地浸采铀井场溶浸范围的地下水动力学控制模拟研究

以内蒙某砂岩铀矿地浸井场中抽液孔和注液孔之间的天然地下水流场为研究对象,通过地下水动力学模拟研究地下水的流速场,根据井场边缘注液孔的地下水流速场特征来探讨溶浸范围的确定方法和影响机制。结果表明:单孔抽、注液量对井孔处水位降升、溶浸液运移速度及距离有决定性的影响,其次叠加了地下水流向对井场的影响;由井场边缘注液孔向外的地下水流速随距离增大呈指数下降,地下水的流速场变化控制了溶浸液向井场外的运移距离和井场的溶浸范围。井场溶浸范围在垂直于地下水流向的东、西两侧对称,下游溶浸范围略大于上游,在开采年限5~10年内溶浸范围为60 m左右,比较符合该矿山的浸出效益及环保要求。     

区域流场对含水层采能区地温场的影响

建立三维水热耦合数值模拟模型,对不同地下水天然流动情况下,含水层采能过程中及采能后地温场的演化进行了模拟和分析。结果表明,对于地下水流动较为显著的地区,地温场的变化幅度不仅受地下水天然流速的影响,还与井位布局方向密切相关。区域地下水的天然流速越大,系统停运期抽水井的温度恢复速度越快;对于相同地下水天然流速,地下水流向沿抽水井指向回灌井比垂直于抽灌井对之间连线方向的情况,抽水井温度变化幅度要小。     

傍河污染场地地下水修复技术筛选

针对目前地下水修复技术方法众多,有着不同适用性和优缺点的情况,对不同的污染场地类型国内外尚未形成一套成熟的筛选机制.本文引入IOC(importance order of the criteria)筛选法,以地下水修复技术的修复成本、修复时长、技术有效性、技术可靠性、工人保护及人群保护为筛选指标,以吉林市某废弃工厂为研究区,在结合地下水污染调查和地下水人体健康风险评价的基础上确定了场地地下水的修复目标污染物,根据场地区域水文地质条件分析和目标污染物特性,结合抽出处理、曝气技术、渗透反应墙等地下水污染修复技术特点,筛选出合理的地下水污染修复方案.结果显示,场地地下水中苯并(a)芘的致癌风险超过单项污染物的可接受致癌风险限值,确定为修复目标污染物.经过IOC排序法分析确定,在有效性优先条件下,抽出-生物反应器法是理想的修复技术;在经济优先的条件下,地下水曝气技术适用于该场地的修复技术;综合有效性和经济优先2种条件,组合技术抽出-生物反应器法结合地下水曝气技术适宜于该场地的修复技术.     

含水层参数对同井回灌地下水源热泵的影响

模拟分析了含水层厚度、渗透系数比和不同含水层对同井回灌地下水源热泵地下水渗流和换热的影响．对于合理的水井设计，含水层厚度增大可以减小抽水、回灌压力，显著地提高抽水平均温度．抽、回水口的平均降深与渗透系数比的对数基本成线性关系．从热贯通的角度来说，渗透系数比是同井回灌地下水源热泵系统工程成败的关键．过小的渗透系数比显著加快系统的热贯通．渗透系数大小是抽水和回灌难易程度的决定因素．对于渗透性能不好的含水层，更应该关注抽水和回灌不能时含水层渗透系数产生影响。     

硝酸盐氮污染地下水原位修复的试验研究

在北京北天堂非正规垃圾填埋场进行硝酸盐氮污染地下水原位修复试验研究。通过抽水试验、示踪试验和碳源投加试验,分析了对污染地下水的原位修复能力及效果。试验结果表明,试验获得了指导后续地下水修复试验及数值模拟预测的水文地质参数,试验场区的潜水含水层渗透系数为195.3 m/d,导水系数为781.3 m2/d,给水度为0.167°。在碳源投加试验运行初期,地下水中的硝酸盐氮去除率就已达到45%以上,投加碳源后对地下水硝酸盐氮反硝化作用有很好的强化效果。试验分析方法和研究成果为类似试验研究积累了成功经验,可为地下水原位修复工程应用及推广提供借鉴与参考。     

地浸采铀地下水中放射性污染物迁移的模拟

地浸采铀对地下水的放射性污染是一个倍受关注的环境问题．本文对新疆某地浸采铀矿山井场地下水污染的监测结果进行了分析,建立了地浸采铀井场地下水中污染物迁移的动力学模拟,对污染物在地下水中的迁移规律进行了数值模拟．在地浸生产期间,有少量的放射性污染物U和硫酸向井场外迁移,但污染物：迁移速度和迁移距离都比较小,污染物浓度较低,污染物呈不规则的齿形迁移,U和SO4^2-的迁移规律与迁移趋势是一致．数值模拟对分析地浸采铀矿山地下水中污染物的迁移规律、预测和控制污染物的迁移提供有效的途径和依据．     

地源热泵系统可持续运行地下水热量运移模拟

以成都平原某地下水源热泵系统工程为例,模拟该系统夏季运行期间特定水流和热源条件下地下水流-热量耦合运移过程,分析随各因素变化的地下水热量运移过程对热泵系统可持续运行的影响。基于描述地下水热量运移的对流-弥散数值模型,将热泵系统复杂的井群布设及运行方案简化为对井抽-灌的理想运行模式,选取夏季运行结束时回灌井地下水热量影响范围及抽水井出水温的变幅作为评价依据,定量评价冷负荷设计、抽-灌水井布设方案及系统工作运行模式等因素变化对地下水热量运移过程的影响,为其可持续运行提供理论参考。模拟结果表明,该地下水源热泵系统在夏季运行时抽-灌水井间将发生热贯通现象,其程度强弱受抽-灌循环水量变化的影响相对明显,宜采取大温差、小流量的运行模式.     

抽水井附近地下水流运动特征

利用自主设计建造的三维抽水试验装置,完成了多项潜水及承压水的抽水试验,获得了大量观测数据。试验发现:无论潜水还是承压水状态,抽水井附近观测井的水位变化,均具有距抽水井愈远愈高、愈近愈低的漏斗状分布,围绕抽水井的地下水位降落漏斗是显著的;但同时也出现了新的情况,即每个观测井不同高度观测点的水位,均呈上高下低的特征,说明地下水具有由上到下的运动分量,地下水由周边的供水边界向抽水井聚集运移时,运动方向是下斜向的,潜水如此,承压水也如此。分析认为,这是水头压力与水体自身重力同时起作用的结果。由此推断,在抽水时,承压水含水层顶板靠近补给源具有强势水流通过。     

利用复合固化技术处理油田废弃钻井液

在石油勘探和开采过程中，井场上会留下大量的废弃钻井液和钻屑。这些废弃物存留于井场岩屑池，随着岩屑池的渗漏、溢出、淹没等，会对地下水和地表水产生不良影响，并危害周围生态环境，甚至可能造成污染事故。另外，大面积的废弃钻井液存留在井场，占用了大量的耕地，影响农作物的生长。因此，可以说废弃钻井液处理是长期困扰油田的环保难题。     

抽出处理措施的有效性评价

应用经过拟合的模型,对实例中实施的抽出水处理措施的有效性作了数值模拟分析,结果表明,在模拟时段内场地区碳岩含水层中ＴＣＥ污染羽状体的分布范围及其浓度均有比较明显的减小,去污效率比较理想。已由抽水试验证实,其有利因素之一就是污染含水层介质具有较强的水力传导性,鉴于系统的不确定性,应对抽出处理方案进行多阶段设计。     

HYDRUS-1D在基于过程的地下水污染评价中的应用

 包气带是污染质进入地下水必须经过的介质,对地下水的污染源强起到至关重要的作用。本文应用HYDRUS-1D模型模拟了污染物进入地下水前在包气带中的迁移转化过程,构建了基于过程的地下水污染评价方法。并以某尾矿库为例,进行了污染质在土壤-地下水系统运移模拟与污染评价的耦合研究。结果表明,使用基于过程的地下水污染评价方法与传统单一对地下水进行模拟预测评价的方法相比,能够较准确地反映地下水污染源强的时空变化过程。该理论完善了地下水污染预测评价的方法,为预防地下水污染提供了理论基础及实践指导。     

尾矿氰化物渗漏对地下水污染的动力学模型

通过分析尾矿氰化物渗漏在土壤中迁移机制的基础上,建立了污染物运移过程的耦合动力学模型，模拟了不同时间内氰化物在包气带土层中浓度分布。数值模拟结果表明。氰化物渗漏对地下水污染将产生一定的影响，当降雨量增大时，污染物质可穿过包气带而污染地下水。同时，微生物降解作用对浓度在包气带土层分布也产生很大的影响，这对于定量化评价氰化物类污染物渗漏对地下水污染的潜在性影响提供了可靠的理论根据。     

地下水中污染物运动路径的简便解算方法（一）

解算地下水中污染物的运动路径，以估算污染物的分布范围，对于地下水污染的治理和环境保护是十分重要的．本文拟给出一种基于地下水二维渗流模型的水质点运动路径的计算方法．采用这种方法可以简便地分析污染在渗流区内的分布状况．     

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.     

北京平原地下水流数值模拟情景分析

在非稳定流模型(1995~2014年)基础上设计5个情景:现状(A)、回灌(B)、沉降中心停采(C)、沉降中心部分减采(D)及不同沉降中心不同减采比例(E),对北京平原2015~2030年地下水可持续利用进行分析。结果表明:(1)现状条件下,由于连续干旱及应急水源地的投入运行,北京平原地下水储存量被持续大量消耗,地下水位快速下降;(2)预测期内平均来说,A和B分别消耗1.16×108、0.28×108m3/a的地下水储存量,而C、D、E储存量分别恢复3.52×108、1.18×108、2.83×10~8m~3/a;(3)设计合理情景F:5区(八仙庄)、6区(天竺)和7区(王四营)的工业和城市生活用水分别减采0.51×108、0.12×108、1.76×108m3,总开采量19.28×10~8m~3,F是北京平原未来应采取的最优开采情景。     

地能利用过程抽灌井区热贯通及其定量分析

在地下水源热利用过程中,抽、灌井区热贯通导致地能利用的衰减已经成为逐步显现的工程问题.针对几种典型井群布置模式下的热贯通问题,利用模拟计算手段,比较了抽、灌井区的热贯通时间差异和程度.通过衡量井群区域温度的扩散传输范围和速率,定量分析判断能量利用过程中的热贯通效应,为控制热贯通提供衡量参数和控制依据.研究表明,在一定的抽、灌热流动条件下,井群布置方式决定着热贯通的影响范围和程度,以及对抽灌井区能量的有效利用程度有着明显影响.     

抽水引起含水层变形对渗流场的影响分析

通过分析抽水引起含水层变形机理，推导出了考虑单元体位移的渗流方程，提出了抽水引起含水层变形对渗流场影响的数学模型。算例分析认为，在抽水渗流场定量计算时，单元体位移和含水层变形对渗流场都有一定的影响，特别是当弹性释水系数较小时，单元体位移对渗流场影响较大。