地下水数值模拟_概念模型
明确模拟目的后，首要任务就是建立概念模型。“模型”是相对于原型而言，概念模型是指对地下水系统进行概化后的一种近似的形象化表达。其目的是为了简化野外实际问题，便于对该地下水系统进行分析，建立数学模型，组织有关数据。
建立概念模型的第一步就是识别模型边界、圈定计算区。计算区应尽可能是一个比较完整的水文地质单元，以便在计算中能够正确反映该地区的水文地质特征。所以，应尽可能把地下水系统的天然水文地质边界作为模型边界。在构建概念模型时，都要对地下水系统的真实水文地质边界进行识别。
建立概念模型需要以下三个步骤：
1 确立含水岩组；
2 进行均衡估算；
3 确立含水系统。
确定含水岩组是建立概念模型的重要一步，含水岩组的概化是地下水流系统分析和地下水数值模拟的重要基础，直接影响着数值模拟和水流系统分析的精度和可信度。含水岩组是由水文地质性质相似的若干地质单元组成。地质上几个岩层可以组成一个含水岩组，地质上的一个岩层也可以分为几个含水层和相对隔水层。
地下水流系统理论和地下水数值模拟技术分别是水文地质学的基本理论和技术方法。含水系统结构的刻画是地下水流系统分析和数值模拟的关键基础工作，也是目前研究的前沿问题。
岩层沉积环境和地质构造的复杂性决定了含水介质的空间分布普遍存在不连续性、不均匀性和不确定性，如何概化多层结构的含水岩组是水文地质空间结构三维建模的一个关键问题。例如，自山前向下游排泄区，第四系松散沉积物岩性通常由单一结构逐渐变为复杂的多层结构，特别是下游冲湖积平原区，存在很多砂和粘性土的互层，以及不同规模的透镜体，增加了含水岩组概化的难度。
以往研究对含水岩组划分和概化的专题研究相对较少，一般根据钻孔和物探资料（如地震剖面）以及沉积环境，在二维剖面图上依据经验和地层的整体性分布推断地层的空间展布，进而概化含水系统结构，具有较大的主观性，很难保证精度。
魏国孝等（2006）在概化第四系松散层含水介质结构时，发现很难找到一层分布比较稳定的隔水层，潜水含水层和承压含水层存在区域上的水力联系，可视为统一的多层含水系统．这种刻画方法简化了模型，但降低了数值模拟的精度．
此外，大量地层资料的分区和分层主要依靠经验，分层结果常因人而异，任意性较大（蔡树英等，2003）．为了准确刻画含水系统结构，一些学者综合运用钻孔岩性分布与地下水化学组成和同位素以及物探（地震）等资料，划分含水岩组与水文地质结构模型，但地层的空间分布复杂性导致划分结构与实际存在较大的差异（葛伟亚等，2006）。
为了减少主观因素，定量或半定量划分含水岩组，受灰色模型理论数据累积思想（张子旭，1997；同小军等，2002）和层状岩层等效渗透系数（薛禹群和吴吉春，2010）计算方法的启发，白宏伟等（2017）提出依据渗透系数与地层厚度乘积（即导水系数）累积值随深度变化曲线特征划分含水岩组的累积导水系数分层法。
累积导水系数法，计算每一层渗透系数和层厚，计算每层渗透系数与层厚的乘积，
累积导水系数法，根据表１获得的钻孔每一层渗透系数和层厚，计算每层渗透系数与层厚的乘积，并累加。
绘制ＫＭ随深度变化曲线，由图２可见，曲线随深度变化斜率存在显著差异，斜率大表明渗透性好，而斜率小表示渗透性差。
依据斜率变化趋势将钻孔岩性概化为７层，即第１、２、６、１２各层单独概化为一层，第３５层斜率变化趋势相近，合并为一层，第７１１层斜率变化趋势相近概化为一层，第１３１４段为一层．所以整个钻孔岩性可概化为７层（图２）．根据公式（１）可求得概化后每层的水平综合渗透系数（表２）。
将研究区所有钻孔均按照上述方法处理，绘制每个钻孔∑ＫＭ随深度的变化曲线，根据曲线斜率变化特征概化每个钻孔，使概化后的所有钻孔岩性层数相同。
结合钻孔分布选取特定剖面，综合剖面各钻孔曲线的斜率变化特征，参考沉积环境将不同钻孔变化趋势相同或相近且深度相近的岩层连接为一层。
如遇厚度很薄且横向上不连续的岩层，可与相邻层合并。
若导水系数累积曲线斜率不随深度变化，则渗透系数为常数，表明岩性结构单一，为均质含水层。
与传统方法相比，在概化复杂岩性含水介质结构时，累积导水系数法把实际经验与定量计算相结合，单孔与剖面整体相结合，实现了含水岩组概化的半定量化，提高了复杂含水岩组概化的可靠性，使概化的含水介质结构更为合理。
玛纳斯河流域山前平原分布有Ｑ２～Ｑ４巨厚松散沉积物。
水文地质条件从山前到沙漠边缘变化非常显著，含水层结构分布从单一巨厚卵砾石层逐渐过渡到多层含水层（崔亚莉等，２００３）。
含水层颗粒由粗变细，岩性由卵砾石、砂砾石逐渐过渡为细砂、粉细砂、粘性土；层次由少变多，单层厚度由厚变薄，潜水位埋深由深变浅，地下水流速由快变慢（赵宝峰，２０１０）；中下游冲湖积区含水介质具有复杂的非均质性和各向异性，存在多层次不同规模的透镜体（图４ａ）。
横向变化范围大小不一，多数显示局部特征，水文地质特征空间分布差异性很大（图４ｂ），缺乏稳定的区域性隔水层。
概化前后含水介质的水力性质保持不变。原则上概化后的含水层尽可能多地包含砂性土，弱透水层尽可能多地包含粘土或粉质粘土，使得概化后的水文地质结构具有较高合理性。
