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《清华大学》 2010年
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基于过程模拟的越流区承压含水层脆弱性评价研究

孟宪萌  
【摘要】:随着工农业迅猛发展、人口的不断增长以及城市化进程的加快,对深层承压水的开采增加,从而导致深层承压水水头下降,人为的加强了浅层地下水与深层地下水的水力联系;受到污染的浅层地下水对深层承压水的安全构成威胁,如何衡量承压含水层受到污染的可能性是迫切需要解决的问题。 本文在全面分析和总结目前国内外地下水脆弱性概念、分类和评价方法的基础上,提出将承压含水层顶板处污染物浓度超过最大允许浓度的累计时间作为承压含水层脆弱性指数,并以单井开采条件下承压含水层脆弱性评价为例对承压含水层脆弱性指数的合理性进行了数值验证。该脆弱性指数具有明确的物理意义,对污染物进入承压含水层的过程进行了详细的刻画,能够很好的反映出承压含水层受到污染的可能性大小,减少了人为因素对承压含水层脆弱性评价的影响。 运用基于熵权的集对分析模型对济宁市浅层地下水水质进行评价,选出代表性的污染因子,利用MODFLOW和MT3D建立三维地下水流与污染物运移模型,计算承压含水层脆弱性指数;其评价结果与该地区两年后总硬度升高值的分布状况吻合较好,表明了评价结果的合理性,通过与迭置指数法进行对比分析了基于过程模拟的评价方法的优越性。 在阐述承压含水层脆弱性评价特点以及分析污染物在越流作用下进入承压含水层物理过程的基础上,构建了基于一维描述的越流区承压含水层脆弱性简化评价方法。对理想条件下单井开采和济宁市承压含水层脆弱性,分别用三维模型模拟的方法和简化的一维模型模拟的方法进行评价,通过对评价结果的对比分析验证了简化评价方法的合理性,该方法适应于缺资料地区的承压含水层脆弱性评价。 将蒙特卡罗随机模拟与参数随机化处理相结合,运用频率分析得到单井开采条件下不同脆弱性评价结果对应的可靠度,为风险决策提供依据。通过局部灵敏度分析和Morris法的全局灵敏度分析对基于一维描述的越流区承压含水层脆弱性简化评价方法中的参数进行灵敏度分析。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X824

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