尾矿库堆积过程污染物运移模拟分析

以攀西地区安宁河流域某尾矿库为例,在分析库区水文地质条件基础上,利用Stiff图进行了库区地下、地表水水化学组分对比分析,结果表明安宁河旁井水水质受尾矿库影响较大。进一步选取典型剖面,利用Visual MODFLOW软件建立了二维地下水流模型和污染物运移模型,取得了典型剖面的地下水动力场,对现状尾矿库进行时空离散化,将其20a的尾矿堆积过程概化为动态变化的污染源边界,基于水化学分析结果选取氟化物作为模拟因子。根据尾矿库下游井点氟化物浓度的观测数据反演了污染源的污染强度,模拟结果也证明该尾矿库防渗措施不够严密,导致了库下游地下水的污染。     

ASMWIN在镇江市地下水渗流模拟中的应用

随着人口的增长、工农业生产的发展和人们生活水平的提高,对地下水资源的需求量不断增加.地下水的运动方式是地下水在岩土空隙中的渗透流动,简称渗流.加强对地下水渗流的分析和研究,进行地下水资源评价和地下水变化趋势的预测,对指导地下水的合理开发利用及确保地下水供水工程安全等是非常重要的.目前,地下水水流模拟的研究方法很多,分别适用于不同的水文地质条件.作者采用的是德国的ASMWIN软件,它对二维地下水水流和污染质运移过程的模拟具有较高的可靠性,而镇江市孔隙潜水的水流为二维流动问题.故将该方法应用于镇江市地下水水流模拟,研究结果表明,该软件操作方便,求解结果与实际的水文地质条件高度一致,具有广泛的应用前景.     

GEO-SLOPE 在岩土工程地下水中的模拟应用

数值模拟方法是评价地下水水质、模拟自然界一些水文地质过程中发生和发展的主要手段之一.GEO-SLOPE是目前国际上比较盛行的、且被水文工作者认可的岩土工程设计软件,它具有强大的模拟功能.该文采用该软件的二维地下水流和溶质运移的模拟评价的标准可视化功能,模拟贵阳大坝地区的地下水流情况,通过对模型的校正,取得了比较满意的结果.所构建模型,能较好地反映出当地的当地水文地质条件.运用该水质模型,可在一定程度上预测大坝地区地下水水质的变化.     

淄博市张店化工园区地下水污染预测

以淄博市张店化工园区为例研究人类活动对岩溶水水质的影响,在查明研究区附近地层的岩性、地下水的补给、径流与排泄条件及其水化学特征的基础上,采用Visual Modflow三维流数值模拟软件,建立地下水流模型和溶质运移模型,模拟预测化工区建设后对地下水环境的影响。研究表明,20年后石油影响距离至园区东部350 m,影响面积达3万m2。园区建设将对地下水环境造成严重污染,必须及时做好防渗,同时加强研究区及其周边地下水的监测工作,防止优质饮用地下水资源的劣变。     

MODFLOW在三门峡铝土矿疏干排水模拟中的应用

根据三门峡铝土矿区地层分布、地质构造及水文地质条件,对矿区赋水的寒武-奥陶系灰岩岩溶裂隙含水系统水文地质条件进行概化,建立了地下水流数学模型,采用Visual MODFLOW有限差分方法模拟地下水位变化和预测涌水量.结合矿区群井抽水试验地下水位观测资料对地下水流数学模型进行校正和参数反演,利用校正后的数学模型和参数预测井在不同采矿设计疏干水平下地下水的水位分布和矿区涌水量的变化,为有效防治地下水和安全合理开采铝土矿提供可靠的依据.     

秦王川盆地南部地下水流场数值模拟

地下水数值模拟是地下水在多孔介质中分布过程机理的模拟,借助Arcview GIS和Aqua3D专业地下水水流模拟软件,根据研究区水文地质勘探资料、抽水试验及地下水水位长观资料,建立了秦王川灌区南部地下水非稳定流的二维模型.采用Galerkin有限元三角形网格剖分技术,求解模型,运用识别后的模型预测了秦王川灌区南部在达到设计水平年条件后,5年内地下水位将平均上升0.98 m,盐渍化范围将进一步扩大.     

基于MODFLOW的山区地下水径流数值模拟

以祁连山大都麻河流域上游为研究区域,采用等效多孔介质的方法,利用DEM以及其他的降雨径流资料,尝试利用MODFLOW模拟山区地下水径流.考虑到山区地形复杂,地下水变化大,本文将河流概化为排水渠边界,设置两个模型分别代表不同的地下水活动层厚度.通过查阅资料及模型调试,得到模型a,b的山区基岩补给量分别为降雨量的2.762%,0.103%,模型a,b的年基流量分别为地表径流量的79.307%,77.57%,地下水蒸散发都为潜在蒸发量的36%,模型a,b的降雨补给量分别为降雨总量的67%,21%.本文利用有限的水文地质资料概化了缺乏资料山区的地下水运动,并模拟得到山区基岩补给量及基流量,为未来山区地下水勘探提供参考.     

基于数值模拟的北京密怀顺地区地下水资源调蓄研究

通过收集北京密怀顺地区多水源(南水北调水源和再生水源)与当地地下水的水位、水质监测资料,建立了多水源入渗条件下地下水水流和溶质运移模型,探讨多水源补给对地下水环境的影响,并通过构建多水源入渗条件下多情景地下水调蓄模型,筛选最优方案.结果表明:2007—2016年约有4.5×108 m3再生水及南水北调水经未防渗河道自然入渗地下,使得入渗补给区地下水水位显著上升,其中南水北调受水区地下水位最高抬升为13.99m.再生水入渗使受水区地下水Cl-质量浓度升高,各再生水Cl-污染晕向中心漏斗区迁移,南水北调水源使地下水中Cl-质量浓度降低,在地下水入渗补给过程中主要起稀释作用.在情景分析中,筛选出方案Ⅳ最优,既能够增加地下水资源量,又能有效阻滞再生水入渗区的地下水Cl-高质量浓度污染晕向下游迁移.     

酸性矿井水对地下水污染规律的数值模拟研究

以溶质运移理论为基础,分析了酸性矿井水在含水层中运移的规律,充分考虑了地下水密度变化对浓度分布的影响,在综合考虑对流扩散、吸附解吸、生物降解条件下建立了酸性矿井水在地下水中运移的耦合动力学数学模型,采用Galerkin有限元方法和Picard迭代法相结合对耦合模型进行了离散,通过室内土柱实验求得了基本参数并对地下水污染的动态过程进行了仿真模拟,预测了污染浓度的时空分布特征,并结合实际观测数据进行对比分析.结果表明:污染面积随时间推移不断扩大,且纵向扩散显著;不同组分由于各自特征的巨大差异,污染程度也有很大差别.此研究对预测预报酸性矿井水迁移归宿、评价环境质量、资源化利用以及环境污染的治理与控制等具有一定参考价值.图9,表1,参5.     

三峡库区地下水双酚A运移数值模拟

双酚A（BPA）是一种能够对人类及动物产生重大威胁的环境雌激素。以BPA为目标污染物,以三峡库区重庆市茶园新区为例,利用VSAFT2软件建立地下水水质模型并分析库水位变化、地层非均质条件和土壤吸附作用因素对BPA在地下水环境中运移规律的影响。研究中通过假设茶园新区渗透系数分布特点,以变异系数为非均质划分标准,模拟了变异系数分别为0.237、0.529和0.748条件下,BPA在地下水中的运移过程。结果表明：BPA运移速率和运移量随水头边界值的增加而增加,运移能力与地下水水力梯度值呈现正相关;非均质性越强,BPA运移速度越慢;土壤吸附作用在一定程度上会阻滞BPA在地下水的运移过程,对流与弥散均发生延迟;经参数敏感度分析,饱和渗透系数对模拟结果的影响较大。     

倾斜煤层采动影响下的挤压变形区移动变形特征分析

以重庆南桐矿区为工程背景,通过三维数值模拟方法,对倾斜煤层在三种不同开采宽度工况下上覆岩层移动挤压变形区特征进行了研究。结果表明:采宽由80 m增加到160 m时,煤层与岩层交接处应力变化较小,挤压变形区地表下沉速度较为缓慢;采宽由160 m增加到240 m时,煤层与岩层交接处应力变化非常显著,挤压变形区地表产生明显下沉;不同的开采工况下,挤压变形区沉陷位移都会出现一个峰值,且位于开采区下山方向,挤压变形区沉陷值受水平应力影响较小,走向和倾向方向的沉陷值以该峰值曲线呈中心对称。     

急倾斜矿体开采岩体移动规律与变形机理

为了研究急倾斜矿体开采的岩移规律与变形机理,采用数值模拟的方法,对急倾斜矿体在高构造应力和自重应力2种条件下的岩移特征进行对比分析.研究结果表明:当开采区在竖直方向上的高度远小于矿体在水平方向上的长度时,在这2种应力条件下都具有类似水平矿体开采的地表岩移特征;反之,在高构造应力条件下,急倾斜矿体开采地表出现双沉降中心的现象,而在自重应力条件下只存在单沉降中心;在高构造应力条件下,急倾斜矿体开采在地表移动变形量、移动变形影响区规模及地表宏观变形破坏特征上与自重应力条件下相比都有较大差异,原岩应力场中作为特征量的最大主压应力的取向对岩移行为的影响是产生这差异的根本原因.     

数值模拟在评价含油污水对地下水污染中的应用

建立了耦合入渗带与潜水层的地下水渗流和石油污染物迁移的数学模型,给出了模型的数值解。针对可变潜水面边界给出了节点变性和迭代求解方法。在认识大庆宋芳屯油田基本条件的基础上,运用实际地质、水文地质条件和上述模型,对宋一联合站含油污水外排环境的污染范围、程度和自净作用进行了模拟分析。含油污水外排不仅造成土壤的严重污染,而且由于土壤自净能力的降低,最终将使污水以原生浓度进入含水层。由于含水层处于饱水状态,生物降解能力和对污染物的吸附能力不如表层土壤,因此,污染物将在很长的时间内存在于含水层之中。本研究对含油污水外排所造成的土壤和地下水污染提供了定量评价方法。     

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。     

某煤矿导水裂隙带发育高度计算

 某煤矿北翼充填采区地层以奥陶系灰岩作为含煤地层基岩,其上覆岩层中第四系孔隙承压强含水层全区发育,研究充填开采后导水裂隙带发育高度对实现安全开采具有重要意义。本文以等效采高为基础,利用理论计算、数值模拟、相似材料模拟3种方法对某煤矿导水裂隙带发育高度进行预测,得出导水裂隙带高度分别为12.72,12.50,14.28 m。结果表明：3 种预测方法相比较具有良好的吻合性,对某矿井的水体下安全开采实际工程实践提供了重要的理论依据。     

承压水体上采煤底板断层突水规律的研究

为了分析底板含水层水压及采动矿压对底板隔水层岩体上部与下部的影响与破坏，应用了相似材料模拟试验以及断层附近底板突水的力学分析方法，对底板突水机理有了进一步的认识；同时，由断层附近底板突水的力学分析方法所得到的理论计算结果，也可以作为判别类似条件下遇断层时承压水体上采煤是否安全的依据。     

潍坊市沿海地区卤水资源的开发利用与管理

针对卤水资源在开发利用和管理中存在的区域性降落漏斗、淡咸水分界线南移、卤水质量浓度下降等问题,在分析研究区水文地质条件的基础上,运用非稳定流法和地下水数值模拟方法,进行卤水开采优化布局,提出3.56×108m3/a的开采规模及7.5年开采年限,为实现卤水资源的合理开发利用提供理论依据。     

膨润土-砂混合物缓冲层径向热传导性

膨润土-砂混合物作为高放废物处置库缓冲材料,在核废料衰变热影响作用下,其稳定性及物理力学性能产生显著变化,这对缓冲回填材料的包封阻隔作用及处置库的安全运行产生重要影响。本研究采用自行设计的装置对按比例缩小后的不同干密度、含水率、掺砂率试样进行热传导模拟试验,并对试验过程进行热-力耦合数值模拟分析,得到了缓冲层温度、应力和应变的变化及分布情况。结果表明,增大试样干密度、含水率和掺砂率均可提高导热性,应力和应变也随之增大,且不同含水率试样产生的结果变化显著;缓冲层靠近热源的位置温度、应力和应变最大,且沿径向方向减小,初始时刻各值变化显著。     

软弱风化薄基岩赋存特征及其采动覆岩破坏规律

从矿区软弱风化薄基岩的赋存特征、赋存规律及矿区上覆水体类型和水文地质条件入手进行分析,结合相似材料模型模拟试验,获得了研究区薄基岩下开采覆岩破坏的基本规律及“三带”的发育特征.对薄基岩下采煤厚度3 m时的垮落带及导水裂隙带发育高度进行计算,计算结果分别为11.5m和42 m.根据地质采矿条件利用离散元数值模拟对薄基岩开采上覆岩层矿压运动规律进行了研究,结果表明,基岩较薄条件下,老顶来压断裂步距小,工作面前方支承压力分布范围为12 m,支承压力峰值点在工作面前方4～12m内,小于厚基岩工作面,但工作面矿压显现明显;对不同煤层采厚情况下垮落带的高度与导水裂缝带的发育程度进行确定;为煤层安全开采提供定量判据,为防治水工作提出相应的措施.