摘要
黔西岩溶地区水资源具有地表水资源匮乏但开发利用程度高、地下水资源丰富但开发利用程度低的特点，人们常用“地下水滚滚流，地表水贵如油”形容当地的水资源现状，水资源分布不均问题突出。随着经济发展、人口扩增与城镇化步伐的加快，水资源供需矛盾日益突出，严重制约着当地的经济发展。因此，开展当地的水文地质研究、建立地下水流数值模拟模型，对于准确评价当地水资源量、制订合理开发方案具重要指导意义。 因岩溶区地下水含水介质的特殊性导致岩溶区地下水流运动复杂。为了准确模拟岩溶区地下水的渗流过程，本文以贵州省黔西南普安县某岩溶水文地质单元为对象，根据野外现场调查和区域水文地质勘察资料，建立了研究区岩溶管道-多孔介质耦合模型，即用岩溶管道刻画暗河地下水流、等效多孔介质刻画基岩中地下水流。运用功能强大的FEFLOW软件进行数值模拟，对断层、岩溶管道、大型岩溶泉等特殊水文地质条件提出特殊的模拟方案，取得了令人满意的成果。主要的内容和成果如下。 （1）详细分析了研究区水文地质条件和岩溶发育特征，建立了研究区水文地质概念模型和地下水流数学模型，奠定地下水数值模拟基础。 （2）根据调查得到的地下暗河入口、出口和中间的一些暗河痕迹（如落水洞、岩溶洼地等）结合地下暗河所在地层的构造特征和暗河出入口几何形态信息，运用高斯随机生成模型模拟暗河空间的位置；应用Manning-Strickler管道流方程概化暗河中的地下水流状态。 （3）基于ArcGIS软件对研究区内的雪甫-甘河断层进行空间几何形态刻画，制作了断层的空间形态数据文件，可实现FEFLOW软件对断层的单独处理和网格剖分。 （4）对于大型岩溶泉设置为定水头抽水井，采用FEFLOW软件中的Well-BC模块进行模拟；对一般泉水采用Hydraulic-headBC模块下的SeepageFace功能进行模拟。 （5）基于FEFLOW软件建立的研究区地下水流数值模型，采用试错法对模拟区地下水流场（等水位线图）进行模拟与校核，获得了较高的模拟精度，最大绝对水头误差仅为2.17m，最小误差为0.02m，表明所建模型与对特殊水文地质条件的处理措施是可行的，可为较准确模拟复杂的岩溶地下水流提供参考。 （6）运用所建的数值模型，得到模拟区模拟期地下水总补给量即总资源量为57622130m3，地下水总排泄量为57415220m3。地下水均衡差为+206090m3，为总补给量的0.357%。
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