Page 55 - 地质灾害勘查与环境治理

第二章 地质勘查在水文地质工程中应用

地电法剖面图通常以深度为横坐标，电阻率为纵坐标，以此形成一幅地下地层剖
面的可视化图像。通过分析电阻率剖面图，勘查人员可以了解不同地层的性质。
例如，电阻率较低的区域可能代表含水层或水体，而电阻率较高的区域可能对应

岩石或干燥地层，这有助于确定地下水文地质的不同地层位置、厚度和连通性。
当然，除了确定地层性质，水文地质层析还可以提供关于水质的信息，因为不同
类型的地下水具有不同电导率，水质较好的地层通常具有较高电导率。因此，电
阻率剖面图还可以用于初步评估地下水的水质用途。

（四）地下水数值模拟
地下水数值模拟是水文地质勘查中一项高级技术。该技术通过数学模型模
拟地下水流动和水质变化，从而更深入地理解地下水系统的行为。以下进行详细
说明：

1. 模拟原理
地下水数值模拟是一种强大技术，基于流体力学和质量平衡原理，使用数学
方程描述地下水流动和溶质运移的复杂过程。达西定律是描述地下水流动的基本
原理之一。它规定地下水流速与水头（水位或压力） 梯度的关系。根据达西定律，

水从高水头向低水头地方流动，流速与梯度成正比，这一定律在地下水数值模拟
中可用于建立流动方程，进而模拟地下水流向、速度和压力分布。其次，质量守
恒方程是描述溶质运移的另一个重要原理。它基于质量守恒原则，说明在地下水
中溶质（如污染物） 质量是如何随时间和空间变化的，基于包括对溶质浓度的

扩散、对流、反应和传输等各种影响因素的考虑，模拟污染物在地下水中的传输
过程。此外，地下水数值模拟还需要考虑如孔隙度、渗透率、孔隙度分布等地下
介质的特性。这些参数描述了地下岩石和土壤的物理性质，对地下水流动和溶质
传输具有重要影响。不同的岩石和土壤类型具有不同渗透率和孔隙度，决定了它

们对地下水的影响程度
2. 模型开发
开发模型的第一步是将研究区域划分为离散单元或网格。这些单元通常是立
方体或棱柱体，以便于数值计算。划分密度取决于研究区域的复杂性和模型精度。

注意，更小的单元虽然提供了更详细的模拟结果，但也需要更多的计算资源。其
次，应注意数学方程的应用，在每个单元内应用流体力学和质量平衡方程描述地
下水流动和溶质运移过程，如达西定律用于描述流动，质量守恒方程用于描述溶

43