岩溶区地下工程裂隙渗流突水数值模拟研究

随着岩溶区地下工程的大量建设,岩溶裂隙突水频发并逐渐成为制约地下空间建设发展的瓶颈问题.采用简化的裂隙非饱和渗流计算方法,通过多场耦合分析数值模拟软件COMSOL Multiphysics研究了裂隙岩体的非饱和渗流特征及裂隙对渗流的影响.通过对复杂的溶洞-裂隙系统进行科学简化,建立了一种岩溶区地下工程裂隙导通突水模型,并采用此模型开展了裂隙渗流突水数值计算.结果表明:裂隙对岩体渗流产生显著影响并会造成渗流强烈的各向异性;地下水大都将沿着优势渗流通道运移,而较少渗流到其他阻渗性强区域,因而形成相对集中的突水点.研究结果可为岩裂隙渗流和连通提供思路,为岩溶区裂隙突水理论和防治提供参考.     

贵阳市地下水位监测网优化分析

贵阳市现有地下水位监测网存在空间布局不合理等问题,限制了地下水工作的进一步研究,为了更加合理的掌握地下水时、空分布信息,需要对现有地下水监测网进行优化。本文基于MapGIS技术,采用地下水动态分区图绘制方法,对贵阳市现有的地下水位监测井进行优化设计,并运用Kriging插值法对优化前后监测网分布合理性进行比较分析。研究结果显示,优化后研究区增设监测井28口,删除已有不合理监测井1口,监测井总数达到56口,优化后地下水位监测网标准差明显小于优化前地下水位监测网标准差,说明此优化方案较合理符合优化的目标。     

贵阳市乌当区北部地下水资源特征与开发利用研究

贵州处于喀斯特地貌发育广泛的地区,在岩溶地貌广泛发育的背景下,地下水以各种形式存在于地下岩溶裂隙空间中。研究显示,乌当区北部地下水多以溶蚀孔隙的裂隙水为主,溶蚀溶洞的裂隙水次之,地下水出露点分布较广,向低洼区分布且区域分散,出水量较少导致取水难度大。根据乌当区北部地下水特征对其进行利用开发给出合理建议。     

江西上栗地区岩溶地下水富集规律及找水建井建议

通过1:5万水文地质调查,结合水文地质钻探技术手段,分析江西上栗地区岩溶发育规律和岩溶地下水的富集规律,总结岩溶区打井找水规律。结果表明,上栗地区不同地段岩溶含水层富水性差异极为明显;地形地貌、地质构造和地层岩性等因素对区内岩溶发育程度严格影响;岩溶地下水的赋存和富集同地形地貌、地质构造、地层岩性、岩溶发育程度及补给条件密切相关。可溶岩与非可溶岩接触部位、垂直于主构造线的张性裂隙以及向、背斜轴部张裂隙部位是研究区内找水建井的最佳部位。     

基于GIS技术和FEFLOW的秦王川盆地南部地下水数值模拟

在系统分析研究区地质及水文地质条件的基础上,确定了研究区范围和边界条件,借助GIS技术和FEFLOW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.用2004-2005年地下水动态观测井的地下水动态观测资料对数值模型进行了识别和率定,运用识别后的模型对现状水平年(2004年)的地下水系统进行了模拟与分析.结果表明:建立的模型能够较好地反应研究区水文地质空间分布及组合方式,具有一定的代表性,可以用于数值模拟计算.选择2005年为预测初始时间,2015年为终止时间,利用模型对研究区进行预测.在模型运行10年后,研究区北部区域地下水位上升3～5 m,中部区域的上升5～10 m,南部区域的上升10～15 m.分析模拟区域地下水上升范围,为今后实施排水措施奠定了一定的技术基础,也为排水措施的选址提供了一定的依据.     

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.     

辽西丘陵缺水区地下水赋存规律探讨

在研究区域水文地质条件的基础上，分析了该区碳酸盐岩类裂隙溶隙水，碎屑岩类型裂隙孔隙水和断裂充水带的赋水规律。根据其地下水的赋存特点、找水经验和勘探成果，对碳酸盐岩类裂隙溶隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水和断裂充水带利用物探方法进行选取井位、找水模式和开采技术条件进行了总结。     

基于GIS的地统计分析在区域水质评价中的应用——以内蒙古临河市为例

地下水水质具有区域空间分布的特征.本文以内蒙古临河市浅层地下水为研究对象.根据地下水水质调查分析结果.利用水质卫生综合指数法对采样点地下水水质进行综合评价.利用ArcGIs的地统计空间分析功能,对评价结果数据进行分析,选择合理的插值方法,得到研究区地下水水质的空间分布图,结果表明:1级水占25.14%,主要分布在研究区东南部和西南部;水质差(4、5级水)的区域主要分布在研究区的北部及中部部分地区,约占研究区总面积的54.42%.最后探讨了GIs在区域地下水水质评价中的优势及存在的问题.     

大港地区千米桥潜山奥陶系古岩溶研究

印支期-早燕山期,北西-南东向挤压应力场使大港地区千米桥奥陶系再次暴露地表,遭受风化、滤淋、剥失,形成了第二次古岩溶.千米桥潜山奥陶系古岩溶在垂向上分为四个带,水平潜流带溶蚀孔隙最发育,垂直渗流带次之,风化残积带和深部混合带储层不发育.岩溶高地处于地下水渗流带和地下水潜流带,溶蚀作用强烈,储层发育.岩溶斜坡和岩溶洼地为地表水汇集区及地下水排泄区,岩溶作用相对较弱,储层不发育.位于岩溶高地的板深8井-千12-18井区和板深7井-千18-18井区是有利的古岩溶分布区,是有利的储层分布区.     

顶峰山矿井地下水化学特征分析

顶峰山矿井地下水系统包含四个子系统: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—岩溶含水岩组和老窑水。通过对四个子系统地下水化学特征的系统研究,建立了相应的四个含水模型,作为判别矿井突水水源的依据,以指导矿井安全生产。     

德阳市地下水富集规律及可持续开发利用

针对德阳市地下水资源面临的严峻形势,利用资料收集、水文地质调查和室内综合分析的方法,归纳了研究区水文地质特征,总结了地下水富集规律,并根据水文地质特征和地下水富集规律的差异性将德阳市划分为断褶山区裂隙-岩溶地下水资源禀赋区(Ⅰ)、平原孔隙地下水资源禀赋区(Ⅱ)和红层裂隙-孔隙地下水资源禀赋区(Ⅲ)。研究表明,禀赋区(Ⅰ)具备生态保护和水源涵养的功能特点,需加强生态环境保护;禀赋区(Ⅱ)具备规模开发利用的特点,可开展基于湿地生态系统的地下水人工补给工程,增加地下水储存量;禀赋区(Ⅲ)地下水仅能满足基本的人畜饮水,有效储集大气降水,拦截地表水流,增加蓄水量,是解决缺水问题的有效途径。阐明水文地质特征,总结地下水富集规律,进行地下水资源禀赋分区是研究地下水资源可持续开发利用的基础。     

赵庄二号井岩溶陷落柱的成因分析

本文针对赵庄二号井岩溶陷落柱的特性及赋存条件,通过基础地质研究,结合三维地震勘探结果,从岩溶形成的三要素可溶岩、构造和地下水活动三方面对赵庄二号井岩溶陷落柱进行分析,总结出岩溶陷落柱的形成与它们的关系,揭示了岩溶陷落柱的充填、分布及发展演化过程等信息,为高产高效的煤炭资源安全开采提供依据,为晋城矿区深部开采时的矿井防治水工作奠定基础。     

顶峰山矿井地下水化学特征分析

顶峰山矿井地下水系统包含四个子系统：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-岩溶含水岩组和老窑水。通过对四个子系统地下水化学特征的系统研究，建立了相应的四个含水模型，作为判别矿井突水水源的依据，以指导矿井安全生产。     

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。     

淄河源区岩溶地下水可开采资源量评价

为解决淄博市博山区农业、生活供水短缺,合理有效地调蓄利用岩溶地下水资源,针对淄河源区实际所处地质、水文条件及区域水文地质参数或水均衡要素不清等问题,本研究提出在开采性试验结果的基础上,应选用补偿疏干法来合理评价淄河源区岩溶地下水资源量.该方法能够适用淄河源区有较大的岩溶地下水储水空间可供调蓄且雨旱季分明等特点,体现"以丰补歉"思想.运用该方法计算出淄河源区可开采资源量为14 390 m~3/d.结果表明,补偿疏干法来评价岩溶地区地下水资源是适用的,它可以更广泛地适用于含水层分布范围有限,但有较大储存量,地下水补给雨旱季分明的北方地区.     

岩溶-裂隙介质渗流的三重介质模型

针对某水利枢纽坝区岩体内岩溶、断层、裂隙发育的实际情况,利用折算渗透系数的概念,建立了集达西流和非达西流于一体的岩溶管道-裂隙-孔隙三重介质地下水渗流模型,并对该枢纽坝区左岸岩溶含水系统进行了数值模拟.计算结果表明三重介质模型较真实地刻画了岩溶地区地下水渗流的特征.     

贵阳市岩溶地下水动态特征分析

本文根据贵阳市近10年的地下水监测资料,采用传统统计方法对岩溶地下水水位、流量、水质动态特征进行了分析.结果表明:①岩溶地下水水位动态变化为多峰型、单峰型、平缓型三种年动态特征类型.②流量动态特征为锯齿型.③根据地下水质量标准(GB/T14848-93),对研究区8种易污染的离子进行统计发现硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮3种离子浓度超标,地下水达到Ⅲ～V类水,岩溶地下水受到不同程度的三氮污染.以上结论可以为该区今后岩溶水资源的可持续开发利用和保护提供依据.     

基于现场检测的邢台百泉泉域岩溶水硝酸盐氮形成特征

为了揭示邢台百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐影响因素及成因,采用便携式分光光度计建立了水中硝酸盐氮现场快速定量检测方法,通过水文地质结构和水化学分析,研究了百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐氮的分布特征及其与常规水化学指标之间的关系。实验结果表明：硝酸盐氮在0.60～30.00 mg/L浓度范围内线性关系良好,方法检出限为0.2 mg/L,现场检测与实验室标准方法检测结果之间的相对标准偏差为0.23%～6.70%,差异性检验结果为t=0.984,表明两种检测方法测定结果一致。硝酸盐氮分布特征表明：防污性能较差的百泉泉域西北部岩溶裸露区和东部被第四系上更新统砂砾石含水层直接覆盖的部分岩溶水排泄区硝酸盐氮浓度较高;径流区硝酸盐氮浓度整体较低;采样点岩溶地下水中硝酸盐氮浓度均在地下水质量标准规定的I～III类水之间。研究区岩溶地下水水化学类型较为复杂,阳离子以Ca、Ca?Mg型为主,阴离子以HCO3、HCO3?SO4型为主,HCO3?Cl-Ca?Mg型和Cl?HCO3?SO4-Ca型地下水中硝酸盐氮含量较高,硝酸盐主要来源于城镇污水,受大气降水和农业活动影响较小。研究结果为建立地下水中硝酸盐氮现场检测标准方法及百泉泉域岩溶水资源的供水安全和生态保护提供了参考依据。     

西龙河峄山断层带水源地开采前地下岩溶水环境质量评价

采用模糊数学和灰色理论相关知识,建立地下岩溶水环境质量评价数学模型,并用此模型对西龙河峄山断层带水源地的地下岩溶水环境质量进行了综合评价。评价结果表明:该岩溶水系统大部分地区地下水的环境质量状况较好,局部地段较差,经分析可知地下水环境质量的分布特征与区域水文地质条件及水源地补排关系具有较好的相关性。     

探讨西南地区安全开发岩溶水的对策

中国西南地区发育有丰富的岩溶水,要安全地开发岩溶水,不引发环境灾害,必须做到精确掌握岩溶地下水的分布、循环、动态特征,加强的岩溶地下水动态监控和改善岩溶地下水补给区的生态环境,以及文中所列的几项保障性措施,争取补给区补给资源量和岩溶地下水系统的动态资源补给量。