GMS在地下水数值模拟及断层处理中的应用——以盖孜河水源地为例.pdf

2013年 11月 地 下水 NOV．，2013 第35卷 第6期 Groundwater Vo1．35 N0．6 GMS在地下水数值模拟及断层处理 中的应用 — — 以盖孜河水源地为例 梁世川 ，徐 明 ，王 磊 ，秦 覃 ，封丽华 (1．新疆维吾尔 自治区地质环境监测院(地质灾害应急中心)，新疆 乌鲁木齐 830000；2．新疆大学 地质与矿业 工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047) [摘 要] GMS(GroundwaterModelingSystem)是国际上流行 的地下水模拟软件 ，且与 ARCGIS属性数据有很好 的兼容性，GMS3DGrids中的MODFLOW模块下的barrier边界条件可用于模拟地下含水层系统中薄层、垂向和低透 水性、对地下水水平流具有阻碍作用的物体。在盖孜河研 究区，近南北向分布的断层对地 下水流具有控制 阻碍作 用，应用障碍边界处理断层，对研 究区进行地下水流数值模拟，计算结果表明，地下水流受断层 的影响很明显 ，应用 barrier障碍边界对断层进行处理 。模型中能够较好地反 映出断层的这种影响作用。 [关键词] GMS；barrier；断层 ；地下水流数值模拟 ；盖孜河 [中图分类号] P641．8 [文献标识码] B [文章编号] l004—1184(20l3)06—0053—02 地下水的赋存及资源量 的大小受 多方面因素的综合影 层 ，控制着区内总体地貌，见图 1。 响 ，如构造 、地层岩性、结构 、厚度等 ，在断裂构造存在的地 1．3 水文地质概况 区，地下流表现为不连续性和各 向异性特征 ，运动规律也变 研究 区松散层主要为下更新统洪积层 (Q，p1)、中更新统 得复杂 ，距离断层越近，流场受断层 的影响就越明显 ，随着离 冲积层 (Q，)、上更 新统洪 积层 (Qp1)、全 新统 冲积层 断层距离的增大 ，影响效应逐步减弱。断层表现出的导水或 (Q )。不同地段分布也不同，Qpl出露在北部 与南部丘陵 阻水特征，取决于断层 的性质 、渗透率与周围介质渗透率 的 区的第三系上新统 区之上 ，其它地段埋藏于上更新统、全新 关系。分析构造条件 ，研究模拟断层对地下水资源的分布的 统之下 ；Q：出露于盖孜河出山口的高阶地上 ；Q 分布于研 影响，对确定地下水时空分布规律，选取水源地，开采方案等 究区南北部与西部 山前地带 ，呈环带状展布 ；Q 广泛分布于 具有重大意义。 盖孜河河谷地带 。含水层厚度分布也不均匀 ，南北方向上 ， GMS(GroundwaterModelingSystem)是 目前国际上流行 的 由南北向中部第四系厚度逐渐变厚，其中盖孜河大桥 以南厚 地下水模拟软件 ，可用来模拟饱和、非饱和流环境下的地下 度较小，约50m左右 ，东西方向上，由乌帕尔隐伏断裂带 F1 水流和溶质运移等问题 。运用 GMS对盖孜河水源地地下水 向西松散层厚度变厚。 流进行数值模拟 ，在此过程 中，采用 MODFLOW 下 的barrier 根据含水层分布及水力特征 ，区内松散岩类孔 隙水可划 障碍边界处理断层 ，通过分析研究区内断层特性及其分布规 分为潜水 、中层承压水和深层承压水。潜水的补给主要来源 律 ，将它作为模型 内部第二类边界条件 (隔水或弱透水边界) 是降水人渗 、渠道渗漏 、灌溉 回渗 、回归人渗 、河流人渗和侧 输入模型，进行模型检验 、运行及校正 ，从而得到了与实际情 向补给 ，排泄主要是人工开采和蒸发排泄 ，其次是排碱渠和 况相符的地下水流数值模型 。 侧向流出。承压水 的补给主要来源是侧 向补给，人工开采是 1 研究区概况 承压水的主