地下水?dāng)?shù)值模擬的理論與實踐

出版時間:2010-4  出版社:中國地質(zhì)大學(xué)出版社  作者:寧立波 等編著  頁數(shù):234  

前言

  2009年2月2日,達沃斯世界經(jīng)濟論壇年會提出,全球?qū)⒃?0年內(nèi)陷入“水資源破產(chǎn)”,可知世界范圍的水資源安全已經(jīng)受到嚴(yán)重威脅??梢哉f,水資源危機比目前波及世界的金融危機更可怕,對人類生活甚至生存造成的影響將是不可估量的,因為人對水資源的需求是剛性的,是無可替代的。我國是世界上水資源嚴(yán)重短缺的國家之一,2009年1月12日,世界銀行針對中國3年以來面臨的水資源短缺現(xiàn)狀發(fā)布了《解決中國的水稀缺:關(guān)于水資源管理若干問題的建議》指出,現(xiàn)在中國的668個城市中,就有440個供水不足,而且水資源分布的嚴(yán)重不均導(dǎo)致部分地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展停滯,居民生活質(zhì)量下降;在一些地區(qū)由于水資源緊缺而引起的生態(tài)問題使得有相當(dāng)數(shù)量的生態(tài)難民開始出現(xiàn),產(chǎn)生了一些新的社會矛盾和不穩(wěn)定因素。更令人擔(dān)憂的是素有“中華水塔”之稱的青藏高原冰川近50余年來,在全球氣候變暖的影響下開始出現(xiàn)明顯的退縮。有研究顯示,近30年來青藏高原冰川總體呈明顯減少趨勢,在不考慮全球氣候加速變暖的前提下,預(yù)計到2050年冰川面積將減少到現(xiàn)有面積的72%,減少面積超過13000km2,到2090年將減少到現(xiàn)有面積的50%,那時我們的母親河——長江、黃河將會出現(xiàn)何種景象實在讓人不敢想像,目前投入巨資建設(shè)的南水北調(diào)工程將會遭遇何種尷尬更讓人不堪設(shè)想。因此,如何評價水資源的質(zhì)與量,使其合理配置,實現(xiàn)資源效益的最大化和持續(xù)利用成為擺在各級政府和眾多學(xué)者面前的難題。

內(nèi)容概要

本書分為兩個部分。第一部分用簡明的語言、淺顯的道理說明地下水?dāng)?shù)值模擬的原理和方法,著重于構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的原則、步驟、所需資料、模擬的過程、分析評價方法等方面的介紹,以期讓那些初學(xué)者迅速進入角色,掌握數(shù)值模擬的基本方法,同時也介紹了相應(yīng)的模擬軟件的功能和應(yīng)用范圍。第二部分是應(yīng)用篇,筆者選擇自己近幾年科研工作中比較典型的實例,針對目前模擬中常遇到的問題進行分析:①針對我國目前垃圾圍城對地下水造成的污染影響城市居民正常生活和生產(chǎn)等實際問題進行預(yù)測和評價;②就我國礦山尾礦漿排放對地下水的污染問題進行評價;③對石油儲備庫在正常、非正常工況下石油滴漏或泄露對地下水可能造成的污染進行預(yù)測;④在缺水地區(qū)對地下水的如何優(yōu)化配置進行研究。

書籍目錄

第一部  理論篇  第一章  地下水流動及溶質(zhì)遷移數(shù)學(xué)模型    第一節(jié)  關(guān)于抽象的數(shù)學(xué)模型    第二節(jié)  地下水溶質(zhì)遷移數(shù)值模型研究現(xiàn)狀    第三節(jié)  地下水流動及溶質(zhì)遷移數(shù)學(xué)模型  第二章  常用地下水?dāng)?shù)值模擬軟件    第一節(jié)  地下水流動及溶質(zhì)遷移數(shù)值模擬軟件的發(fā)展現(xiàn)狀    第二節(jié)  GMS和Visual MODFLOW    第三節(jié)  FEFLOW    第四節(jié)  HYDRUS  第三章  地下水?dāng)?shù)值模擬方法    第一節(jié)  水文地質(zhì)概念模型    第二節(jié)  建立(選擇)合適的數(shù)學(xué)模型    第三節(jié)  建立數(shù)值模型    第四節(jié)  模擬結(jié)果分析第二部  應(yīng)用篇  第四章  數(shù)值模擬在地下水水質(zhì)評價中的應(yīng)用    第一節(jié)  序言    第二節(jié)  區(qū)域自然地理及地質(zhì)概況    第三節(jié)  水文地質(zhì)條件    第四節(jié)  地下水流數(shù)學(xué)模擬及污染預(yù)測    第五節(jié)  結(jié)論與建議  第五章  數(shù)值模擬在典型礦業(yè)城市地下水污染評價中的應(yīng)用    第一節(jié)  地質(zhì)環(huán)境條件    第二節(jié)  地下水污染現(xiàn)狀評價    第三節(jié)  地下水污染預(yù)測評價    第四節(jié)  結(jié)論與建議  第六章  數(shù)值模擬在垃圾填埋場對地下水污染評價中的應(yīng)用    第一節(jié)  緒論    第二節(jié)  洛陽市自然地理及垃圾填埋概況    第三節(jié)  張落坪垃圾填埋場概況    第四節(jié)  實驗研究及測試結(jié)果分析    第五節(jié)  污染物遷移數(shù)值模擬及污染防治對策    第六節(jié)  結(jié)論及建議  第七章  數(shù)值模擬在地下水優(yōu)化開采中的應(yīng)用    第一節(jié)  緒論    第二節(jié)  研究區(qū)概況    第三節(jié)  地下水模擬模型    第四節(jié)  地下水管理模型    第五節(jié)  地下水開發(fā)風(fēng)險評價    第六節(jié)  結(jié)論

章節(jié)摘錄

  在關(guān)于模型的認識問題上,存在著一些錯誤認識。有些是人們對模型的過于苛求,有些是因為對模型的誤解。如在井流模型的應(yīng)用上,有些研究者不分析地下水流動的狀態(tài)變化特點,對非穩(wěn)定流運動任意套用裘布依公式,導(dǎo)致計算錯誤;有些研究者對相對穩(wěn)定的地下水流,應(yīng)用非穩(wěn)定流公式,導(dǎo)致計算的繁瑣。在地下水流動數(shù)值模擬的應(yīng)用上,有些研究者過于苛求地下水動態(tài)觀測數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)的吻合,而對參數(shù)任意調(diào)整,導(dǎo)致模型失真。  關(guān)于什么是模型?為什么需要模型?模型有什么用?我們需要什么樣的模型?模型與現(xiàn)實的關(guān)系是怎樣的?現(xiàn)在用的模型在刻畫現(xiàn)實方面是否達到要求?怎樣實現(xiàn)現(xiàn)實與模型之間的有機耦合?對這一系列問題需要認真的思考。  現(xiàn)實的地下水含水層中有著各種形狀極為復(fù)雜、縱橫交錯的空隙。實際工作中沒有人會想去把含水層中每一個微小的空隙弄清楚,任何人也無法把它們精確地描繪出來,因為那在實際上是做不到的,于是人們就在頭腦中對含水層進行抽象的思維加工,把它看成是一個“連續(xù)介質(zhì)”?!斑B續(xù)介質(zhì)”中的水流是假想水流。這種假想水流充滿了這個“連續(xù)介質(zhì)”(包括孔隙與固體部分),而這種假想水流的阻力與實際水流在空隙中受的阻力相同。它的任意一點水頭和流速矢量等要素與實際水流在該點周圍一個小范圍內(nèi)的平均值相等。這種假想水流便是宏觀水平的地下水流,我們稱之為“滲流”(陳崇希等,1999)。實際這種假象的“連續(xù)介質(zhì)”與“滲流”并不存在,然而利用它們,卻可以用簡單的方式來描繪極為復(fù)雜的含水層以及地下水在含水層中運動的宏觀規(guī)律。這樣一種“簡化”已得到廣泛應(yīng)用,并已經(jīng)解決了許多實際問題,所以對于這種簡化方法的合理性已得到公認。相反,如果沒有這樣一種“簡化”,我們對含水層的認識可能還更模糊。  現(xiàn)代控制論的創(chuàng)始人N.Wiener說過,所謂抽象就是用一種結(jié)構(gòu)上相類似,但又比較簡單的摹本,來取代所研究的世界的那一部分。就是說,模型是對客觀現(xiàn)實的簡化的抽象。就水文地質(zhì)模型而言,其發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段。

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用戶評論 (總計14條)

 
 

  •   本書對于地下水模擬預(yù)測很好的理論書籍。
  •   該書理論和實踐相結(jié)合,針對性很強!我讀后,對地下水建模有很較深的認識,特別是第二篇中的工程實例!
  •   現(xiàn)在不缺理論,缺應(yīng)用的實例,特別是數(shù)值模擬的參數(shù)選定過程、計算過程和驗證。
    本書在一定程度上解決了上述問題,給了較好的提示,好好研究案例,會有收獲的。
  •   當(dāng)時上學(xué)時候?qū)W過這些東西,就是一知半解的。現(xiàn)在工作了,很多東西有了實踐基礎(chǔ),感覺好極了。很有價值。
  •   適合剛開始水文地質(zhì)方面工作的人使用
  •   比較專業(yè)的書,適合專業(yè)讀者閱讀
  •   發(fā)貨速度很快 書有點皺 我喜歡很新的書 理論知識少 都是幾個例子 希望可以改進
  •   不要只是期待……
  •   比預(yù)期的晚到一天,但總體來說還不錯,數(shù)的內(nèi)容也很好,前邊是一些基礎(chǔ)的理論,簡單易懂,后邊的是幾個實例,很不錯。
  •   剛開始看,有待進一步挖掘其中的奧秘!
  •   不是學(xué)這個專業(yè)的,看起來有點費勁
  •   內(nèi)容跟預(yù)想的差很多,理論性不強。實例倒是不少。
  •   紙張質(zhì)量有點次
  •   還好吧,至少找到我需要的東西
 

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