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中国图象图形学报
JOURNAL OF IMAGE AND GRAPHICS
2004 Vol.9 No.12 P.1491-1495
地下水流场的3维数值模拟及可视化研究--以常州-武进地区为例
The Research on 3D Numerical Simulation of the Groundwater Flow Field and Its Visualization--Take the Changzhou-Wujin District as an Example
颜辉武 马晨燕 费立凡
摘 要：通过研究常州-武进地区地下水流场的3维数值模拟,揭示了该地区产生地面沉降的主要成因.首先分析了该地区的水文地质条件,在此基础上建立了第Ⅱ承压含水层地下水流场的3维数值模型,采用3维有限差分法对其进行数值求解,并利用体视化中的混合体绘制算法,结合计算机动画技术实现了地下水流场的3维动态可视化.经过研究发现:该地区第Ⅱ承压含水层是最主要开采层,其长期超采是产生地下水降落漏斗与地面沉降的主要原因;地下水降落漏斗中心主要分布在沪宁铁路沿线工农业发达的人口密集区,地面沉降范围与地下水降落漏斗范围基本吻合,且沉降量和沉降速率与地下水位下降幅度和下降速度趋势一致;但是当地下水位出现大幅回升时,地面回弹现象并不明显,这表明地面沉降基本上是不可逆的.因此,该地区必须严格控制第Ⅱ承压含水层的地下水开采量,以免造成环境地质灾害的进一步恶化.
关键词：地下水流场 3维数值模拟 体视化 组合体绘制 环境地学分析
分类号：TP391 P208 文献标识码：A
文章编号：1006-8961(2004)12-1491-05
基金项目：国家自然科学基金项目(49971061);南京师范大学江苏省GIS重点实验室基金项目(164070301901)
作者简介：颜辉武 1970年生.副教授.2002年于武汉大学资源与环境科学学院获地图学与地理信息工程专业博士学位,现为清华大学环境科学与工程系博士后.研究兴趣包括环境信息系统、地学信息3维可视化、Web GIS及地图学理论和应用.E-mail:yhwmcy@263.net.马晨燕 1973年生.讲师.2000年于武汉大学资源与环境科学学院获地图学与地理信息工程专业硕士学位,现为武汉大学资源与环境科学学院在职博士研究生.研究兴趣包括地图集制作与地图综合、地学信息3维可视化与电子地图.费立凡 1949年生.教授、博士生导师.2002年于德国汉诺威大学地图制图与地学信息研究所获地图制图专业博士学位.研究兴趣包括地图综合、地学信息3维可视化与网络地理信息系统.
作者单位：颜辉武（清华大学深圳研究生院环境工程与管理研究中心,深圳,518055;武汉大学资源与环境科学学院,武汉,430079）
马晨燕（武汉大学资源与环境科学学院,武汉,430079）
费立凡（武汉大学资源与环境科学学院,武汉,430079）
参考文献：
[1]Turner A Keith.应用三维地理信息系统研究地下水特征在提高水文地质研究程度中的作用[A].In:地理信息系统及其在地学领域中的应用译文集[c],地矿部科技司计算机办公室编译,北京:地质出版社,1993:12～20.
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[4]陈崇希,林敏.地下水动力学[M].武汉:中国地质大学出版社,1998.
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收稿日期：2004年8月11日
修稿日期：2004年9月13日
出版日期：2004年12月1日
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