现代的科学的方法对地下水系统的数值模拟以及预测是具有十分重要的意义。对加强地下水资源的管理以及政府部门制定地下水资源保护政策做出科学合理的依据。 本文在深入了解有关地下水系统数值模拟研究进展的基础上,根据海拉尔油田水文地质、环境地质、地下水形成条件数据和资料,进行综合水文地质研究。利用GMS+FEFLOW应用软件,及克立格法（Kriging）、自然邻近法对研究区地质结构进行了计算,得到研究区地质结构图。根据研究区水文地质勘探资料,建立了水文地质概念模型,并对研究区域边界进行了定量概化。建立了反映研究区地下水动态变化规律的微分方程,确定了定解条件。采用基于GMS平台的MODFLOW三维有限差分地下水流动计算软件对微分方程进行求解。利用参数估计的方法对地下水流运动数值模型进行识别和参数反演。并利用已有观测数据对数值模型进行了验证。验证计算结果与观测结果拟合效果满足计算精度要求,由此可认定,地下水流运动数值模型可以正确地模拟研究区域地下水流运动的一般规律,从而对研究区域地下水位进行预测。 本文还对研究区域做了水均衡计算,对地下水资源进行评价。以及研究区域富水性区域划分,根据国家标准和石油工业相关标准规范,进行了研究区地下水水质特征分布规律研究。 最后论文在研究的基础上给出了海拉尔油田乌贝研究区域地下水系统分析的结论。结论与前期水文地质勘探基础研究所得到的认识基本一致,而且更精确、直观的反映了研究区域的地下水系统。对当地的水资源保护、油田稳产供水、经济的协调发展具有深远的意义和切实的利用价值。