考虑含水层非稳定流的弱透水层-维固结解答

基于一维固结理论,采用抽水条件下含水层非稳定水位作为弱透水层固结边界条件,建立含水层抽水引起相邻弱透水层固结的数学模型,利用分离变量法,提出弱透水层的孔隙水压力和固结变形的解析公式,对比分析非稳定孔压和定孔压边界条件下弱透水层的固结发展规律.结果表明:考虑含水层非稳定流的弱透水层一维固结解较真实地反映抽水期间弱透水层中孔压消散和固结变形规律,为含水层抽水条件下弱透水层固结问题的合理分析提供了一条新的途径.     

弱透水层释水过程中水力参数响应规律

为了提高地下水运移模拟、地下水资源评价和地面沉降预测的精度,利用室内试验分析弱透水层释水固结过程中水力参数的变化规律。基于相邻含水层降深恒定且初始时刻水流稳定条件下弱透水层释水量的解析解,提出参数求解的配线法,利用研制的试验装置进行试验研究。结果表明:弱透水层释水过程中渗透系数和贮水率逐渐减小,固结系数变化不大。试验中土层的渗透系数和贮水率分别减小了52%和59%。弱透水层水力参数恒定不变的假设会对其释水量的计算造成较大误差,取弱透水层固结变形初始阶段的贮水率,计算结果比实际释水量大;取固结变形结束阶段的贮水率时则相反。     

基于Trefftz法的沿海越流含水层系统地下水研究

本文提出使用Trefftz法结合时空配点法建立沿海越流含水层系统承压地下水暂态模型的首创性研究。本文利用分离变量推导了越流含水层地下水控制方程的Trefftz基底,并通过叠加以获得满足控制方程的近似解。基于时空坐标系统,求解越流含水层系统承压地下水的暂态流动情况。本文运用该方法将数值解与解析解进行对比和精度研究,结果证明了Trefftz法研究越流含水层系统地下水的可行性。此后,进一步针对沿海地下水进行数值模拟,并与有限差分法进行比较分析,结果不仅准确地描绘了地下水波动特征,更加表明了Trefftz法在沿海越流含水层系统地下水研究的适用性。     

承压水基坑突涌机制离心模型试验与数值模拟

软土地区的深基坑工程,在承压水作用下容易发生管涌、流土和隔水层整体顶升等形式的突涌破坏.结合紧邻地铁枢纽深大基坑工程,设计了基坑突涌离心模型试验,模拟不同承压水位作用下黏性土体隔水层突涌状态,并建立有限元数值模型,分析试验水位压力下坑底土体的应力应变机制.离心模型试验和数值模拟结果表明,在承压水压力作用下,坑底隔水层产生向上的隆起变形,并且基坑中间位置变形量大,随着水位的升高,土体变形曲率增大;基坑围护墙附近的隔水层土体剪切应变大于体积应变,而隔水层与承压含水层的界面处体积应变较大,产生水压楔裂作用并形成有效应力为零的区域;黏性土体隔水层在剪切效应与界面楔裂效应的共同作用下,发生整体顶升破坏.     

全球气候变暖和人类活动对地下水温度的影响

以吉林中部平原区为例,通过对123眼地下水观测井水温多年观测数据的整理分析,论述了孔隙潜水、孔隙承压水和白垩系孔隙裂隙承压水温度的多年变化特征.采用灰色父联度分析法分析了影响地下水温度变化的主要因素,计算了各含水层地下水温度与地下水埋深、气温、降水量之间的关联度.研究结果表明,从20世纪80年代初到2001年的20 a间,3个含水层的地下水温均呈上升趋势.各含水层水温上升的主要因素不同,孔隙潜水和孔隙承压水温度上升变化的主要原因是全球气候变暖;白垩系孔隙裂隙承压水温度上升则主要是由该含水层被强烈开采、水位大幅下降、上部潜水补给作用加剧所致.     

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。     

考虑三维抽水压密变形的粘弹性越流理论

研究夹有弱透水层的双层含水层组的渗流问题，提出了考虑含水组土骨架的三维粘弹性抽水压密变形的越流模型，得到了模型的严格解，用于计算粘弹性含水层组中地下水位的变化。并给出了计算实例。     

苏北平原隐伏玄武岩地下水研究

针对苏北平原地表水污染严重,深层承压水成为主开采层,在大量抽取地下水之后,依然存在高水位地区的问题,对连云港、淮安、扬州、泰州和盐城等地的河水、地下水进行采样,测试分析了样品的氢氧同位素以及水化学特征。结果表明:苏北平原承压水氢氧同位素相对于地表水和浅层地下水贫化,并非来自当地降水下渗以及上部含水层越流补给,补给源具有明显的同位素贫化的特征;地下水接受现代降水补给,承压水中测到明显的来自核试验的氚;地下水水岩反应以硅酸盐反应为主,上新世以来东亚地区发生了多期火山喷发,第四纪地层下的隐伏玄武岩地区可能是深层地下水发生水岩反应并产生偏硅酸的主要含水层,而后这些富含偏硅酸的地下水通过断裂带运移到第四纪承压含水层中。     

黄河三角洲浅层地下水中氢氧同位素的特征

结合前人的研究成果和施工的钻孔资料，基本查明了黄河三角洲浅层地下水的分布和埋藏条件，分析了该区地下水和黄河水的氢氧同位素组分（18O、D和T）. 研究结果表明：(1）黄河三角洲地下浅层有潜水和承压水两个含水层，两者来自完全不同的水源； (2）潜水起源于黄河水和大气降水的入渗补给，与黄河的水力联系强，属于大气成因溶滤水；潜水水交替条件较好，平均停留时间约为5.30年； (3）承压水是海侵时侵入的海水和古大陆水混合后沉积下来的水，与黄河水的水力联系弱，属于沉积水.     

地下水作用下土壤水蓄量变化及其 对蒸发通量影响的模拟

将基于数值积分的土壤水平衡计算与稳态蒸发通量解析解相耦合,提出一种逼近Richards方程的迭代计算模型,分析不同地下水位下土壤水蓄量变化及其对土壤水蒸发量和潜水蒸发量的影响。采用Hydrus-1D模型对迭代模型进行对比验证,并将模型应用于安徽五道沟实验站地下水埋深分别为0.4 m、0.6 m和1.5 m的3个蒸渗仪的土壤水蓄量变化及蒸发通量的模拟。结果表明,迭代模型具有较高的计算精度,能较好地模拟受地下水位以上毛细管力作用的土壤水蓄量动态过程及蒸发通量,还能反演不同地下水埋深下的土壤渗透系数和孔径分布系数。     

银川平原地下水同位素特征分析

地下水同位素特征表明银川平原地下水具有不同的补给模式。贺兰山洪积扇单一潜水主要接受山区侧向径流及大气降水补给;青铜峡洪积扇单一潜水及冲湖积平原上覆潜水,主要接受黄河灌溉水的入渗补给。天然状态下,承压水为古地质时期补给形成的“古水”,地下水交替缓慢;开采状况下,平原东部承压水受到了现代补给水的影响,潜水越流量占补给量的50%左右。针对平原区不同的水文地质条件及循环特征,建议采取相应的措施,合理开发利用水资源。     

上海市陆域承压含水层水位动态演化影响因素探究

地下水水位动态演化具有明显的地方性特征.分析了2005~2013年各影响因素对上海市外环线内侧陆域各承压含水层最高水位和水位最大变幅的影响,发现全年降水量、地表水年径流总量、长江干流年过境水资源总量、第Ⅲ承压层地下水实际人工回灌量等对其都没有显著影响;太湖流域年过境水资源总量与其存在显著的中度正相关关系;地下水实际人工回灌量对其影响非常显著,属于强相关关系.     

顶峰山矿区水文地质特征与防治水措施

 顶峰山矿井地下水系统包括第四系孔隙含水岩组、煤系基岩裂隙含水岩组、栖霞灰岩裂隙-岩溶含水岩组和老空水;矿井充水水源有大气降水、含水岩组、断裂构造带和老窑积水,其中对矿井有突水危险的主要是导水性断层和老窑积水;由于矿井内发育的导水性断层为岩溶水进入煤系提供了通道,防治水的重点工作是探查导水性断层和老窑积水区,导水性断层的探查主要采用高分辨率三维地震勘探和瞬变电磁法相结合的探测方法;防治方法可根据实际情况采用留设防隔水煤（岩）柱、截流堵水、疏水降压和注浆加固等措施;老窑积水主要分布在F5断层以北地区,采取钻探与物探相结合的方法进行探查,主要防治方法为留设防水煤岩柱和探放水。     

粘弹性多孔介质第三越流理论的研究

本文研究了夹有弱透水层的粘弹性双层含水层组的渗流问题,提出了粘弹性多孔介质中的第三类越流模型,给出了该模型的严格解,得到粘弹性含水层组中各层水位变化的计算公式。并给出了计算实例。     

滹沱河地下水超采区人工回灌的水岩相互作用模拟

人工回灌条件下回灌水与地下水混合带的水岩相互作用是决定地下水水质演化和含水层发生化学堵塞的关键过程。为研究人工回灌对滹沱河地下水超采区水质演化的影响,以石家庄市人工回灌场地为例,利用石津灌渠水作为回灌水源,通过室内实验结合反向水文地球化学模拟揭示回灌层位地表水与地下水混合带的水-岩相互作用机理。结果显示：混合带水的TDS（total dissolved solids）变化特征表现为先增大后缓慢降低,且地表水占比越大、含水介质粒径越细,则其变幅越大;混合带水中主要离子质量浓度变化特征受混合、碳酸平衡、溶解-沉淀、阳离子交换及硝化作用控制,其中K⁺、Ca²⁺、SO₄^2-质量浓度主要受溶解-沉淀作用控制,Na⁺、Cl^-、HCO₃^-、NO₃^-质量浓度主要受混合NO₃^-作用控制,Mg²⁺质量浓度主要受阳离子交换作用...     

淮北平原西部孔隙承压水盆地限采效果预测

对地下水超采实行限采是水资源管理的重要工作内容,而对限采效果的预测,将有助于限采方案的顺利实施;文章以安徽淮北平原西部孔隙承压水盆地为例,利用承压水流系统的数值模拟模型,评价研究区孔隙承压水的开采状态,制订限采技术方案;预测限采后承压水位的变化过程,在其基础上讨论限采效果。     

含水层重力-温度-介质压缩驱动水流分析

含水层水流在重力势－介质压缩作用下,水头随介质压密而增高,渗流速度随介质压密而减小。含水层水流在重力势－温度差－介质压缩作用下,当温度不足以改变流体的物理性质时,水头与温度分布有关,线性温度分布对水头无影响,而非线性温度分布使水头随温度升高而增高;当温度足以改变本的物理性质时,水头随温度升高而增高。     

全球气候变暖和人类活动对地下水温度的影响

以吉林中部平原区为例,通过对123眼地下水观测井水温多年观测数据的整理分析,论述了孔隙潜水、孔隙承压水和白垩系孔隙裂隙承压水温度的多年变化特征.采用灰色关联度分析法分析了影响地下水温度变化的主要因素,计算了各含水层地下水温度与地下水埋深、气温、降水量之间的关联度.研究结果表明,从20世纪80年代初到2001年的20 a间,3个含水层的地下水温均呈上升趋势.各含水层水温上升的主要因素不同,孔隙潜水和孔隙承压水温度上升变化的主要原因是全球气候变暖;白垩系孔隙裂隙承压水温度上升则主要是由该含水层被强烈开采、水位大幅下降、上部潜水补给作用加剧所致.     

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。     

地下含水层热储井位置选择和布置

地下含水层热储开发技术面临一系列问题,寻找适合热储用的含水层和合理布置热储井是解决问题的第一步.综合考虑含水层的地质结构特征,适合热储的含水层应该是承压含水层,热储应该采用同层方式.单个热储井的影响半径可以通过热平衡和热扩散原理求得.合理布置热储井间的相对位置,可以有效抵消原有地下水的流动以及渗流系数不一致的影响.利用井之间的渗流耦合作用,在热储井之间布置调节井,主动控制热储水的波及范围,可以实现热储井布置的相对"紧凑".