凹陷式开采石灰岩矿区地下水渗流数值模拟

露天凹陷式开采石灰岩矿区的疏干降水过程将形成降水漏斗,并改变区域地下水流场;定量刻画开采条件下的地下水渗流对矿区涌水量预测及相关环境地质问题防治有重要的实际意义。以广东某石灰岩矿区为例,采用地下水渗流数值模型模拟了矿坑开采速度分别为4、5、8 m/a条件下的地下水流场变化过程。模拟结果表明：在开采条件下,研究区地下水位不断降低,水位下降速率与开采速度之间呈正相关关系;开采形成的降落漏斗将延伸至矿区所在水文地质单元边缘,形成时间与速度成反比;区域范围内的地下水位年内动态与降雨季节变化一致,波动幅度随与矿坑距离增加而减小、随渗透系数降低而增加,但受开采速度影响不明显。开采初期,矿坑涌水量随开采深度和开采速度增加而增大;但当矿坑开采深度达40 m时,研究区浅层第四系孔隙水和溶洞裂隙水基本疏干,涌水量基本不再随开采深度增加,以4、5、8 m/a速度开采的矿区稳定涌水量分别为7 970、8 240、9 030 m³/d。该研究结果可为类似石灰岩矿区开采方案设计及周边地下水位动态监测提供参考。     

采动作用下煤矿地下水流场的演变规律

采动条件下含水层结构变化对地下水流场和地下水资源分布具有显著影响.以梨园河煤矿为例,在分析研究区水文地质条件的基础上,结合采动裂隙对含水层结构的破坏程度,采用数值模拟方法,预测分析了该矿采煤20年后研究区不同含水层地下水流场动态特征.结果表明:松散岩类孔隙含水层流场基本保持不变,仅井田北部的导通区地下水位有所下降,局部形成降落漏斗,最大降深18 m;碎屑岩类裂隙含水层受矿井排水影响,地下水位大幅降低,地下水流场变化明显,形成了以井田中部为中心的降落漏斗,最大降深106 m.研究结果可为保护矿区地下水资源与制定防治水措施提供理论依据.     

基于Visual Modflow的刚果(金)迪兹瓦露天矿地下涌水量预测

在露天矿山实际开采过程中,准确预测各阶段涌水量对矿山安全生产具有重要意义。本文以刚果(金)迪兹瓦露天矿为中心建立研究区,采用Visual Modflow数值模拟软件对研究区的边界条件和水文地质条件进行刻画,模拟矿区及周围环境的地下水流场分布。模型预测结果显示,所建模型可较好的模拟研究区地下水流场分布,矿区开采第3年、第6年、第10年的平均涌水量分别为12 100 m3/d、13 400 m3/d、14 400 m3/d。同时,地下涌水量随季节降雨量的变动而发生变化,丰水期涌水量约为平水期的1.5倍,约为枯水期的2倍。通过对矿区各阶段涌水量进行定量分析,可为矿区防排水设计提供了一定的科学依据。     

贵州水银洞金矿矿区充水因素及矿区涌水量预测

在概述研究区的水文地质条件的基础上,分析了贵州水银洞金矿矿区充水因素,并采用集中参数法对矿区涌水量进行了预测.研究表明,下覆茅口组含水层中的地下水是矿区巷道的直接补给源,地表水和降水为间接补给源;最终矿坑涌水量预测为41 904 m3/d.     

巴谢河中游那勒寺灌区环境水文地质影响预测评价

采用水文地质学的数值法,对南阳渠灌溉工程实施后巴谢河河谷那勒寺灌区地下水位的变化及由其产生的环境水文地质问题进行了预测评价。结果表明,地下水流的数学模型及其边界条件概化正确,参数选取合理,预测精度较高。对实际生产问题有一定的指导作用。     

基于数值模拟方法的煤矿开采涌水量预测分析

煤矿开采涌水量的预测对于煤矿的安全生产至关重要。目前矿井涌水量预测方法以解析法、比拟法、数值法为主。选取陕北头道河则、二道河则沟域为研究区,分析沟域及矿区的水文地质条件,构建地下水三维非稳定流数值模型,模拟区内3号煤矿在综采和分层开采两种开采方式下的矿井涌水量及其地下水位变化过程。模拟结果表明：煤矿开采对区域地下水环境造成一定影响;综采方式形成的导水裂隙带高度相较分层开采方更大,且易与第四系潜水含水层导通,导致涌水量增大,从而引起水害。煤矿开采过程中应引起足够重视,注意监测及做好相应预防措施。     

矿井涌水量时间序列多重分形的局部奇异性研究

通过实例计算 ,所得的结果说明了矿井涌水量时间序列具有多重分性的特征 ,局部奇异性则是矿井涌水量时间序列所具有的一种属性。在讨论 4个描述局部奇异性参数有关物理意义的基础上 ,提出了矿井涌水量的奇异性在进行矿井水文地质条件分类、矿区地下水特征分析及矿井涌水量预测方面所具有的理论意义和实际作用 .图 1,表 1,参 8     

一种估计地下水流系统分布式确定性及随机性参数的耦合算法

地下水模拟技术是定量分析地下水资源、地下水环境变化的重要手段 ,准确地用数学模型描述实际水文地质背景的关键是确定边值条件和含水层参数。采用有限元与卡尔曼滤波耦合算法 ,并结合大庆西部地区地下水流系统进行了分析。结果表明 ,该方法既考虑了地下水系统的确定性 ,又考虑了随机性 ,是估计地下水流系统分布式参数 (包括确定性和随机性参数 )的有效方法 ,并可给出参数估计的置信区间和精度 ;该方法所估计的大庆西部地区地下水流系统分布式参数可靠性达 90 %以上一种估计地下水流系统分布式确定性及随机性参数的耦合算法@仵彦卿$中国科…     

废弃矿井地下水回灌模拟分析研究

分析废弃矿井地下含水介质空间特性,根据其大型断裂带分布特征及其分割岩块渗透性等,建立地下水流离散裂隙网络与等效连续介质耦合数学模型。分析地下水系统的水文地质条件,建立废弃矿井地下水回灌模拟模型,为后续地下水模拟计算提供依据,奠定基础。     

悦乐铅锌矿区水文地质条件分析

大井法、水均衡法目前在矿床水文地质勘查中的运用多局限于水文地质条件简单的地区.通过将复杂水文地质条件下的涌水量计算抽象为理想的数学计算,预测坑道涌水量,达到为矿山开采提供水文预测预报的目的.以具有多含隔水层叠置分布地质背景的滇东北地区悦乐铅锌矿区为例,在充分认识矿区地质背景的基础上,采用大井法、水均衡法对其坑道涌水量进行计算,并且取得了较为理想的效果,验证了在复杂条件下两种方法的可行性,为相关研究提供借鉴.     

采动影响下承压含水层水位变化预测模型研究

为研究采动影响下煤层覆岩承压含水层水位变化预测模型,根据采矿岩层移动与覆岩破坏理论,基于地下水动力学原理,建立了基于地下水稳定运动、非稳定运动两种井流方程的覆岩承压含水层水位采动变化数学模型。结合大平煤矿三台子水库下N1S2综放开采工作面水文地质条件及水文监测数据,对模型进行了验证,结果表明:采动影响下承压水的运动为非稳定运动,对应建立的数学模型能更好地拟合覆岩承压含水层水位变化。     

MODFLOW在重庆小泉地区地下热水可持续开发中的应用

在论述小泉地区水文地质条件基础之上,概化并建立MODFLOW数学模型,并采用MODFLOW软件模拟地下热水渗流场,识别MODFLOW数学模型,当所得的模拟水位与实测水位比较接近时,说明所建立的MODFLOW数学模型是正确的,同时也说明了MODFLOW软件在地下热水开发中是可行的.再由此模型模拟不同开采条件下未来的地下热水渗流场,最终得到小泉地区地下热水可持续开采量.     

河北蔚县矿区水资源管理

用水文地质数学模型,对蔚县矿区各井田奥陶系灰岩岩溶水不同设计水平的涌水量进行了预测,根据环境水文地质问题,分析了人工补给的必要性和可能性,建立了矿区水资源系统的管理模型;用对偶单纯形法对之进行了求解,证明了优化管理模型的正确性和可靠性,给出了最佳管理方案,为水资源的合理开发和综合利用提供了途径,收到了较好的效益。     

黑龙洞泉域岩溶地下水水质运移模拟分析

地下水作为中国北方地区的重要供水资源,保护地下水的水质安全是地下水资源合理开发利用的主要问题之一。以黑龙洞泉域作为研究区,以探索羊角铺水源地保护区划分为例,通过采用数值模拟的方法对研究区建立概念模型和数学模型,为减少因模型参数的不准确性带来的误差,当在模型水文地质参数分区时结合遥感影像来确定含水层参数,之后在利用 MODFLOW软件模拟获取地下水流场和以开采井为中心溶质质点向外迁移的运动轨迹,并根据在不同的时间标准内所迁移的距离来确定地下水水源地一、二级保护区。结果表明,利用该方法客观详细地刻画了地下水水质运移的情况,保护区划分的结果可靠、准确,为相关管理部门提供有效合理的依据。     

基于Modflow和ARIMA 模型的峰峰矿区岩溶地下水模拟及预测

为科学有效地了解峰峰矿区岩溶地下水的均衡状态和用水规划实施后未来(2018～2025年)地下水动态变化,通过构建地下水流数值模型(visual modflow模拟程序)和ARIMA降水量预测模型(R语言软件),对研究区岩溶地下水资源量和水位动态变化进行模拟和预测。结果表明,现状开采条件下,峰峰矿区岩溶地下水多年平均补给量为8 726. 62万m~3/a,排泄量为8 937. 96万m~3/a,均衡差为-211. 34万m~3/a,处于负均衡状态。随着矿区用水规划的实施和用水结构的调整,预测2018～2025年岩溶地下水位将呈小幅度波动上升趋势,降落漏斗范围明显缩小。研究成果可为峰峰矿区地下水资源的合理开发利用提供依据和参考。     

Visual-MODFLOW在临汾市土门供水水源地保护区划分中的应用

通过对土门供水水源地的水文地质条件进行分析与概化,建立了研究区的地下水流数学模型。首先应用Visual-MODFLOW软件中的MODFLOW建立了研究区的地下水流场,然后应用MODPATH对水源地开采井进行粒子反向示踪模拟,根据划分地下水源地保护区的时间标准并且结合研究区的水文地质条件,确定了水源地各级保护区的界线。研究成果可为土门水源地地下水的合理开发利用、保护和规划提供科学依据。     

龙王庙北矿水文地质特征及地下水流场模拟

以龙王庙北矿地下水为研究对象,通过整理矿区基础资料,分析得出该矿水文地质特征。利用GMS软件建立地下水流场模型,模拟结果为:区内地下水水位北高南低,东南部水位最低。地下水主要由矿区北部流向东南部;北部接收降雨补给,并渗流至深处,浅层的垂向流速比深层的垂向流速大,北部深层地下水向南部的浅层径流,进而蒸发排泄。模拟结果与实际地下水径流特点基本一致,则此次模拟参数设置合理,模拟结果较为可靠。     

地下水数值模拟中的参数灵敏度分析

将局部灵敏度分析和全局灵敏度分析引入地下水数值模型的参数灵敏度分析中,并以塔里木河下游为例,选取含水层渗透系数、给水度、河床沉积物渗透特性系数及模型输入项的河流水位进行地下水数值模拟中的参数灵敏度分析.分析结果表明,河流水位对地下水数值模型的影响最为显著,而其他参数的影响则相对较小,全局灵敏度分析计算出的参数总灵敏度较小.这说明地下水数值模型比较稳定,可以用于模拟塔里木河下游地下水水位变化情况.