Modflow在長治盆地淺層地下水資源評價中的應(yīng)用

1、Modflow 在長治盆地淺層地下水資源評價中的應(yīng)用DOI：1 前言長治盆地在長期的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、采礦等的不合理的開發(fā)地下水，引起了地面沉降、水資源枯竭、水質(zhì)污染等問題。以往對長治盆地做過地下水資源的評價工作，但是在評價方面局限于在現(xiàn)有料的統(tǒng)計分析上。本次采用最為廣泛的地下水?dāng)?shù)值模擬軟件modflow 對潛水進(jìn)行模擬，1 為今后長治盆地的合理利用地下水提供依據(jù)。2 長治盆地淺層地下水資源開采現(xiàn)狀（ 1）水文地質(zhì)條件。長治盆地位于山西省東南部，太行山西麓，地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°4659" 113°1540" ，北緯：36°0024" 36

2、°1855" 之間， 盆地面積 1169km2，盆地第四系松散沖積物、洪積物分布廣泛，從西北到東南厚度逐漸增大，總厚度 0 300m。徑流區(qū)和排泄區(qū)不明顯，以開采及潛水蒸發(fā)形式排泄，局部補給下部含水層，通過巖層中斷裂破碎帶。 2 ， 3（ 2）地下水開采現(xiàn)狀。長治盆地淺層地下水是長治市盆地區(qū)主要供水來源，開發(fā)利用程度普遍較高，現(xiàn)狀2010年盆地各類水井3747 眼，已配套機(jī)電井3747 眼，取水量為8303 萬 m3，其中工業(yè) 865 萬 m3，城鎮(zhèn)生活 426 萬 m3，農(nóng)業(yè)灌溉 5787 萬 m3，農(nóng)村人畜 1225 萬 m3。3 數(shù)學(xué)模型的建立潛水含水層在長治盆地分布

3、較廣泛、厚度上從西北到東南逐漸變厚，淺層地下水的流向主要以水平方向運動為主，垂向上的運動相對不明顯。綜上，長治盆地淺層地下水系統(tǒng)可概化為非均質(zhì)水平各向同性、空間三維、非穩(wěn)定的地下水流系統(tǒng)概念模型。用如下數(shù)學(xué)模型對定解問題描述4 ：式中： ?研究區(qū)域； h?水位標(biāo)高； Kx、Ky、 Kz?分別為x、y、z 方向的滲透系數(shù)； Kn?邊界面滲透系數(shù)； S?儲水系數(shù)；?源匯項； h0?初始水位分布； 1?側(cè)向邊界； q（ x，y，t ）?流量。（ 1）模型的離散 空間離散： 長治盆地在平面上剖分 120 行× 100 列，共 12000 個單元，每個單元大小為 500m×500m。

4、模型概化為 120 行× 100 列×1層的矩形（圖 1）。時間離散：模擬期從 2011 年 1 月至 2012 年 12 月，每月為一個應(yīng)力期，總共 24 個應(yīng)力期，時間步長為 10 天。根據(jù)水文地質(zhì)條件、 包氣帶巖性、 地下水開發(fā)利用條件，長治盆地分為4 參數(shù)區(qū)如表1。（ 2）定解條件 初始條件： 把 2011 年 1 月淺層含水層觀測孔的水位值作為初始值。邊界條件：長治盆地邊界處接受山前側(cè)向補給，補給的多少依據(jù)出山口的位置合理的分配到邊界上各段處；絳河、嵐水河、濁漳河南源與地下水的水利聯(lián)系較弱，處理成變流量邊界。4 模型的求解模型的運算結(jié)果如圖2，從圖 2 和圖 3 可以看出潛水等水位線的變化規(guī)律，自盆地的南部、東部、西部向盆地的中北部呈現(xiàn)下降的趨勢。5 結(jié)論（ 1）長治盆地淺層水資源量約為1.2 ×108m3/a，在盆地模擬中參數(shù)的識別，由于資料收集的限制以及研究區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件的復(fù)雜，給模型的模擬帶來一定的影響。（ 2）