水资源与能源、人口、生态环境等已成为世界各国普遍关注的重大问题。我国国民经济和社会发展“十五”计划中提出了水资源可持续利用作为我国经济社会发展的战略问题,强调重点解决洪涝灾害、水资源不足和水污染问题。但目前我国地下水资源数值模拟、资源评价和辅助决策的方法还远不能适应我国地下水资源勘查评价、科学决策与合理开发及地质环境保护的要求,因而建立功能强大、技术领先、实用方便的地下水资源实时模拟与评价预测系统十分紧迫。 在网络环境下实现地下水三维数值模拟、资源评价和计算可视化,不仅满足专业人员对于水资源数值模拟、资源评价和决策支持方面的需求,而且尽可能的促进公众对于地下水资源的现状和发展趋势的关注,并籍此获得公众的支持,是本文研究的目的。 本文在J2EE平台架构下,利用Java3D等相关技术,初步开发了一个基于网络应用服务的地下水资源三维实时模拟WebGIS系统,分别建立了基于TIN和Grid的三维含水层模型,实现了比较完整的矢量图形功能(包括二维图形的实时缩放、平移、开窗放大和三维图形的任意缩放、旋转、平移、剖切等)和丰富的数据管理功能(包括空间数据和属性数据的实时添加、编辑、修改、删除等),并且编码完成了多种矢量图形格式的转换工作(包括MapGIS明码格式,AutoCAD DXF文件格式以及Sufer8 Grd和BLN格式),并针对地学领域三维图形数据量大的特点,对场景图结构作了优化设计并取得了很好的效果。 然后本文分析了地下水流的数学模型及数值解法,并以太原盆地为例,通过对太原盆地水文地质条件、含水层分布、边界条件和动态特征的分析和整理,概化了水文地质模型,构建相应的地下水资源概念模型和数学模型,在WebGIS平台下通过调用集成的地下水数值模拟模块,对太原盆地的地下水资源数学模型进行了识别校正,验证了数学模型的有效性和数值模拟方法的正确性,然后利用该数学模型对太原盆地的地下水资源的利用趋势进行了预测和评价,并实现数值模拟计算结果可视化与网络实时发布。