6 257.5 302.5 272.9 236.5 240.5 268.6 244.6 249.3 241.5 270.3 256.5 305.4 262.2
7 213.80 255.1 219.70 193.4 218.1
211 234.7 202.7 204.22 227.4 211.8 228.60 218.4
0.1
10
0.08
8
0.08
9
0.05
5
0.06
7
0.02
3
河流入渗
（1）汾河入渗系数
（2）晋阳湖渗漏模数
按越流公式计算出湖水渗漏量，再除以其面积，则得晋阳 湖渗漏模数。
灌溉回渗补给地下水系数
受岩性、水位埋深土壤含水量、灌溉定额的影响。其值可近 似用次降雨量入渗补给地下水系数（α次）代替。代替的条 件是前十天以上时间无降雨，选取的次降雨量要接近灌溉定 额。本区稻田及菜地较多，灌溉量大，故取次降雨量为70～ 150毫米。
●把侧向补给量分配到相应 的层面上。
●在模拟的过程中有小部分 的流量边界，利用水均 衡原理做了适当的调节， 以便于后期的模拟。
参数分区及参数取值
模型参数有：
渗透系数及储水系数（分层（10）） 降雨入渗系数（列出公式、岩性） 河流入渗系数（沿河流分段，岩性、水位与河） 灌溉入渗系数（平面分出） 土面蒸发系数
10 144.72 129.2 141.40 93.7 108.7
109 114.2 95.7 99.09 107.8 105.1 114.37 113.6
11 63.73 76.3 66.70 50.9 62.2 82.3 78.1 62.5 61.13 75.3 71.3 62.15 67.7
12 42.54 49.7 42.90 30.6 34.8
地下水开采与地面沉降
图3-4 不同地点地下水开采量、水位降深与地面沉降对比曲线图
图3-3 太原市1956-2000年地面沉降等值线与2002年中深层水等水位线关系图
开始
确定计算区范围，剖分 网格，确定边界类型
整理输入基本数据：初 始水头，抽水井开采量， 降雨量，蒸发量及河流
数据等
第一次给定参数的初始估计值
图4-24 第六压缩层弹性释水因子
太原盆地观测井的拟合
观测孔分布图
水头高程（米）
790
780
770
760
750
740
730
720
710
700
Xa14
Ya9
D47
D10
Xa7
D57
D9
D13
D56
D36
87
Ja6
Pa29
井号
实测值 计算值
52个观测孔2003年12月16日计算值 与观测值的比较图
有限差分法计算井水位的校正
hw

hi, j,k
渗透系数
太原盆地参数分区
分区
地点
1
太原北郊汾河冲积扇
2
文峪河洪积扇
3
汾阳孝义冲积、洪积扇裙
4
龙凤河洪积扇及冲积平原
5
潇河洪积扇
6
昌源河洪积扇
7
太原西山倾斜平原
8
太原、清徐、交城西边山
9
汾阳、孝义倾斜平原
10
太原东山
11
榆次太谷祁县倾斜平原
12
祁县、平遥、介休倾斜平原
13
太原南郊汾河、潇河冲积平原
14
50 52.1 44 43.69 48.9 51.6 39.08 44.2
人工开采量
模型中：
工业及城市生活用水， 采用深井取水。
农村生活用水均采用浅 层面源取水。
乡村地区的农业用水， 按春灌、夏灌、冬 浇把取水量分配到 整个区域面积上。
模型识别校正
方法：采用间接法 原则及标准：要求
①观测孔水位动态趋势基本一致 ②地下水流场特征相同 ③水均衡计算相同 对比分析： ①观测孔水位动态对比结果 ②流场水位分布对比结果 ③水均衡对比结果
太原市地面沉降
太原市地面沉降范围为：北 纬37°40′—38°00′，东经 112°25′—112°45′；北起 上兰镇、南至西草寨；西起 金胜、东至武宿；包括太原 市辖区六个区（尖草坪区、 万柏林区、杏花岭区、迎泽 区、晋源区及小店区），面 积约585km2（图1- 140
19660
2003年12月第3层实测
2003年12月第3层计算
利用2003年8月和12月分别在研究区做过的两次水位统测.
水均衡分析对比
表 4-3 2004 年太原市孔隙水补给量（单位：亿米 3）
时间
降雨补给 侧向补给 汾河补给 渠道渗漏
春季 3-5 0.112
0.195
0.176
0.105
1 46.88 53.7 47.10 36.7 39.2 50.2 52.6 47.4 47.44 53.1 52.9 41.83 47.40
2 65.36 76.3 68.33 62.6 60.9 84.6 65.7 62.1 64.57 69.2
68 61.71 67.4
3 129.2 142.4 132.5 115 122 128.6 127.2 114.5 126.5 123.7 127.4 130.6 126.6
太原盆地结构模型
太原盆地实际钻孔位置分布图
太原盆地立体图
太原盆地结构模型
太原盆地孔隙介质三维模型
太原盆地孔隙介质结构三维可视化模型
太原盆地结构模型
盆地孔隙介质简化三维模型
盆地孔隙介质简化三维模型剖面图
二、太原盆地数值模型
太原盆 地数值 模型研 究区域 范围
模型范围： 周边界： 盆地与基岩山区接触带 上界：地表 下界：人为边界300m-350m深。 地下水流动特征： 边山岩溶水补给盆地孔隙水； 没有稳定隔水层（参考结构图） 盆地内部构成统一流动系统； 地下水混合开采； 因此属于：三维流系统。

Q
2 T
(In
x rw

)
2
H（m） 20.0
19.0
18.0 17.0 16.0
GMS（x=50） hw GMS（x=10）
15.0
14.0
13.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 T（d）
井水位校正对比图
图3-5（a）初始网格 图3-5（b）加密网格
地下水流场对比
拟合结果
1：流场趋 势基本一致
二、太原盆地数值模型
模型类型：三维流模型 构建思路： 1、太原盆地地层结构突出，不存在相对稳定的隔水层，难以划分含
水层； 2、三维建模将模拟区分为若干层（有人称为物理层），各层可以按
岩石含水渗透性确定其含水岩组、或隔水岩组分布； 3、边界的处理问题
底边界：基岩为不透水边界；第四系人为边界为流量边界，模型识 别时确定。
地下水数值模拟模型 的应用实例
地下水数值模拟模型的应用实例
7.1 区域地下水流模型及其应用-太原盆地 地下水数值模型
7.2 地下水水源地可开采资源量评价—宿 州市水源地数值模型
7.3 地下水污染预测研究—嘉兴垃圾填埋 场地下水溶质运移模型
7.1
太原盆地 地下水
数值模型
太原盆地地下水数值模型
4 216.10 251.9 237.40 199.5 212.3 225.6 231.7 199.4 202.80 206.0 208.8 240.10 219.3
5 272.49 309.6 294.50 249.1 240.7 282.2 251.9 280.5 245.47 264.9 251.7 327.10 272.5
划分调整各参数分区，确定各 参数上下限值
确定优选参数
数值模拟求逆问题
试
估
、
求目标函数G值，选出参数值
校
正
调
参数是否合理
整
是
参
数否
观测孔水位和地面
沉降量是否拟合好
是 最终确定参数
输入预测期有关数据进行预测
结束
图4-1地面沉降求解的计算流程图
图4-6 潜水水平传导系数分区图（K） 图4-7 潜水垂直传导系数分区图（Kz ）
我们依据1981-2000年晋 祠地震基准台跨断层I等短 水准高程实测资料（BM1BM3水准点），推算出晋 祠大断裂下降盘累计位移 量为21.88mm，平均为 1.15mm/a。这与吴家堡 沉降中心的96.18mm/a的 沉降速率相比，似乎说明
该地的构造运动与地面沉 降关系不大。
图3-2 太原地区构造图 1.活动断裂 2.地垒与凹陷边界
2：漏斗等 重点开采区 能反映实际 流场状况
3：在盆地 边缘的山地 还有某些区 域水头有出 入
4220
4200
4180
4160
4140
4120
4100
19560
19580
19600
19620
19640
19660
4220
4200
4180
4160
4140
4120
4100
19560
19580
19600
19620
为解决太原盆地出现的各种环境问题，1992年，研 究工作者们初步解决了太原市和太原盆地岩溶水与孔隙 水统一管理的问题，但由于当时的勘探目标是为农田和 城市供水，勘探技术、方法和指导思想相对落后，在勘 探过程中缺乏地下水系统指导思想和动态观念，大部分 勘察项目以行政区为单元，而不是以盆地地下水系统为 单元，导致边界不好控制、水量重复计算、忽略了相邻 地区的影响和边山地带裂隙水、岩溶水及地表水-地下水 相互作用的调查；同时由于缺乏现代先进的数据处理手 段，对于钻孔数据和水土样分析数据、地下水监测数据 等资料开发、利用程度很低，地下水系统三维空间结构 并没有弄清。