采动影响下任楼煤矿地下水流三维数值模拟

为了再现采动对主要充水含水层地下水流场的影响程度及其控制机制,在系统分析任楼煤矿地质与水文地质条件的基础上,采用FEFLOW软件建立了研究区地下水系统概念模型和数学模型及相应的地下水系统数值模型,合理开展了采动影响下四含、煤系、太灰与奥灰4个主要充水含水层近期渗流场特征的数值模拟。研究结果表明:从平面上,四含在研究区东部出现一低水位分布区,煤系在采动影响范围内典型断层局部附近渗流异常;从空间上,煤系在采动影响区垂向水位等值线发生偏转并与含水层顶底板近于平行,四含与煤系之间的隔水层水位等值线也近于平行,但在采动影响区内平行等值线密度最大;太灰与奥灰地下水流从平面与空间层面上均显示原来的运行状态;近期采动对任楼煤矿四含与煤系2个含水层影响最为显著。     

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.     

新疆某地浸采铀矿山退役井场地下水污染特征

地浸采铀对地下水的污染及退役后地下水的复原是铀矿冶工业中的一个重要环境问题.本文对某退役地浸井场地下水的污染状况进行了系统的监测与分析.地浸生产对矿层上部和下部的含水层没有影响,各项指标处于该区地下水的本底范围内,也符合Ⅲ类地下水水质标准.地浸对采区内含矿含水层地下水造成严重的污染,污染组分主要有SO2_4、NO3_、H＋、U、Ca、Mg、Ba、Fe、Cu、Zn、Pb、Mn、Cd、As、Ni、F等,污染物的来源包括地浸生产中加入的化学试剂和岩石、矿物中的各种常量元素、微量元素被浸出释放进入地下水中.污染范围主要分布在地浸采区内,对采区上游地下水的污染影响较小;对采区下游地下水的污染程度较高,污染范围已达到采区下游700~1000 m.退役后天然地下水流场的恢复导致污染晕圈向井场下游迁移,但是由于岩石的“自然净化”作用导致污染物浓度随水流方向显著降低.     

毛乌素沙漠南缘煤矿开采涌水及其对浅层地下水影响的预测分析

在毛乌素沙漠南缘煤矿区水文地质特征分析的基础上,构建矿井涌突水预测的地下水三维流数值模拟模型。研究结果表明,矿井涌水量主要来自浅层地下水蒸发量和溢出量的减少,以及地下水储存量的释放;矿井涌水形成了与采空区形态基本一致的浅层地下水位降深场。研究后认为,矿井涌突水量的大小,主要受覆岩垂向渗透性能强弱以及覆岩之上含水层富水程度的影响;矿井涌突水量的极值差与极值比,基本能够反映覆岩之上含水层地下水对矿井涌突水量的贡献与影响。煤矿采空区之上覆岩垂向渗透系数(0. 01～1. 0) m/d,对应的矿井涌突水量变幅最大,增速最快;采空区导水裂隙带一旦导通上覆第四系或白垩系含水层(即覆岩垂向渗透性能的大幅增强),覆岩之上含水层的地下水就会大量漏失,甚至出现疏干含水层的现象,这对浅层地下水流场和溢出量都会造成巨大的影响。     

应用Visual MODFLOW墙体边界模拟断层及工程实践

地下水流数值模拟计算软件Visual MODFLOW的墙体边界(wall)又被称为水平流障碍边界(Horizontal-Flow Barrier,HFB),可用于模拟地下含水层系统中薄层、垂向和低透水性、对地下水水平流具有阻碍作用的物体.在分布有众多压扭性隔水断层的淮北地区,应用墙体边界模拟断层,用Winston提出的方法对与网格线呈夹角关系的断层水力参数进行修正,选取23条对研究区地下水流具有控制作用的断层,对研究区进行地下水流数值模拟.计算结果表明,研究区地下水流受断层的影响显著,应用墙体边界对断层进行模拟的方法能够较好地反映出断层的这种影响作用.图7,表3,参11.     

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。     

GMS在地下水数值模拟中的应用——以云南文山州某水库为例

地下水数值模拟是预测、评价地下水资源环境问题的常用方法,为具体水文地质问题的解决提供良好依据.GMS作为地下水模拟软件中的代表,模拟应用十分广泛.根据云南文山州某水库建设项目水文地质条件,主要运用渗透系数分区及三维渗透张量的方式对含水层各向异性渗透性进行表征,应用GMS进行地下水流场模拟,分析了水库建设对流域内地下水流场的影响,为裂隙岩溶水数值模拟研究提供一定依据.     

北京市潮白河冲洪积扇地下水流动和更新模式的水化学和同位素标记

用水化学和同位素示踪法揭示了北京潮白河冲洪积扇地下水的流动模式和更新演化规律.研究区地下水的水化学类型由上游的Ca-Mg-HCO3型逐渐过渡到下游的以Na-HCO3型主,表现出明显的时间累积效应.降水是研究区地下水的主要补给来源,在补给过程中受蒸发作用影响强烈.研究区地下水的流动和更新过程主要存在局部流和区域流两种模式,其中前者主要存在于山前平原区和浅层地下水(均为潜水)中,以垂向流动为主,地下水具有很强的更新能力;后者主要指整个研究区的深层(承压含水层)地下水流系统,该水流系统的主径流方向为密云→怀柔→顺义→通州,以侧向水平径流为主,局部垂向入渗作用明显,地下水参与现代水循环微弱,径流途径较长,地下水更新能力很弱.     

地铁车站止水帷幕对南京秦淮河古河道地下水流场的影响分析

以横穿秦淮河古河道的南京地铁1号线许府巷站为例,研究探讨了古河道含水层中设置大深度止水帷幕-地下连续墙前后以及不同止水帷幕插入含水层深度情况下地下水渗流场的变化规律.结果表明,在古秦淮河这一特殊水文地质条件下,地铁车站止水帷幕对地下水流场的影响比较严重,纵向影响范围达200 m以上;止水帷幕在墙前后引起一定程度的地下水头差,由此诱发附加土体沉降、地下结构物两侧不对称荷载或者其他工程灾害;止水帷幕插入承压含水层不同深度的情况下,地下水流场的变化规律各不相同,插入深度越大,影响越明显.     

地下储气库天然气运移的等效渗流模型

考虑含水层型地下储气库水平尺寸远大于垂向尺寸的特点,建立含水层型地下储气库天然气运移的等效渗流模型.所建模型通过垂向积分并沿储层垂向高度平均将复杂的含水层型地下储气库三维渗流问题简化为二维平面问题.利用所建模型计算中国某拟建封闭含水层型地下储气库注气后储层含气饱和度和储层压力的变化,对比所建模型与传统三维渗流数学模型的...