地下水模型

内陆河流域水文的一个重要特征是地表水和地下水频繁而复杂的相互作用。因此，发展流域地下水－地表水耦合模型，成为黑河流域模型集成研究的重要任务。

本项目针对流域地下水模型建设的要求，开展了区域水文地质调查和区域地下水模型的前期研究工作。通过对水文地质条件的调查分析，确认了区域地下水循环的控制要素，建立了中游盆地含水层的三维结构模型，提出了符合黑河流域特点的地下水流数值模拟方法，明确了所需要的数据和资料。在地下水－地表水模型数据建设方面，本项目重点补充了黑河干流断面数据、全部出山径流统计数据、渠系分布数据、机井和观测孔分布及流量-水位观测数据、含水层分层结构数据等。

本项目从全流域水文循环的角度分析了地下水系统的作用，明确了描述地下水、地表水、土壤水转换过程的概念和参数，初步提出了耦合不同模型的方案。与仅处理饱和带地下水流的常规地下水模型不同，本项目提出引入非饱和单元来实现较大厚度包气带渗流的处理，建立了含水层变饱和度地下水流三维有限差分模型AquiferFlow作为通用模拟工具，同时从算法上提出了地下水模型与地表水文模型、土壤水模型的耦合技术，基于ModHydro类库程序初步实现了各个耦合模块。

图 1 黑河流域水循环模式图

图 2 变饱和度地下水流模型与土壤水模型和地表水模型的关系示意图