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1、第25卷第2期水资源保护Vol.25No.22009年3月WATERRESOURCESPROTECTIONMar.2009太原盆地地下水数值模拟11112董少刚,唐仲华,马腾,粱杏,韩颖(1.中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074;2.山西省地质调查院,山西太原030001)摘要:在分析太原盆地松散沉积层水文地质条件及钻孔资料(343个)的基础上,确立盆地地下水三维流动特征,建立太原盆地松散沉积层的地质结构模型、地下水的三维流动数学模型,应用数值模拟方法再现了太原3盆地地下水流动的时空变化规律。结果表明,太原盆地地下水多年平均补给量在8亿m左右,
2、近10年每年3平均超采量在018亿m左右。关键词:太原盆地;地下水;数值模拟中图分类号:P641.2;O241文献标识码:A文章编号: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,是山西省重要的经1地下水系统结构特征及流动概念模型济及能源基地,是我国典型的水资源缺乏地区,地下水资源是该地区重要的工农业及生活用水来源。太1.1自然地理及地质条件原盆地部分地区由于过量开采地下水,已经造成了太原盆地位于山西省中部,北起石岭关,南到韩[1O2]严重的环境地质问题。为了合理、有效地开采太侯岭,东西以边山断裂为界,为一北东向的断陷盆原盆地地下水资源,有关学者曾经对太原盆地地下地。盆地南北长200多km,东西宽12～40km,面积[3O5]2水资源进行过许多研究。6159km。盆地海拔700
6、～900m,是省内最大的断陷从已有的研究成果看,以前研究多集中在太原盆地之一(图1)。太原盆地属暖温带半干旱季风大市周围部分地区,且多是对浅层水研究,对整个盆地陆性气候,一年四季分明。多年平均降雨量约为及深层地下水评价研究很少。为此,本文将在以往425～520mm,多年平均蒸发量约为1780mm。水文地质研究工作的基础上,结合本次调查研究的1.2地下水系统特征及概念模型资料,建立完整的太原盆地地下水流动系统三维数太原盆地是在大型复式向斜基础上断陷成盆的值模型,对太原盆地地下水资源优化配置做合理的新构造单元,呈北东向镶嵌于沁水复式向斜的北隅,评价。其北部为北东
7、向的五台复背斜,西部与东部分别为基金项目:中国地质调查局地质调查项目(200310400009)作者简介:董少刚(1975—),男,山东招远人,博士研究生,研究方向为地下水数值模拟及污染与控制。E2mail:shaogang_dong@163.com·25·2地下水数值模型2.1数学模型根据研究区的水文地质概念模型,将本区地下水可概化为非均质各向异性的三维非稳定流动问题,其数学模型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分别为x、y
