基于GMS的地下水流数值模拟及参数敏感性分析.docx

基于GMS的地下水流数值模拟及参数敏感性分析
一、摘要
地下水资源是人类生存和发展的重要依托之一。地下水流数值模拟及参数敏感性分析是研究地下水流动规律和发展利用地下水资源的重要手段之一。本文通过对GMS模型的搭建和对参数的敏感性分析，研究了地下水流相关参数对地下水流动的影响，为合理开发利用地下水资源提供了一定的理论基础。
二、引言
地下水资源是一种重要的水资源，对于符合开发利用条件的地下水资源可以发挥重要的社会经济效益。地下水流数值模拟及参数敏感性分析是研究地下水流动规律及其开发利用的有效手段之一。GMS是一个流行的地下水数值模拟软件，拥有较完善的模型搭建和参数调整功能，本文将利用GMS对所选区域的地下水流进行数值模拟并进行参数敏感性分析，以探究不同参数对地下水流动的影响，为地下水资源的合理开发及管理提供参考。
三、方法
1、研究区域
本文选取某市的一个地下水开发利用项目作为研究对象，该项目位于某县,覆盖面积为44000hm²，流域面积为7340km²，最高海拔为1956m，最低海拔为522m。研究区域内主要水文地质条件如下：
a.厚层低渗透性的覆盖层，主要由粘土、砂质粘土、黏土、砂和碎石等构成，厚度变化范围约为15~100m;
b.连续的覆盖层下面是一系列中至高渗透性的含水层和低至中渗透性的不透水层，这些层在不同的位置和深度被分隔开来，具有不同的厚度和渗透性，总共分为7层。
2、模型搭建
本文基于GMS软件对选定的区域进行建模。首先，导入地形和植被等数据，生成地形的数字高程模型和植被图层。其次，通过对选定区域进行钻孔和试井，采集了有关地质、水文等方面的资料，建立了该区域的地下水模型。其中，需要对水文地质参数进行修改，包括砂、淤泥、粗砾、黏土等异常材料的修正。
在模型搭建完成后，模型需要进行网格划分。由于模型的复杂性，采用结构化网格划分会增加模型的计算量，因此本文采取了非结构化网格划分。对于不同厚度的地层，选择不同的网格划分方案，以保证模型的精度和计算效率。
3、参数敏感性分析
参数敏感性分析是指通过改变地下水流模型的输入参数及其数值，并通过对模型运行不同值得模拟结果进行比较和对比的方法，研究每个参数对于模型运行结果的影响程度。本文选择了水头、渗透系数、地下水埋深和蒸散发作为模型的敏感参数，并对其分别进行了分段模拟和比较。通过对各敏感参数得出的地下水模拟结果进行比较分析，得出了灵敏度最高的参数，并评估了参数对地下水模拟结果的影响程度。
四、结果与分析
1、数值模拟结果
通过数值模拟，可以得到地下水位、地下水流留时和地下水流速等相关结果。另外，可以通过对流场和渗透场变化情况的观察，分析影响研究区域地下水流动的原因，如河流、山脉、丘陵、地质构造等。本文得到了地下水位、流向和流速分布图。
2、参数敏感性分析结果
本文比较了水头、渗透系数、地下水埋深以及蒸散发等参数的敏感性分析结果。通过分析求得，渗透系数是影响模型输出结果较大的参数。
五、研究结论
通过本文对GMS地下水流数值模拟及参数敏感性分析的研究，得出了以下结论：
1、通过GMS技术可建立地下水流模型并对模型进行相关参数敏感性分析。
2、在模型参数设置中，渗透系数是关键的参数，需要遵循实际情况进行调整。
3、本研究为合理开发和管理地下水资源提供了一定的理论基础和技术支持。
六、参考文献
[1]刘琛,张淑仪.基于数值模拟的接灌区地下水资源评价[J].甘肃农业,2010(10):38-40.
[2]李建中.基于GMS数值模拟技术的地下水数值模拟[J].江苏城市规划,2011(04):45-47.
[3]陈恒,于以斌.基于GMS的淮河流域地下水流数值模拟[J].河南城建学院学报,2019,22(2):125-129.
[4]张艳,胡宝富.基于GIS/GMS的哈尔滨市地下水数值模拟研究[J].世界科技研究与发展,2019(05):34-37.