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基于HydroGeoSphere的凌海市大、小凌河扇地地下水—地表水耦合数值模拟研究

曾献奎  
【摘要】: 地下水与地表水在时空上相互转化,是一个不可分割的整体,为了合理的反映流域水文循环实际过程,应当将地下水与地表水系统作为一个整体进行模拟分析。本次研究综合考虑凌海市大、小凌河扇地内的各种水文及水文地质条件,建立研究区地下水-地表水水流及溶质运移耦合模拟模型,且对区内的水流及总氮浓度进行模拟分析及预测。首先,根据研究区内水文地质条件及土地利用类型,分析地下水及地表水的补给、径流和排泄条件和动态特征,分别建立了研究区地下水、地表水概念模型和数学模拟模型。其次,根据含水层岩性及抽水试验资料确定非饱和带及饱水带的水文地质参数初值,根据土地利用类型确定地表水力参数初值,通过双重节点方式对地下水模型与地表水模型进行耦合,概化研究区内地下水及地表水系统的边界条件和源汇项,建立地下水-地表水水流耦合数值模拟模型,采用软件HydroGeoSphere对模型进行求解。再次,对模型进行识别与验证,在水流模型的基础上,分别建立地下水及地表水的溶质运移数学模拟模型,选择总氮作为模拟对象,概化研究区内总氮的边界条件和源汇项,建立地下水-地表水溶质运移耦合数值模拟模型,采用软件HydroGeoSphere对模型进行求解。最后,对研究区内的水流及总氮浓度进行模拟分析及预测,并对当地水资源管理与规划提出建议。结果显示,研究区内地下水及地表水资源在水量上能够保持多年的均衡,总氮的主要污染源为大、小凌河河水,其次为区内的重点工业,区内的城镇生活废水及农业面源污染对总氮浓度的分布影响较小。


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