基于抽水试验资料确定含水层水文地质参数

根据现场稳定流抽水试验资料确定含水层文地质参数是野外外文地质工作中最常用的方法之一,但当抽水含水层的边界形态,边界条件较为复杂时,就很难找到合适的公式用来计算水文地质参数,考虑有越流和一侧有隔水边界的影响,基于承压不完整井稳定流抽水试验资料提出一种确定含不层水文地质数的方法。     

边界元法在计算地下水稳定水位和流量中的应用

边界元法是一种新的数值计算方法。该法易于处理无限区域的地下水流问题,并且计算流量也较其他方法准确。本文介绍在二维稳定流的情况下如何计算地下水的水头和流量。承压含水层中的稳定流动,水头H满足拉普拉斯方程。利用格林第二公式,可以得到边界积分方程,即边界元的基本公式。可以用数值方法计算这一边界积分。为此,在边界上选取有限个点,称为节点,两节点间的线段称为单元。本文中选用线性单元和线性插值。引进局部坐标系,可以得到表示H和( H/ n)关系的方程。我们可以选一个节点作为固定的基点,其他节点为动点,对于每一选择都可得到一个方程。依次把每一节点作为基点,可得到N个方程,构成一个线性代数方程组。根据边界条件,每一节点中的H或( H/ n)有一个是已知的,解方程组可求出另一个。解出边界上的全部H和( H/ n)以后,可算出内部的水头和流量。对于非均质问题可划分为几个区域来处理。分界线上要满足相容性方程。对于( H/ n)的不连续点,可用“节点多值法”处理。     

构造边界型求积公式的一个数论方法

我们将[2]中的最优降维展开公式推广到n维的情形,再对公式中的边界型积分采用一致分布点列作为结点,从而用数论方法构造出一类边界型求积公式。我们还讨论了这些公式的逼近阶,给出了一些某种意义下最优边界型求积公式。     

基于大井法和地下水模型系统数值模拟方法的某矿坑涌水量预测对比分析

摘 要：在矿山实际生产过程中,涌水量精确预测具有重要意义。为解决预测值准确度不够的问题,本文运用大井法和GMS数值模拟方法进行某矿坑涌水量双重预测对比分析。采用地下水动力学“大井法”的承压转无压公式：得出最大降深平均涌水量为47948m3/d,最小降深平均涌水量为46501m3/d;使用GMS数值模拟软件得出矿坑平均涌水量为32000m3/d,最大涌水量为38000m3/d。对二者结果进行对比分析：大井法预测公式是在含水层水平、等厚、均质等严格条件下推导出来的,但矿山实际上并没有完全满足公式的前提条件,其预测结果将会偏大;数值模拟方法适应性强,预测精度高,已经被大量应用于各个方面,由该方法得出的数据将会比大井法得出的数据范围小且更为精确。双重预测方法得出该矿坑涌水量的大范围和小范围预测值,结果表明该矿坑涌水量较大是不争的事实,研究成果将为开采矿山提供技术支撑。     

关于C~n空间中全纯函数的积分表示

在C~n(n≥2)空间中由于区域的边界几何结构甚为复杂,因此依据域的边界几何结构,从不同角度,采用不同的方法可得多种形式的Cauchy积分公式。这些积分公式,依其积分域的边界结构,陆启锉教授指出有两种类型。积分域的边界形成一缝空间的链,其中一类是此链中每一缝空间的维数恰比其缝的维数增加一维;另一类是此链     

一类边界型求积公式的构造方法

在这篇文章中,首先将Kratz的精确降维展开方法拓广到n(≥3)维空间,然后应用数论中的一致分布点列构造了一类高维空间中的边界型求积公式。这类公式明显地优于用代数方法构造的边界型公式,它们可用以按任意指定的精度估值多重积分。文中的公式(10)与(13)不仅是边界型的,而且从逼近阶来看都已经是不可能再有实质性改进的了;从这个意义上说,可以称它们为一类“最优边界型求积公式”。当然,本文提供的方法对被积函数是有要求的,即它们应该是二阶线性偏微分方程的解。     

TEM在内蒙古正镶白旗地区水文地质勘察中的应用

利用TEM法,对比分析不同测线视电阻率-深度断面图,得出地下岩层含水层的埋藏条件及富水性,初步确定取水井位;再结合区域水文地质条件,对比分析不同测线中单井涌水量的相对大小,最终确定理想井位.以TEM在内蒙古正镶白旗地区地下水勘察中的应用为例,证明了TEM在确定含水层及井位上的有效性.     

公路隧道建设中涌水量预测方法改进研究仿真

当前涌水量预测方法大多依据已经建好的隧道积累涌水量观测资料进行预测,需要准确的先验知识,预测结果不可靠。提出新型公路隧道建设中用水量预测改进方法,分析了公路隧道涌水过程,针对研究的公路隧道,依据建设公路隧道区域水文地质条件,构建隧道开挖前的稳定流模型。依据钻孔数据和泉流量对构建的模型进行检测,将其应用于涌水量的预测中。将稳定流模型看作公路隧道开挖的模拟非稳定流初始条件,完成对公路隧道开挖过程中涌水量的模拟,获取公路隧道的最大涌水量、正常涌水量和涌水过程曲线。运用变分有限单元法求解上述模型,确定渗透系数和影响半径,从而计算出公路隧道建设中涌水量的预测值。实验结果表明,所提方法具有很高的预测精度。     

关于球域上的边界型求积公式

所谓边界型求积公式是指这样一类公式:它的计值点都分布在区域的边界上。显然,这样的求积公式在实际应用上是方便的。但是直到目前为止,有关边界型求积公式的研究成果还很少,而且差不多都是对园和三角形等平面区域所建立的。对于高维情形的研究工作似乎还未见到。自从徐利冶在[1]中提出一个降维原则以后,就可以把空间区域上的多重积分化为空间曲面上的积分,如果在某种近似意义下,对曲面积分构造出求积公式,那未即可得到所谓边界型求积公式。 本文就是利用[1]中的降维原则及Люсгерник等所设计的球面上的求积公式,对于单位球域构造一个边界型求积公式。     

陕西引红济石工程深埋长隧洞涌水量预测

针对陕西省引红济石调水工程施工中的隧洞涌水问题,在分析研究区水文地质条件的基础上,建立了研究区地下水非稳定流运动问题的三维渗流数学模型,进而根据勘察资料,采用三维有限差分方法建立了研究区三维水文地质数值模型,据此对拟选施工方案中各施工段的涌水量及其随施工进度的变化进行了预测。结果表明,隧洞的涌水量大小在不同的施工段是不相同的,引水隧洞总涌水量主要由通过断裂带时的涌水量组成。根据参数灵敏度分析结果,断裂带及各岩性段的渗透系数变化对隧洞的涌水量影响较大,当各渗透系数均取大值时,隧洞施工期总涌水量可增大一倍以上,各含水层储水参数变化对隧洞施工期涌水量影响小。     

二类受扰Hamilton系统中的混沌

通过一种具体模型,研究连续动力学系统二类受扰的Ｈａｍｉｌｔｏｎ系统;利用在高维中推广的Ｍｅｌｎｉｋｏｖ函数技术,对动力学系统中双曲不变集合进行分析,进而确定了使上述稳定流形与不稳定流形横截相交的参数范围．根据高维映射的Ｓｉｎｄｌｅ－Ｂｉｒｋｈｏｆ横截同宿定理,认为在相应参数范围内的上述模型中,动力学系统存在混沌现象．     

映射的二维不稳定流形计算

针对二维流形求解较困难的问题,提出一种新的离散映射系统二维不稳定流形的算法.该算法以成熟的数值算法为基础,首先通过求初值曲线计算均匀分布的一维子流形,再用三角形有限元逼近相邻一维子流形之间的流形面.计算一维子流形的关键思想是在流形面上找到与当前点相距合适步长的下一点,从而逐步增长流形.该步长根据当前点附近流形的弯曲程度调整.该算法不但可以快速求得流形的直观图像,而且能够准确地反映流形的变化过程.并用超混沌广义Hénon映射不动点的不稳定流形的计算验证了本算法的有效性,此外,通过计算出的直观流形图验证了稳定流形和不稳定流形的相交.     

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。     

榆神矿区曹家滩井田首采工作面涌水量预测

陕北侏罗纪煤田榆神矿区内煤炭资源丰富,但区内矿井普遍受到顶板水害影响。为了准确预测榆神矿区内矿井工作面涌水量,以曹家滩井田122106首采工作面为例,首先分析其导水裂隙带发育高度,判断其2~(-2)号煤回采后上覆含水层的波及情况,而后确定工作面顶板的主要充水含水层,再采用5种方法进行涌水量预测,最后进行对比分析确定涌水量预测值。结果表明:采用裂采比27倍作为导水裂隙带发育高度计算参考,工作面2~(-2)号煤回采高度6 m,导水裂隙带发育高度为162 m,波及上覆主要含水层为侏罗系延安组含水层和直罗组含水层,部分区域波及的风化基岩含水层。采用的5种方法计算工作面正常涌水量分别为404、570、617、464、589 m~3/h;最大涌水量取正常涌水量的1.2倍系数进行计算。通过对比分析各方法的适用条件,确定比拟法的计算值最能够接近矿井生产实际,即曹家滩井田122106首采工作面正常涌水量为464 m~3/h,最大涌水量为557 m~3/h。     

北京地区厚卵石潜水层现场回灌试验研究

深基坑工程中的地下水回灌根据应用目的分为环境控制型和水资源保护型两类,其中环境控制型已经进行了大量的试验和理论研究,而水资源保护型研究较少。本文以北京地铁丰益桥南至终点区间降水工程为背景开展回灌试验,日均回灌量达到94 627.1 m3,实现了抽水量的等量回灌,证明了在厚卵石潜水层中进行水资源保护型回灌的可行性。试验结果表明：单井设计回灌量应以现场试验为准,应用Dupuit理论计算的单井最大自然回灌量18 285 m3/d,远远大于现场试验值1 920 m3/d。抽灌流量相同的条件下,基坑水位降深7 m,回灌池水位抬升6 m,含水层的回灌能力高于抽水能力。回灌水体主要渗流至基坑区域,导致基坑靠近回灌池一侧的地下水位高于另一侧2.5~3.5 m,基坑涌水量较未开始回灌时增加了30.9%。得到的结论为相似地层条件下水资源保护型回灌的研究与应用提供参考。     

循环单井地下水多流态流动特性

为研究循环单井地下水流动机理,引入渗流-管流耦合模型,建立了循环单井地下水多流态流动的统一数学模型,并通过数值模拟与试验结果相比较验证了模型的正确性。该模型将流量边界移至井口,并将井孔壁的流入流出边界转换为求解区域,避免了流量大小和分布的预先给定。应用该模型对一典型循环单井的地下水流动特性进行了模拟计算,结果表明:循环单井运行时,含水层上部产生回灌效应,下部产生抽水效应,地下水通过井孔壁与含水层进行质量交换,算例中循环单井的原水交换比达到29.6%。     

河床渗井出水量的计算

本文通过对河床渗并集水流网与隔水边界附近水源井集水流网的对比分析，应用渗流理论中的镜象法与势叠加原理，推导出了薄含水层条件下井底进水河床渗井的出水量计算公式．经验证，公式精度令人满意，可满足实用要求，而且简单直观．文中还强调了出水量计算中应注意的几个问题．     

裘布依公式的水文地质化学动力学形式

以水文地质化学动力学方程为基础,承压含水层稳定流为例,推演了由水化学指标表示的一维和二维稳定井流的裘布依公式。在讨论化学指标表示的裘布衣公式与原公式关系的基础上,结合水文地质,水文地球化学综合模型,讨论和写出不同区带,各种矿物及相应组分化学指标表示的基本方程式。以山西晋城市新矿区抽水试验及相应的水化学指标,讨论了计算步骤和方法,最后讨论了这类公式可以推广到潜水及非稳定流各种井,梁公式中,以及用水化     

基于特定水化学特征的矿井涌水量构成比例分析

为了解决煤矿开采过程中难以准确掌握矿井涌水量构成比例问题,采用常规水化学分析法对矿井各充水含水层不同平面位置的水化学特征差异进行了分析,结合对相似程度较高的不同充水含水层进行不同配比的水样混合试验分析,确定出各充水含水层的特征离子为K++Na+和SO2-4.根据溶解度大的特征离子在水样混合前后遵守质量守恒原理,通过构建并求解以矿井涌水量构成比例为未知数的多元一次方程式预测的各涌水量占比与实测的各涌水量占比基本吻合。考虑到代表各个充水含水层特征离子含量的水样数据较少和同一含水层同一平面位置不同剖面上水质可能存在差异,应尽可能多地获取各个充水含水层不同平面和不同剖面位置上的水质资料,以求更客观真实地获得矿井涌水量构成比例。     

几类二维映射的Smale马碲不变集的存在性

本文由三部分组成,第一部分,得到了一类二维映射Smale马碲存在的一个判据;第二部分,研究了形如的Hénon映射的混沌性质:第三部分,讨论了De Vogelaere映射存在横截同宿点的条件。从而,对后两种类型的二维映射,获得了系统存在Smale马碲型混沌的参数区域的某些估计。