欢迎访问中国科学院大学学报,今天是
环境科学与地理学

基于GMS的多约束下三维地下水系统可视化模型构建

  • 刘丽花 ,
  • 张树清
展开
  • 1. 中国科学院东北地理与农业生态研究所, 长春 130102;
    2. 中国科学院大学, 北京 100049

收稿日期: 2014-09-04

  修回日期: 2014-10-20

  网络出版日期: 2015-07-15

基金资助

国家自然科学基金(41271196)资助

Construction of 3D visualization model of groundwater system under multiple constraints based on GMS

  • LIU Lihua ,
  • ZHANG Shuqing
Expand
  • 1. Northeast Institute of Geography and Agroecology, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130102, China;
    2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received date: 2014-09-04

  Revised date: 2014-10-20

  Online published: 2015-07-15

摘要

近些年来,由于地下水资源的过量开采,已经引发地面沉降、植被退化、土壤盐渍化等一系列的生态环境问题.三维地下水含水层模型能够直观展示含水层的空间分布,可为进行水资源评价,预测地下水的动态变化趋势,合理开采利用地下水提供决策支持和技术支撑.本文基于GMS软件,以获取的钻孔数据为源数据,构建苏锡常部分地区的三维地下水含水层模型.通过对研究区进行分区,针对每个分区地质单元的特点在钻孔稀疏地区和地层尖灭地区引入虚拟钻孔,并利用地质剖面图对模型构建过程中的钻孔剖面进行约束的方式对模型进行修正和处理.结果表明,模型的精度有了显著提高,所揭示的三维含水层模型与勘探资料基本相符.该模型对指导地下水开发利用,优化种植结构,制定节水灌溉措施具有重要的现实意义.

本文引用格式

刘丽花 , 张树清 . 基于GMS的多约束下三维地下水系统可视化模型构建[J]. 中国科学院大学学报, 2015 , 32(4) : 506 -511 . DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.04.012

Abstract

In recent years, the excessive exploitation of groundwater resources caused a series of ecological and environmental problems, such as land subsidence, vegetation degradation, and soil salinization. The 3D groundwater aquifer model can intuitively show the spatial distribution of aquifer and provide decision and technical supports to water resource evaluation, prediction, and reasonable exploitation. By using GMS software, a 3D model of groundwater aquifers in some areas of Suzhou-Wuxi-Changzhou region is constructed based on the borehole data. The model is modified by partitioning the study area and by introducing virtual borehole and geological cross-section in the borehole sparse and stratigraphic pinch-out areas for enhancing the model precision. The results show that the accuracy has been significantly improved, and the 3D model revealed is basically consistent with the survey data. This model will be useful for guiding utilization of groundwater, optimization of planning structure, and development of water-saving irrigation measures.

参考文献

[1] 周万亩,齐全,徐敏,等. 地下水超采对农业灌溉的影响及对策研究[J]. 地下水, 2007, 29(4):17-19,29.
[2] 张玉春. 地下水超采对农业灌溉环境影响及策略[J]. 农业科技与装备, 2014(3):49-50,53.
[3] 王丽霞,刘芳,唐泽军. 基于GMS的石羊河流域含水层空间结构变化的可视化研究[J]. 干旱区地理, 2011, 34(1):62-69.
[4] 贾瑞亮,周金龙,刘延峰,等. 应用GMS软件构建三维含水层结构模型[J]. 节水灌溉, 2014(1):57-59,64.
[5] 祝晓彬,吴吉春,叶淑君,等. GMS在长江三角洲(长江以南)深层地下水资源评价中的应用[J]. 工程勘察, 2005(1):26-29,33.
[6] 蒋咏,杨桂莲,常本春,等. 苏锡常地区地下水禁采效应分析与保护策略探讨[J]. 水文, 2013, 33(1):58-62.
[7] 祝晓彬,吴吉春,叶淑君,等. 长江三角洲(长江以南)地区深层地下水三维数值模拟[J]. 地理科学, 2005, 25(1):68-73.
[8] 国家基础条件平台:地球系统科学共享平台 [EB/OL]. [2014-09-01]. http://nnu.geodata.cn.
[9] Environmental Modeling Research Laboratory, Brigham Young University. Groundwater Modeling System (GMS), GMS 3.1 Tutorials [G].2000.
[10] 纪媛媛,周金龙,杨广焱. GMS在我国地下水资源评价与管理中的应用[J]. 地下水, 2013, 35(2):76-79.
[11] 贺国平,张彤,赵月芬,等. GMS数值建模方法研究综述[J].地下水, 2007, 29(3):33-35,38.
[12] 祝晓彬. 地下水模拟系统(GMS)软件[J]. 水文地质工程地质, 2003(5):53-55.
[13] 贺怀建,白世伟,赵新华,等. 三维地层模型中地层划分的探讨[J]. 岩土力学, 2002, 23(5):637-639.
[14] 朱良峰,吴信才,刘修国,等. 城市三维地层建模中虚拟孔的引入与实现[J].地理与地理信息科学, 2004, 20(6):26-30,43.
[15] 林冰仙,周良辰,吕国年. 虚拟钻孔控制的三维地质体模型构建方法[J].地球信息科学学报, 2013, 15(5):672-679.
[16] Tipper J C. The study of geological objects in three dimensions by the computerized reconstruction of serial sections[J]. The Journal of Geology, 1976, 84(4):476-484.
[17] Sirakowv N M, Granado I, Muge F H. A system for reconstructing and visualising three-dimensional objects[J]. Computers & Geosciences, 2001, 27(1): 59-69.
[18] Sirakov N M, Muge F H. Interpolation approach for 3D smooth reconstruction of subsurface objects[J]. Computers & Geosciences, 2002, 28(8): 877-885.
[19] Xu C, Dowd P A. Optimal construction and visualization of geological structures [J]. Computers & Geosciences, 2003, 29(6): 761-773.
[20] 王润怀,李永树. 边界虚拟钻孔在复杂地质体3维建模中的引入与确定[J]. 测绘学报, 2007, 36(4):468-475.
文章导航

/