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专题四 FEFLOW 应用实例 第五章 FEFLOW 在宿迁市的应用5.1 水文地质条件概化本研究区周长为758km,面积为7489km 2。
模拟区边界除西北部骆马湖和东南部洪泽湖概化为一类水头边界(1st head)外，其余均概化为三类水头边界(3rd head)。
补给主要为大气降雨入渗。
排泄为人工开采地下水和垂向蒸发。
从地下水动态资料来看，模拟区的孔隙水水位呈非稳定状态。
模拟区内部结构视为非均质各向同性，根据不同区域的水文地质条件对不同参数进行相应的参数分区，同一参数分区内可视为均质。
水流服从达西定律，可视为平面二维流。
5.2 数学模型的建立根据上述水文地质概念模型，可建立起相应的数学模型：[]tHQ t y x h t y x H m k y H T y x H T x V ∂∂=---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂*),,(),,(''μ，()D y x ∈, ()()t y x H t y x H ,,,,11=Γ， ()1,Γ∈y x , t>0 ()()y x H t y x H t ,,,00==， ()D y x ∈,式中：H ：承压含水层水位(m)； h ：潜水含水层水位(m)；*μ：弹性储水（释水）系数；''m k ：越流系数； T ：导水系数(m 2/d)； Q V ：承压水开采强度(m/d)； H 0：初始水位(m)；H 1：计算区一类边界水位(m)； Γ1：一类水头边界。
D：计算区范围。
5.3 含水层系统的识别地下水流系统的模拟，要解决两大问题，即参数识别问题和预报问题。
解决这两个问题的前提是要建立一个尽可能反映实际含水层地质体与边界条件的数学模型。
本次评价中，因无最新资料可用来进行模型识别，所以直接参考1999年《江苏省宿迁市地下水资源评价报告》，仅利用模型进行预报。
5.3.1 空间离散根据研究区含水层系统的垂向分布特征，将研究区含水层系统分为三层（layer）四片（slice），上层为潜水和微承压含水层，下层为Ⅱ、Ⅲ承压水含水层，中间为弱透水层。
FEFLOW在江苏省宿迁市地下水水位预测中的应用江苏省水资源管理中心河海大学水资源环境学院2006年9月前言地下水资源是我国水资源的重要组成部分，特别是在地表水资源相对贫乏的干旱、半干旱地区，地下水在保证居民生活用水、社会经济发展和生态环境平衡等方面起着不可替代的作用。
近些年来，地下水在供水量中的比重不断增加。
对地下水的不合理开采，会引起一系列的地质问题和环境问题，如地下水水位区域性持续下降、土地沙漠化、地下水污染等，合理开发利用地下水已成为燃眉之急。
加强地下水资源管理，合理开发利用和有效保护地下水资源，必须进行地下水资源评价。
FEFLOW（Finite Element subsurface FLOW system）是由德国水资源规划与系统研究所（WASY）历时二十多年的研究，开发出来的地下水流动及物质迁移模拟软件系统。
软件问世以来，在理论研究和实际问题的处理上，经过了不断的发展、修改、扩充、提高，日趋完善。
从二十世纪七十年代末至今，FEFLOW 经过了大量的测试和检验，成功地解决了一系列与地下水有关的实质性问题，如判断污染物迁移途径、追溯污染物的来源、海水入侵等等。
本成果利用Feflow软件，对宿迁市的地下水水位进行了预测，并对预测结果进行分析，以期为宿迁市地下水资源的管理提供依据。
目录第一章宿迁概况 (1)1.1自然地理与社会经济概况 (1)1.2区域地质概况 (7)第二章水文地质条件 (11)2.1地下水类型与含水岩组 (11)2.2地下水补给、径流和排泄条件 (20)第三章地下水资源与开采状况 (22)3.1地下水资源 (22)3.2地下水开采状况概述 (22)第四章FEFLOW介绍 (25)4.1FEFLOW简介 (25)4.2FEFLOW界面菜单介绍 (28)4.3FEFLOW菜单功能 (30)第五章FEFLOW在宿迁市的应用 (40)5.4模型预测 (51)第七章结论与建议 (55)7.1结论 (55)7.2建议 (56)主要参考文献 (57)第一章宿迁概况1.1 自然地理与社会经济概况宿迁市位于江苏省西北部，南与淮安市毗邻，东与连云港市接壤，北与徐州相连，西与安徽省交界；下辖沭阳、泗阳、泗洪三个县及宿豫、宿城两个区(图1—1)。
《基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》篇一一、引言矿井涌水量预测是矿山安全生产的重要环节之一，其准确性直接关系到矿井的安全运行和经济效益。
范各庄煤矿作为国内重要的煤炭生产基地，其矿井涌水量预测工作尤为重要。
本文将基于Feflow软件，对范各庄煤矿矿井涌水量进行预测研究，以期为矿山安全生产提供科学依据。
二、范各庄煤矿概况范各庄煤矿位于某地，属于典型的地下矿井。
其矿井涌水量受多种因素影响，包括地质构造、水文地质条件、气象因素等。
因此，在进行矿井涌水量预测时，需综合考虑这些因素。
三、Feflow软件简介Feflow是一款基于地理信息系统（GIS）的地下水流动与溶质运移模拟软件，具有强大的地下水流场模拟和预测功能。
该软件通过建立地下水流场模型，可以实现对矿井涌水量的预测。
四、基于Feflow的矿井涌水量预测方法1. 数据收集与处理：收集范各庄煤矿的地质构造、水文地质条件、气象因素等相关数据，并进行处理和分析。
2. 建立地下水流场模型：利用Feflow软件，根据收集的数据建立地下水流场模型。
模型应包括地层结构、含水层分布、地下水流向和流速等要素。
3. 模型验证与修正：通过对比历史涌水量数据，验证模型的准确性。
如发现模型存在误差，需进行修正并重新进行验证。
4. 预测矿井涌水量：根据验证后的模型，对未来一段时间内的矿井涌水量进行预测。
五、研究结果与分析1. 模型建立与验证：通过Feflow软件建立的地下水流场模型，能够较好地反映范各庄煤矿的地质构造和水文地质条件。
经过历史数据验证，模型的涌水量预测值与实际值较为接近，具有较高的准确性。
2. 矿井涌水量预测：根据建立的模型，对未来一段时间内的矿井涌水量进行预测。
预测结果显示，随着降雨量的增加和开采深度的加大，矿井涌水量呈上升趋势。
因此，矿山应加强排水设施的建设和管理，确保矿井安全运行。
3. 影响因素分析：通过分析地质构造、水文地质条件、气象因素等因素对矿井涌水量的影响，发现地下水位、含水层厚度、降雨量等因素对矿井涌水量具有显著影响。
当前应用于地下水模拟领域内的常用软件：1、MODFLOW (The modular finite –difference groundwater flow model)是由美国地质调查局(ＵＳＧＳ)开发的用来模拟地下水流动和污染物迁移等特性的计算机程序，MODFLOW使用有限差分方法。
其局限是仅在DOS模式下运行。
在MODFLOW的基础上，各国研究人员又开发了可视化的扩展型软件Visual MODFLOW。
Visual MODFLOW是由加拿大waterloo hydrogeologic Inc.在MODFLOW 软件基础上,应用现代可视化技术开发研制的,1994年8月首次在国际上公开发行，该系统目前国际上流行且被各国同行一致认可的三维地下水流和溶质运移模拟的标准可视化专业软件系统。
可应用于评价地下水安全供水量、评价地下水修复系统、优化灌溉抽水量等方面。
Visual MODFLOW 的最大特点是功能强大同时易学易用，合理的菜单结构，友好的可视化交互界面和强大的模型输入输出支持，使之成为许多地下水模拟专业人员的选择对象。
2、MT3D99是郑春苗博士设计开发的模拟三维地下水溶质运移程序MT3D(1990)的升级版，MT3D99的易于使用、精确、快速的优良性能使得它获得了政府有关部门、地下水研究咨询公司以及用户的广泛认可，成为目前世界上首屈一指的溶质运移模拟软件。
MT3D99能够模拟地下水系统中的平流、扩散、衰减、溶质化学反应、线性与非线性吸附作用等现象，能够对承压含水层，不承压含水层，承压与不承压交替的含水层以及倾斜的和单元厚度变化的含水层进行空间离散。
MT3D99提供了丰富的求解方法。
一个隐含求解方法是基于带高效Lanczos/ORTHOMIN加速格式的广义共轭梯度法的迭代求解方法，能够花费比传统方法少得多的机时来求解范围广泛的问题。
MT3D99采用了三阶TVD(total-variation-diminishing)格式用于求解对流项，具有保持质量守恒和使数值弥散和人为振动最小化的特点，在其它求解技术失败时，此格式往往是有效的。
专题一对示例模型的描述4.1 FEFLOW简介FEFLOW（Finite Element subsurface FLOW system）是由德国水资源规划与系统研究所（WASY）开发出来的地下水流动及物质迁移模拟软件系统。
该软件提供图形人机对话功能、具备地理信息系统数据接口、能够自动产生空间各种有限单元网、具有空间参数区域化、快速精确的数值算法和先进的图形视觉化技术等特点。
在FEFLOW系统中，用户可以方便快速地产生空间有限元网格，设置模型参数和定义边界条件，运行数值模拟以及实时图形显示结果与成图。
软件自问世以来，在理论研究和实际问题的处理上，经过了不断的发展、修改、扩充、提高，日趋完善。
4.1.1 FEFLOW的应用领域●模拟地下水区域流场及其他地下水资源规划和管理方案；●模拟矿区露天开采或地下水开采对区域地下水的影响及其最优对策方案；●模拟由于近海岸区抽取地下水或者矿区抽排地下水引起的海水或深部盐水入侵问题；●模拟非饱和带以及饱和带地下水流及其温度分布问题；●模拟污染物在地下水中迁移过程及其时间空间分布规律（可用于分析和评价工业污染物及城市废物堆放对地下水资源和生态环境的影响，研究最优治理方案和对策）；●结合降雨－径流模型进行模拟“降雨－径流－地下水”的系统问题（可用于研究水资源合理利用、管理以及生态环境保护方案等）。
4.1.2 系统输入特点●通过标准数据输入接口，用户既可以直接利用已有的GIS空间多边型数据生成有限单元网格，还可以基于地图用鼠标进行设计，能够自定义网格的数目，方便地调整网格的几何形状，增加和减小网格的宽度；●在建立水流场和迁移模型时，用户不仅能够根据具体情况定义第一、第二和第三类边界，而且可以对边界条件增加特定的限制，以避免不合理的数值解；●能够直接定义多含水层中的分层开采井和混合开采井，以及注水井；●所有边界及附加条件既可设置为常数，也能定义为随时间变化的函数；●已知的边界及模型参数可以按点，线或面的形式直接输入，也可以调用已有的空间数据。
heiflow模型HEIFLOW模型是由国际著名水资源监测研究机构HEI研发的一种模型，其用途是用于水资源监测研究和管理，它可以提供科学的模型支持，以帮助用户解决水资源调度和管理问题。
该模型主要用于水文和水环境相关问题的调查研究，可以实现地表水模拟，可以实时监测和研究水质变化，并可以更好地评估水资源的开发利用效果。
在模型结构上，HEIFLOW模型由水动力模型、水文模型和水环境模型三大部分组成。
水动力模型是HEIFLOW模型的核心部分，它考虑了水动力过程的复杂性，用来模拟水文系统中复杂的水文变化过程，并能够实现这些水文变化过程的仿真预测。
水文模型用于模拟水文计算和预测，计算水动力和水环境变化过程中的水体流量和水质污染质量，可以快速准确预测水文变化过程。
水环境模型是HEIFLOW模型的一个次要部分，它考虑了水环境中的物质和能量的改变，可以实现水环境的模拟和预测，更好地理解水环境变化过程中发生的生态和水质污染问题。
HEIFLOW模型的应用是多种多样的。
它可以作为水资源管理的理论和实际支撑，可以实现因地制宜的水资源管理，提高水资源的利用效率。
同时它也可以用于水文监测，利用它可以快速、准确地测定水文变化的动态变化情况，为更完善的水资源管理提供依据。
此外，它还可以用于水质监测和环境保护，可以实时监测水体的污染浓度，预测水质的变化趋势，以期在有限的资源内实现对水环境的可持续管理。
在当前的水资源管理领域，HEIFLOW模型已成为当前水资源管理中最主要的模型之一。
它更好地把握了水动力过程的复杂性，实现了水文研究的多维度、实时的监测，也实现了水文模拟的精细化管理，为水资源管理提供了科学的模型支撑。
如果我们能够更好地利用HEIFLOW模型解决水资源管理中存在的问题，那么它将为水资源管理提供更加科学有效的解决方案，也将更大程度地保护我们面临的水资源和水环境，并有助于地表水和底栖生态系统的长期可持续发展。
《基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》篇一一、引言随着经济的快速发展和城市化进程的加速，煤炭作为我国主要的能源来源之一，其开采量持续增加。
然而，在煤炭开采过程中，矿井涌水问题一直是影响矿井安全和经济效益的重要因素。
因此，对矿井涌水量的准确预测，对于保障矿井安全、提高生产效率具有重要意义。
本文以范各庄煤矿为例，基于Feflow模型进行矿井涌水量预测研究，以期为煤矿安全生产提供科学依据。
二、范各庄煤矿概况范各庄煤矿位于我国某地，地质条件复杂，矿井涌水量受多种因素影响。
近年来，随着开采深度的增加和范围的扩大，矿井涌水问题日益突出。
因此，对矿井涌水量进行准确预测，对于保障矿井安全和经济效益具有重要意义。
三、Feflow模型简介Feflow模型是一种基于水文地质学原理和数值模拟技术的地下水流场预测模型。
该模型能够综合考虑地质、气象、水文等多方面因素，对地下水流场进行模拟和预测。
在矿井涌水量预测方面，Feflow模型具有较高的准确性和可靠性。
四、基于Feflow的矿井涌水量预测研究1. 数据采集与处理：首先，收集范各庄煤矿的地质、气象、水文等相关数据，对数据进行整理和分析，为模型输入提供依据。
2. 模型建立与参数设定：根据Feflow模型原理，建立矿井涌水量预测模型，设定相关参数。
参数的设定需要考虑地质条件、气象因素、矿井开采情况等多方面因素。
3. 模型验证与优化：利用历史数据对模型进行验证，根据验证结果对模型进行优化，提高预测精度。
4. 预测与分析：利用优化后的模型对未来一段时间内的矿井涌水量进行预测，分析涌水量的变化趋势和影响因素。
五、结果与讨论1. 预测结果：基于Feflow模型的矿井涌水量预测结果与实际涌水量数据基本吻合，证明了该模型的准确性和可靠性。
2. 影响因素分析：通过对预测结果的分析，发现地质条件、气象因素、矿井开采情况等因素对矿井涌水量具有重要影响。
其中，地质条件是决定涌水量的主要因素，气象因素和矿井开采情况也会对涌水量产生影响。
