CN103425877A - 基于多孔介质流固耦合模型的地质灾害预测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于多孔介质流固耦合模型的地质灾害预测系统和方法，包括以下步骤：采集待预测地理区域的地质参数；根据待预测地理区域的地理特征和地质参数，建立水文地质概念模型；根据要预测的地质灾害类型和待预测区域的地理特征，采用有限元法将所述水文地质概念模型转化为对应的三维地下水数学模型，并得到待预测地理区域的位移和应力随时空分布情况的模拟结果；采用图形和/或数据文字形式输出所述模拟结果，所述模拟结果用于描述地下水在空隙介质间的流动和地下土壤的沉降情况；预测地质灾害发生的时间、地理范围及形成机理，并给出解决方案。本发明可以预测地陷、地基沉降、山体滑坡、泥石流等地质灾害，运算速度快且准确性高。

Description

基于多孔介质流固耦合模型的地质灾害预测系统和方法

技术领域

本发明涉及地质灾害的预测系统和方法，尤其涉及基于多孔介质流固耦合模型的地质灾害预测系统和方法。

背景技术

现有技术中，通常采用对地下水系统进行数值模拟来进行地质灾害的预测。我国科学家在建立地下水系统数值模拟领域做了大量的工作。张明江等采用“渗流管流耦合模型”、“入渗滞后补给法”和“参数迭代法”提高了模型的仿真性及对地下水资源评价的精度。薛禹群等介绍了Ms-FEM(多尺度有限元法)的基本原理，并将其应用于非均质多孔介质中的流动问题，通过计算结果的比较得出多尺度有限元法比传统有限元法有效的结论。但是由于实际水文地质条件的复杂性，这种数值模拟方法的应用中还存在一些问题，比如因野外试验数据难以采集而不能准确对水文地质条件进行模拟等。随着计算机的广泛应用，可以通过计算机软件实现对大量水文地质学及地下水动力学问题的模拟，且其计算能力远远超过人们获取数值模型所需野外资料的能力，但目前国内并没有先进的土壤和地下水系统数值模拟系统和方法。

国外开发了许多功能多样的地下水系统数值模拟系统，以其模块化、可视化、交互性、方法多样化等特点得到广泛的使用，如MODFLOW，MODFLOW是英文Modular Three-dimensional Finite-difference Ground-water FlowModel（模块化三维有限差分地下水流动模型）的简称。MODFLOW采用有限差分法对地下水流进行数值模拟，差分法易于程序的普及和数据文件的规范，但是当对某些单元网格加密时，会增加许多额外不必要的计算单元，延长系统的运行时间。而且土壤地下水结构复杂，有限差分法模拟的效果不佳。同时MODFLOW本身也仅限于模拟地下水在孔隙介质中的流动，并没有涉及到对地下土壤方面的模拟。而如果要对地陷、地基沉降、山体滑坡、泥石流等地质灾害进行准确预测，则需将地下水在孔隙介质中的流动和地下土壤的沉降结合起来进行模拟。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供基于多孔介质流固耦合模型的地质灾害预测系统和方法，解决现有技术不能模拟地下土壤的沉降情况因此不能准确预测地陷、地基沉降、山体滑坡、泥石流等地质灾害，且现有技术采用有限差分法运算效率较低的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：基于多孔介质流固耦合模型的地质灾害预测方法，包括以下步骤：

a、采集待预测地理区域的地质参数；

b、根据待预测地理区域的地理特征和所述地质参数，建立水文地质概念模型；

c、根据要预测的地质灾害类型和待预测区域的地理特征，采用有限元法将所述水文地质概念模型转化为对应的三维地下水数学模型，并向所述数学模型输入所述地质参数得到待预测地理区域的位移和应力随时空分布情况的模拟结果；

d、采用图形和/或数据文字形式输出所述模拟结果，所述模拟结果用于描述地下水在空隙介质间的流动和地下土壤的沉降情况；

e、根据输出的模拟结果，预测地质灾害发生的时间、地理范围及形成机理，并给出解决方案。

进一步，还包括以下步骤：将待预测地理区域的位移和应力随时空分布模拟结果与实测的位移和应力变化情况相比较，调整所述三维地下水数学模型的参数，使模拟结果在给定的误差范围内与实测结果相吻合。

进一步，所述的地质灾害类型包括山体滑坡、泥石流、地陷或地基沉降。

进一步，所述待预测地理区域的地理特征包括地形地貌特征、地质水文特征、构造地质特征、水文气象条件、地下水补给量和/或地下排泄量。

进一步，所述地质参数包括待预测地理区域的流体和/或固体的物性参数；所述流体的物性参数包括渗透率、流速、饱和度、膨胀压力、给水度、空隙压力和/或储水率；所述固体的物性参数包括外部应力、应变梯度和/或应变。

进一步，所述地质参数还包括待预测地理区域的弥散系数、分配系数、孔隙度、反应速率常数、剪切模量、弹性模量和/或泊松比。

进一步，所述建立水文地质概念模型包括以下步骤：

（1）根据所述地理特征，将待预测地理区域的地下水系统概化分层为各含水层和不透水层，并生成所述水文地质概念模型的范围、汇源项、边界条件、初始条件的参数文件；

（2）根据步骤a采集到的地质参数定义所述各含水层和不透水层的属性，所述属性包括渗透系数、给水度、储水率、孔隙度、补给强度、蒸发强度、外部应力、应变梯度和/或应变；

（3）根据所述参数文件和各层属性，建立水文地质概念模型。

进一步，所述三维地下水数学模型包括地下水运动方程和固体方程的耦合方程、边界条件和初始条件，所述耦合方程具体为：

地下水运动方程：

$S_{\mathrm{\α}}\frac{\∂H}{\∂t}+\▿\·[-K\▿H]=-{\mathrm{\α}}_b\frac{\∂}{\∂t}(\▿\·u)$

固体方程：

$\frac{E}{2(1+v)}{\▿}^{2}u+\frac{E}{2(1+v)(1-2v)}\▿\·(\▿u)={\mathrm{\α}}_b{\mathrm{\ρ}}_{f}g\▿H$

其中，Sα为多孔弹性储水系数；K为导水率；是倾斜度；H是水头；

为时间导数；u为正交位移；α为毕奥系数；E为杨氏模量，V为泊松比，u为正交位移u和v组成的位移向量；

为X和Y轴方向上的流体压力梯度与多孔弹性常数的乘积；

所述地下水运动方程用于描述地下水在空隙介质间的流动情况；

所述固体方程用于描述土壤膨胀、外部应力、孔隙压力以及岩石土层中化学膨胀引起的地下土壤的沉降情况。

基于多孔介质流固耦合模型的地质灾害预测系统，包括数据采集单元、数据输入单元、水文地质概念模型建立单元、数学模型建立单元、数值计算单元、模拟结果输出单元和分析单元，

所述数据采集单元用于采集待预测地理区域的地质参数，并将所述地质参数传输给所述数据输入单元；

所述数据输入单元用于输入所述地质参数；

所述水文地质概念模型建立单元用于根据待预测地理区域的地理特征和所述地质参数，建立水文地质概念模型；

所述数学模型建立单元用于根据要预测的地质灾害类型和待预测区域的地理特征，将所述水文地质概念模型转化为对应的三维地下水数学模型；

所述数值计算单元用于向所述数学模型输入所述地质参数得到待预测地理区域的位移和应力随时空分布情况的模拟结果；

所述模拟结果输出单元用于采用图形和/或数据文字形式输出所述模拟结果，所述模拟结果用于描述地下水在空隙介质间的流动和地下土壤的沉降情况；

所述分析单元用于根据输出的图形或数据文字模拟结果，预测地质灾害发生的时间、地理范围及形成机理，并给出解决方案。

进一步，还包括校正单元，所述校正单元用于将待预测地理区域的位移和应力随时空分布模拟结果与实测的位移和应力变化情况相比较，调整所述三维地下水数学模型的参数，使模拟结果在给定的误差范围内与实测结果相吻合。

本发明通过待预测地理区域实际勘测的地理特征以及采集到的地质参数，建立水文地质概念模型，并将其转换为相应三维地下水流数学模型，通过对三维地下水流数学模型的，模拟出待预测地理区域的位移和应力随时空分布情况，得到地下水在空隙介质间的流动和地下土壤的沉降变化，从而准确预测地陷、地基沉降、山体滑坡、泥石流等地质灾害。本发明采用了多孔介质流固耦合的原理，综合考虑地下水运动方程和固体方程的耦合方法，可同时模拟位移和应力随时空分布情况；同时采用了解题能力强的有限元算法，可以较精确地模拟各种复杂的曲线或曲面边界，且网格划分比较随意，可以统一处理多种边界条件，不仅最大限度保证了预测的精确性，而且运算效率比有限差分法高。

附图说明

图1为本发明地质灾害预测方法的流程图；

图2为本发明地质灾害预测系统的结构示意图；

图3为本发明实施例1的基岩含水层系统图；

图4为本发明实施例1的边界条件；

图5为本发明实施例1抽水后的水流流向图；

图6为本发明实施例1抽水后的岩石二维位移图；

图7为本发明实施例1抽水后的垂直位移图；

图8为本发明实施例1抽水后y方向位移随水力传导率变化图；

图9为本发明实施例1抽水后y方向位移随杨氏模量变化图；

图10为本实施例抽水后应力分布区和土壤总的变形图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示的基于多孔介质流固耦合模型的地质灾害预测系统，包括数据采集单元01、数据输入单元02、水文地质概念模型建立单元03、数学模型建立单元04、数值计算单元05、模拟结果输出单元06、分析单元07和校正单元08；所述地质灾害预测系统用于预测山体滑坡、泥石流、地陷和地基沉降等地质灾害。

所述数据采集单元01用于采集待预测地理区域的地质参数，并将所述地质参数传输给所述数据输入单元02；优选的，所述数据采集单元01可以采用静态的人工采集和动态的传感器采集两种方式采集所述地质参数；所述地质参数包括待预测地理区域的流体和/或固体的物性参数；所述流体的物性参数包括渗透率、流速、饱和度、膨胀压力、给水度、空隙压力和/或储水率；所述固体的物性参数包括外部应力、应变梯度和/或应变。优选的，所述地质参数还包括通过一系列的室内试验与野外试验获取的弥散系数、分配系数、孔隙度、反应速率常数、剪切模量、弹性模量和/或泊松比。

所述数据输入单元02用于输入所述地质参数，并将所述地质参数初始化；

所述水文地质概念模型建立单元03用于根据待预测地理区域的地理特征和所述地质参数，建立水文地质概念模型；所述地理特征包括地形地貌特征、地质水文特征、构造地质特征、水文气象条件、地下水补给量和/或地下排泄量等。

所述数学模型建立单元04用于根据要预测的地质灾害类型和待预测区域的地理特征，将所述水文地质概念模型转化为对应的三维地下水数学模型。

所述数值计算单元05根据所述数据输入单元02输入的地质参数得到待预测地理区域的位移和应力随时空分布情况的模拟结果；所述三维地下水数学模型包括地下水运动方程和固体方程的耦合方程、边界条件和初始条件，所述耦合方程具体为：

地下水运动方程：

$S_{\mathrm{\α}}\frac{\∂H}{\∂t}+\▿\·[-K\▿H]=-{\mathrm{\α}}_b\frac{\∂}{\∂t}(\▿\·u)$

固体方程：

$\frac{E}{2(1+v)}{\▿}^{2}u+\frac{E}{2(1+v)(1-2v)}\▿\·(\▿u)={\mathrm{\α}}_b{\mathrm{\ρ}}_{f}g\▿H$

其中，Sα为多孔弹性储水系数；K为导水率；是倾斜度；H是水头；为时间导数；u为正交位移；α为毕奥系数；E为杨氏模量，V为泊松比，u为正交位移u和v组成的位移向量；

为X和Y轴方向上的流体压力梯度与多孔弹性常数的乘积；所述地下水运动方程用于描述地下水在空隙介质间的流动情况；所述固体方程用于描述土壤膨胀、外部应力、孔隙压力以及岩石土层中化学膨胀引起的地下土壤的沉降情况。

所述校正单元08用于将待预测地理区域的位移和应力随时空分布模拟结果与实测的位移和应力变化情况相比较，调整所述三维地下水数学模型的参数，使模拟结果在给定的误差范围内与实测结果相吻合。优选的，所述校正单元还包括灵敏度分析模块，所述灵敏度分析模块用于确定边界条件、水流状态、孔隙度、渗透率、泊松比、弹性模量、剪切模量等不确定度对校正模型的影响程度。

所述模拟结果输出单元06用于采用图形和/或数据文字形式输出所述模拟结果，所述模拟结果用于描述地下水在空隙介质间的流动和地下土壤的沉降情况；优选的，可以采用二维图形、三维图形和/或数据文件三种显示方式。

所述分析单元07用于根据输出的图形或数据文字模拟结果，预测地质灾害发生的时间、地理范围及形成机理，并给出解决方案。

如图2所示基于多孔介质流固耦合模型的地质灾害预测方法，包括以下步骤：

采集待预测地理区域的地质参数；

根据待预测地理区域的地理特征和所述地质参数，建立水文地质概念模型；

根据要预测的地质灾害类型和待预测区域的地理特征，采用有限元法将所述水文地质概念模型转化为对应的三维地下水数学模型，并向所述数学模型输入所述地质参数得到待预测地理区域的位移和应力随时空分布情况的模拟结果；

将待预测地理区域的位移和应力随时空分布模拟结果与实测的位移和应力变化情况相比较，调整所述三维地下水数学模型的地质参数，使模拟结果在给定的误差范围内与实测结果相吻合；

采用图形和/或数据文字形式输出所述模拟结果，所述模拟结果用于描述地下水在空隙介质间的流动和地下土壤的沉降情况；

根据输出的模拟结果，预测地质灾害发生的时间、地理范围及形成机理，并给出解决方案。

优选的，所述建立水文地质概念模型包括以下步骤：

根据所述地理特征，将待预测地理区域的地下水系统概化分层为各含水层和不透水层，并生成所述水文地质概念模型的范围、汇源项、边界条件、初始条件的参数文件；

根据采集到的地质参数定义所述各含水层和不透水层的属性，所述属性包括渗透系数、给水度、储水率、孔隙度、补给强度、蒸发强度、外部应力、应变梯度和/或应变；

根据所述参数文件和各层属性，建立水文地质概念模型。

实施例1

本实施例对加利福尼亚中央峡谷的地陷情况进行模拟。

在加利福尼亚中央峡谷,仅仅几年过度的抽取地下水，就导致地面沉降了大约9米，并且出现广泛的横向裂缝。模拟基岩周围在垂直平面内的变形是一个理想化的含水系统，如图3所示。右侧的平面是类似于一个冲积盆地的边缘,左边类似于一个盆地的内部部分，这里水位因为抽取地下水而引起了下降。含水层系统包括一个上侧可压缩含水层,中间可压缩封闭单元和较低的可压缩承压含水层三层。该模型描述了抽取一个充满沉积物和不渗透基岩或断块的盆地地下水后的影响。

对上述概化的含水系统模型建立边界条件：

固体边界条件：u为y方向的位移，v为x方向的位移。

u=v=0，     边界A

u=0，       边界B

u=0，       边界C

Free，      边界D

u=0，       边界C

流体边界条件：u为y方向的位移，v为x方向的位移，K为渗透率，H为水头，n为法向量。

n·K▽H＝0，      边界A

n·K▽H＝0，      边界B

H=H₀，            边界C

H=H₀，            边界D

H=H(t)，          边界E

所述含水系统模型描述了在一个不可变形的岩层上，三层沉积含水层（共420米深，最左侧120米深）中的水流对其影响。最上面的两层各20米深。

若现在开始从左侧E抽水，水头以6米/年的速度下降，可以计算大概10年造成的影响。

所述含水系统的数学模型如下：

地下水运动方程：

$S_{\mathrm{\α}}\frac{\∂H}{\∂t}+\▿\·[-K\▿H]=-{\mathrm{\α}}_b\frac{\∂}{\∂t}(\▿\·u)$

固体方程：

$\frac{E}{2(1+v)}{\▿}^{2}u+\frac{E}{2(1+v)(1-2v)}\▿\·(\▿u)={\mathrm{\α}}_b{\mathrm{\ρ}}_{f}g\▿H$

以上公式中符号说明：Sα是多孔弹性储水系数（含水层和不透水层）；K是导水率（含水层和不透水层）；

是倾斜度；H是水头；

是时间导数；u是正交位移；α是毕奥系数；E是杨氏模量，V是泊松比，u是正交位移u和v组成的位移向量，

为X和Y轴方向上的流体压力梯度与多孔弹性常数的乘积，经常被用来描述流固耦合的表达式。

并输入如表1所示的加利福尼亚中央峡谷的地质参数，对上述耦合方程在所述边界条件下进行模拟。

表1：加利福尼亚中央峡谷的地质参数

gr	重力	9.28m/s2
			ρf	液体密度	1000kg/m3
ρs	固体密度	2750kg/m3
			Sα	多孔弹性储水系数（含水层）	1-10-6m-1
Sα	多孔弹性储水系数（不透水层）	1-10-5m-1
			K	导水率（含水层）	25m/d
K	导水率（不透水层）	0.01m/d
			α	毕奥系数	1
H0	初始水头	0m

H(t)	下降边界	(6m/y).t
			E	杨氏模量（含水层）	8-108N/m
E	杨氏模量（不透水层）	8-107N/m
			v	泊松比（各地区）	0.25

所述模拟结果如图5、6、7所示，图5是地下水在边界左侧被抽水后的水流流向图，箭头所指为水的流向，从含水层流向地下水抽出的边界E；图6为总位移图，由图6可以看出，上层岩石y方向位移向下移动，中间层可压缩封闭单元和下层可压缩含水层因在边界E抽水导致y方向位移下降；图7进一步给出了垂直方向的位移示例，有利于直观的理解，可以看出垂直位移在10年后不同的土层也不同，而位移的变化与图5中水流方向的变化紧密联系。

然后对所含水系统的数学模型进行校正和灵敏度分析：

因水力传导率已被证明是最敏感的参数,对含水层的渗透系数分析可以看出原来含水层的导水率是25m/d，最高达到50m/d，最低达到15m/d。由图8所示，当水力传导系数从K=15m/d增加到K=25m/d,直至到K=50m/d时,位移y将随着时间推移而增加。这个结果证实了水力传导率可能是振动耦合模型最重要的因素。

通过分析固体的杨氏模量研究变形的土壤，此时传导率固定为K=25m/d，含水层杨氏模量是8·108N/m。如图9所示，假定两个杨氏模量分别为8·107N/m和8·109N/m，随着杨氏模量从E=8·107N/m增加到E=8·109N/m，垂直位移显著减少。

图8和图9表明，10年间垂直位移的下降程度远远大于5年间垂直位移的下降程度。由此可见，对由于抽取含水层系统的地下水造成的地面沉降中，导水率和杨氏模量两个参数都是重要的参数。

图10为模拟出的应力分布区和土壤总的变形图，可以表明各层岩石/土层的沉降程度。在本实施例中岩石分为三层，有两层的岩石参数比较一致，而中间层相对来说较难压缩，如图10所示，顶层泥土相比最初的位置有非常明显的沉降，而顶层泥土与底层泥土在垂直岩层处交叉处有明显变形。

综合图6和图7位移分析可以看出，主要的沉降在1000-4000米处，因为有坚实的岩石层做支撑，4000-5000米处沉降相对来说比较小。图5的水流流向显示水流向抽取水的位置流动，越接近抽水口，发生沉降的可能性越大。

因此在实际抽取地下水的过程中，地下岩土材料分布需要进行钻孔做比较详细的了解。如果要抽水的附近有比较坚硬的泥土岩石做支撑，那么相应的地面沉降可能发生在其他地方，这在城市中地陷有比较多的体现。塌陷的位置依据地下岩层的分布。

从图7和图10可以看出，总的位移在模拟结果后能达到9米的沉降，与图3中的现实观测结果一致。

综上所述结果，本发明的方法给出了精确的模拟效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于多孔介质流固耦合模型的地质灾害预测方法，包括以下步骤：

a、采集待预测地理区域的地质参数；

b、根据待预测地理区域的地理特征和所述地质参数，建立水文地质概念模型；

c、根据要预测的地质灾害类型和待预测区域的地理特征，采用有限元法将所述水文地质概念模型转化为对应的三维地下水数学模型，并向所述数学模型输入所述地质参数得到待预测地理区域的位移和应力随时空分布情况的模拟结果；

d、采用图形和/或数据文字形式输出所述模拟结果，所述模拟结果用于描述地下水在空隙介质间的流动和地下土壤的沉降情况；

e、根据输出的模拟结果，预测地质灾害发生的时间、地理范围及形成机理，并给出解决方案。

2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，还包括以下步骤：将待预测地理区域的位移和应力随时空分布模拟结果与实测的位移和应力变化情况相比较，调整所述三维地下水数学模型的参数，使模拟结果在给定的误差范围内与实测结果相吻合。

3.根据权利要求1或2所述的预测方法，其特征在于：所述的地质灾害类型包括山体滑坡、泥石流、地陷和/或地基沉降。

4.根据权利要求1～3任一所述的预测方法，其特征在于：所述待预测地理区域的地理特征包括地形地貌特征、地质水文特征、构造地质特征、水文气象条件、地下水补给量和/或地下排泄量。

5.根据权利要求4所述的预测方法，其特征在于：所述地质参数包括待预测地理区域的流体和/或固体的物性参数；所述流体的物性参数包括渗透率、流速、饱和度、膨胀压力、给水度、空隙压力和/或储水率；所述固体的物性参数包括外部应力、应变梯度和/或应变。

6.根据权利要求5所述的预测方法，其特征在于：所述地质参数还包括待预测地理区域的弥散系数、分配系数、孔隙度、反应速率常数、剪切模量、弹性模量和/或泊松比。

7.根据权利要求6所述的预测方法，所述建立水文地质概念模型包括以下步骤：

（1）根据所述地理特征，将待预测地理区域的地下水系统概化分层为各含水层和不透水层，并生成所述水文地质概念模型的范围、汇源项、边界条件、初始条件的参数文件；

（2）根据步骤a采集到的地质参数定义所述各含水层和不透水层的属性，所述属性包括渗透系数、给水度、储水率、孔隙度、补给强度、蒸发强度、外部应力、应变梯度和/或应变；

（3）根据所述参数文件和各层属性，建立水文地质概念模型。

8.根据权利要求6所述的预测方法，其特征在于：所述三维地下水数学模型包括地下水运动方程和固体方程的耦合方程、边界条件和初始条件，所述耦合方程具体为：

地下水运动方程：

$S_{\mathrm{\α}}\frac{\∂H}{\∂t}+\▿\·[-K\▿H]=-{\mathrm{\α}}_b\frac{\∂}{\∂t}(\▿\·u)$

固体方程：

$\frac{E}{2(1+v)}{\▿}^{2}u+\frac{E}{2(1+v)(1-2v)}\▿\·(\▿u)={\mathrm{\α}}_b{\mathrm{\ρ}}_{f}g\▿H$

其中，Sα为多孔弹性储水系数；K为导水率；是倾斜度；H是水头；

为时间导数；u为正交位移；α为毕奥系数；E为杨氏模量，V为泊松比，u为正交位移u和v组成的位移向量；

为X和Y轴方向上的流体压力梯度与多孔弹性常数的乘积；

所述地下水运动方程用于描述地下水在空隙介质间的流动情况；

所述固体方程用于描述土壤膨胀、外部应力、孔隙压力以及岩石土层中化学膨胀引起的地下土壤的沉降情况。

9.基于多孔介质流固耦合模型的地质灾害预测系统，其特征在于：包括数据采集单元、数据输入单元、水文地质概念模型建立单元、数学模型建立单元、数值计算单元、模拟结果输出单元和分析单元，

所述数据采集单元用于采集待预测地理区域的地质参数，并将所述地质参数传输给所述数据输入单元；

所述数据输入单元用于输入所述地质参数；

所述水文地质概念模型建立单元用于根据待预测地理区域的地理特征和所述地质参数，建立水文地质概念模型；

所述数学模型建立单元用于根据要预测的地质灾害类型和待预测区域的地理特征，将所述水文地质概念模型转化为对应的三维地下水数学模型；

所述数值计算单元用于向所述数学模型输入所述地质参数得到待预测地理区域的位移和应力随时空分布情况的模拟结果；

所述模拟结果输出单元用于采用图形和/或数据文字形式输出所述模拟结果，所述模拟结果用于描述地下水在空隙介质间的流动和地下土壤的沉降情况；

所述分析单元用于根据输出的图形或数据文字模拟结果，预测地质灾害发生的时间、地理范围及形成机理，并给出解决方案。

10.根据权利要求9所述的预测系统，其特征在于：还包括校正单元，所述校正单元用于将待预测地理区域的位移和应力随时空分布模拟结果与实测的位移和应力变化情况相比较，调整所述三维地下水数学模型的参数，使模拟结果在给定的误差范围内与实测结果相吻合。

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