水文地质模型概化及其数值模拟模型

一、水文地质模型概化

（一）边界条件

根据工作区区域地质、水文地质条件，以松散岩类孔隙水含水层为本次计算的目的层，将黑龙江、乌苏里江、松花江、鸭蛋河、梧桐河、挠力河、七星河、别拉洪河及安邦河概化为一类水流边界，即地下水与江河水位有较密切的水力联系。平原与山地接触地带，地下水自山地向平原侧向径流的补给边界，概化为二类水流边界；而季节性积水的沼泽湿地为三类边界。山地区（含区内的残山丘陵区）及前第四系为隔水含水层，在计算模型中为不计算单元。边界条件概化结果见图4-1 。

图4-1 三江平原边界条件概化图

（二）含水层参数分区

第四纪不同时期，工作区不同位置沉积了不同厚度与粒度的松散堆积物，使含水层在水平方向与垂直方向上均有分区性，根据工作区不同时期的岩相古地理特征，将工作区的含水层参数分成6个区，见图4-2～图4-5。

二、数值模拟模型

将工作区地下水流系统概化为非均质各向同性、三维、非稳定流系统，用以下微分方程的定解问题描述：

三江平原地下水资源潜力与生态环境地质调查评价

式中：Ω为渗流区域，即工作区内有效计算单元所构成的区域，面积为39 415.68km²；Γ₀为渗流区上边界，即地下水的自由表面；Γ₁为一类边界，包括黑龙江、乌苏里江、松花江、鸭蛋河、梧桐河、挠力河、外七星河、别拉洪河及安帮河等常年流水且与地下水有密切水力联系的河流；Γ₂为二类边界，即除黑龙江、乌苏里江以外的工作区边界；Γ₃为三类边界，即工作区内季节性积水的沼泽湿地；h为含水层水位标高，m；h₀为初始水位，m；h₁为一类边界江河水位，m；h_s为三类边界沼泽湿地水位，m；K为含水层渗透系数，m/d；S为地下水自由面以下含水层的储水系数，m^-1；μ为潜水含水层在潜水面上的重力给水度；ε为含水层源汇项，d^-1；p为潜水面的蒸发和降水补给等源汇项；q₂为二类边界单位面积流量，m³/d；σ为沼泽湿地底部弱透水层的阻力系数，σ＝L/K_S，L为弱透水层厚度，m，K_S为弱透水层垂向渗透系数，m/d。

上述数学模拟模型应用三维模拟计算软件进行求解计算。