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1、第25卷第2期水資源保護(hù)Vol.25No.22009年3月WATERRESOURCESPROTECTIONMar.2009太原盆地地下水?dāng)?shù)值模擬11112董少剛,唐仲華,馬騰,粱杏,韓穎(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)環(huán)境學(xué)院,湖北武漢430074;2.山西省地質(zhì)調(diào)查院,山西太原030001)摘要:在分析太原盆地松散沉積層水文地質(zhì)條件及鉆孔資料(343個(gè))的基礎(chǔ)上,確立盆地地下水三維流動(dòng)特征,建立太原盆地松散沉積層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型、地下水的三維流動(dòng)數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用數(shù)值模擬方法再現(xiàn)了太原3盆地地下水流動(dòng)的時(shí)空變化規(guī)律。結(jié)果表明,太原盆地地下水多年平均補(bǔ)給量在8億m左右,
2、近10年每年3平均超采量在018億m左右。關(guān)鍵詞:太原盆地;地下水;數(shù)值模擬中圖分類號(hào):P641.2;O241文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004O6933(2009)02O0025O03NumericalsimulationofgroundwaterflowinTaiyuanBasin11112DONGShao2gang,TANGZhong2hua,MATeng,LIANGXing,HANYing(1.SchoolofEnvironmentalStudies,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China;2.Sh
3、anxiInstituteofGeologicalSurvey,Taiyuan030001,China)Abstract:Byanalyzingthehydrogeologicalconditionsoftheloosesedimentandboringdata(343bores)inTaiyuanBasin,ageologicalstructuralmodelanda3Dgroundwaterflowmathematicalmodelbasedontheflowcharacteristicswereestablished.Themodelssuccessf
4、ullyreproducedthedynamicprocessesofgroundwaterflowduringthesimulationperiod.33Theresultsshowthattheannualaveragewaterresourcerechargeisabout800millionm,andabout80millionmofgroundwaterhavebeenoverexploitedeveryyearforthelasttenyearsinTaiyuanBasin.Keywords:TaiyuanBasin;groundwater;nu
5、mericalsimulation太原盆地位于山西省中部,是山西省重要的經(jīng)1地下水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征及流動(dòng)概念模型濟(jì)及能源基地,是我國典型的水資源缺乏地區(qū),地下水資源是該地區(qū)重要的工農(nóng)業(yè)及生活用水來源。太1.1自然地理及地質(zhì)條件原盆地部分地區(qū)由于過量開采地下水,已經(jīng)造成了太原盆地位于山西省中部,北起石嶺關(guān),南到韓[1O2]嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問題。為了合理、有效地開采太侯嶺,東西以邊山斷裂為界,為一北東向的斷陷盆原盆地地下水資源,有關(guān)學(xué)者曾經(jīng)對(duì)太原盆地地下地。盆地南北長200多km,東西寬12～40km,面積[3O5]2水資源進(jìn)行過許多研究。6159km。盆地海拔700
6、～900m,是省內(nèi)最大的斷陷從已有的研究成果看,以前研究多集中在太原盆地之一(圖1)。太原盆地屬暖溫帶半干旱季風(fēng)大市周圍部分地區(qū),且多是對(duì)淺層水研究,對(duì)整個(gè)盆地陸性氣候,一年四季分明。多年平均降雨量約為及深層地下水評(píng)價(jià)研究很少。為此,本文將在以往425～520mm,多年平均蒸發(fā)量約為1780mm。水文地質(zhì)研究工作的基礎(chǔ)上,結(jié)合本次調(diào)查研究的1.2地下水系統(tǒng)特征及概念模型資料,建立完整的太原盆地地下水流動(dòng)系統(tǒng)三維數(shù)太原盆地是在大型復(fù)式向斜基礎(chǔ)上斷陷成盆的值模型,對(duì)太原盆地地下水資源優(yōu)化配置做合理的新構(gòu)造單元,呈北東向鑲嵌于沁水復(fù)式向斜的北隅,評(píng)價(jià)。其北部為北東
7、向的五臺(tái)復(fù)背斜,西部與東部分別為基金項(xiàng)目:中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(200310400009)作者簡(jiǎn)介:董少剛(1975—),男,山東招遠(yuǎn)人,博士研究生,研究方向?yàn)榈叵滤當(dāng)?shù)值模擬及污染與控制。E2mail:shaogang_dong@163.com·25·2地下水?dāng)?shù)值模型2.1數(shù)學(xué)模型根據(jù)研究區(qū)的水文地質(zhì)概念模型,將本區(qū)地下水可概化為非均質(zhì)各向異性的三維非穩(wěn)定流動(dòng)問題,其數(shù)學(xué)模型55h55h55h5hkx+ky+kz+W=μs5x5x5y5y5z5z5th(x,y,z,0)=h0(x,y,z)hB1=f(x,y,z,t)5h(x,y,z,t)k=q(x,y
8、,z,t)5nB2式中:kx、ky、kz分別為x、y
