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.     

基于Excel的钻孔单位涌水量换算

针对目前利用钻孔单位涌水量评价含水层富水性所存在的问题,介绍了一种利用抽水试验资料结合Excel的函数计算与图表功能进行钻孔单位涌水量换算方法,在线型绘制、线型的选择判别和综合对比分析的基础上,只对1次或2次降深抽水试验数据进行处理,就可以使单位涌水量换算和含水层富水性评价工作更加完善。该计算过程快捷、简便,大大提高了运算效率与计算的准确性。     

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。     

上海某深基坑降水抽水试验研究

以上海某深基坑工程为依托,设计单井抽水试验,对降水过程中C08抽水井的出水量以及各观测井的水位进行观测,得到出水量变化先由4.32m~3/h下降到2.82m~3/h再保持稳定的规律;观测井内水位在降水开始后急速下降,降水结束后在较短时间内恢复到初始水位,距离降水井距离越近则其水位变化越大;对试验所得数据进行拟合分析得到混合水平渗透系数K为2.25×10~(-4)cm/s,导水系数T为3.08×10~(-1)cm~2/s,储水系数S平均值为1.66×10~(-3),并提出⑤_1/⑤_2层的混合垂直渗透系数参考值为4.0×10~(-5)cm/s。     

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。     

矿井涌水量的逐步回归分析与预报

应用逐步回归分析的思想，在分析、计算大量数据的基础上揭示了矿井涌水量、钻孔涌水量或水位埋深与大气降水量、河流量之间的相关关系，并将这一关系的表示公式化，使以往为查清水体之间关系进行的繁杂分析试验等过程得以简化，且为水量或水位预报提供了简便易行的方法。     

花家湖煤矿F10断层导水性研究

以F10正断层为主的近东西向断层是花家湖矿区的主控断层,对于其导水性以及采动影响问题一直没有得到很好的解决。借助于中煤地质工程总公司对花家湖的勘探工程,对矿区主控断层的富导水性进行了研究。根据矿区7条过F10断层的石门没有涌水现象;穿过F10断层的钻孔岩芯都为断层糜棱岩,均不漏水; F10断层带的抽水试验显示断层带是贫水的,单位涌水量为0. 0000419 L/s·m,水位历经200天仍未恢复到初始状态等资料证明F10断层不导水。根据F10断层受采动数值模拟,认为在750 m深的条件下,采矿对断层超前影响范围为30～45 m,断层防水煤柱的极限宽度为45～60 m(安全系数为1. 5)。     

滹沱河冲洪积扇浅部回灌层井灌动态分析及回渗能力探究

随着地下水资源的加剧开采和补给的减少,滹沱河冲洪积扇形成的厚包气带区有着巨大的回灌潜力,但相关回灌试验研究较少。通过在滹沱河冲洪积扇藁城段开展一系列低水位、高水位井灌试验,获得了回灌井与观测井水力联系的强弱及井周边的渗透情况;在连续回灌中回灌井会发生一定程度堵塞,适时回扬能使回渗能力得到一定程度恢复;各回灌井有较大的回灌能力,均大于50 m~3/h;区内三个主要回灌层(饱水带、深层包气带、浅层包气带)在井灌条件下都有较强的渗透能力,但受成井差异和地层结构差异性影响,不同井内的渗透能力不同。新形势下在冲洪积扇厚包气带区适时开展地下水人工回灌是解决水资源储存和相关水文地质问题的一个有效途径。     

利用非稳定抽水的恢复水位资料确定潜水含水层的渗透系数

一、问题的提出利用水动力学法确定地下水水量时,含水层的渗透系数(K)是一个重要的水文地质参数。该值的可靠程度,对于水量计算值的影响极为明显。对同一试验对象来说,依据不同的试验观测资料,采用不同的计算方法和公式,所确定的渗透系数计算值,有时可以相差数倍乃至数十倍;因而,使计算的水量值,也相应地相差数倍乃至数十倍。目前,生产实践中仍然多是根据稳定抽水试验资料,利用以裘布依单井公式为代表的各种计算公式来确定渗透系数。抽水可以是在带有观测井的主井中或在无观测井的单井中进行。通常,利用两个以上观测井中的水位观测资料确定的K值较为可靠。但是,这种抽水试验需要较多的勘探及试验工作量,不是在任何情况下都有条件进行的。     

河南省郑宏鑫泰煤矿水文地质特征及矿井涌水量预测

针对矿井6个含水层和4个隔水层分析了鑫泰煤矿水文地质特征,同时深入研究了矿井的充水水源及充水通道.采用大井法和比拟法预测了矿井涌水量.经比较比拟法预测结果更可靠:开采-119 m水平时,Q正常=164.00 m3/h,Q最大=328.00 m3/h;开采-230 m水平时,Q正常=325.00 m3/h,Q最大=650.00 m3/h.为矿井水害防治和安全生产提供了科学依据.     

基坑降水效应的室内试验研究

为了研究墙井作用下基坑降水引起的水位变化,采用相似材料模拟弱透水层,并通过改变止水帷幕插入承压含水层深度与抽水井过滤段长度分析基坑降水引起的水位变化。研究结果表明:在基坑降水过程中,抽水井过滤段长度和止水帷幕插入承压含水层的深度都会影响到含水层的水位变化;坑内外观测井的水头差(Δh)随着止水帷幕插入含水层深度的增大而增大;抽水井过滤段长度与含水层厚度之比(l′)约为33%时,止水帷幕插入深度与含水层厚度之比(d′)大于73.0%,止水帷幕的挡水效果较好;Δh随着l′的增加而减小,当d′约为50%时,为发挥止水帷幕的挡水效果,Δl应小于63.0%。     

利用MODIS探测华北平原浅层地下水水位变化的初步研究

地下水是陆地最重要的水资源之一,监测地下水水位的动态变化,无论是对于地下水资源评价还是对陆地生态环境变化的研究,都是必需的.传统的水文地质钻孔监测成本高昂且所得数据仅能代表观测孔附近地下水水位.浅层地下水水位影响着浅层岩土含水量,从而影响着地表热惯量,而热惯量可以通过卫星热红外遥感手段获取.因此,通过热惯量的研究,就可以反演浅层地下水的动态变化.利用MODIS地表温度产品以及地表反照率产品计算得到石家庄-保定地区的表观热惯量,并与典型钻孔地下水水位年际变化进行比较分析,建立相关关系,进而推算整个地区的浅层地下水水位的年际变化.初步研究表明,利用热红外遥感是可以估计区域性浅层地下水水位的年际变化的.     

赤峰西部沙漠区高铁地下水的形成及其主要特征

赤峰沙漠区是一个农牧业基地,其地下水量较丰富,井涌水量一般100—500t/d。主要受大气降水入渗补给,并以地下潜流形式排入西拉木伦河和达来诺尔。水化学类型复杂,且含铁量普遍超标,一般1-5mg/L,最高达60mg/L。水中铁量与pH 值基本上呈非线性负相关关系,与总硬度、耗氧量、矿化度呈线性相关关系。基岩和第四系中含铁矿物是水中铁的主要来源。     

松藻矿区石壕井田东翼Ⅱ区煤层涌水量预测

利用涌水量预测方法,分析了石壕煤矿技改扩能后,矿井设计生产能力由90万t／a,提高到180万t/a的生产能力。利用现有生产水平涌水量的参考资料,对开采东翼Ⅱ区煤层-200标高水平开采提高到矿井生产能力180万t／a的涌水量预测。可供类似矿井涌水量预测提供参考。     

基于流固耦合理论的隧道涌水量预测

涌水量是富水位隧道设计和施工的一个重要参数.结合大伙房水库输水工程的实际地勘资料,建立与实际相符合的三维涌水量数值模型,运用流固耦合理论对该工程进行数值模拟分析.同时,利用FLAC3D内置的FISH函数编程计算出了15+720~15+797工程段的最大涌水量和经常涌水量.计算结果表明:断层带施工前方水流流速较大,易发生涌水灾害;预测出的涌水量与现场实测值比较吻合,具有很好的参考价值.因此,施工过程中要加强前方地下水的探测,及时采取注浆止水措施,以防涌水事故的发生.     

榆神矿区矿井涌水量特征及影响因素

矿井水是陕北重要的可利用资源,榆神矿区矿井水主要来源于第四系萨拉乌苏组地下水,其次有侏罗系基岩裂隙水,调查了11处煤矿的矿井涌水量,并与煤炭产量进行了比较分析,研究表明,榆神矿区矿井涌水量与煤炭产量直接相关,吨煤富水系数介于0.93～4.23 m3/t之间,一般1.2 m3/t,矿井涌水量主要受第四系含水层富水性的影响,开采达到一定面积后,大气降水直接影响矿井涌水量.这对于未来矿井防排水设计、煤矿安全生产及能源基地供水水源解决途径具有一定指导意义.     

河渠渗漏量已知条件下附近地下水非稳定运动的一种积分方程解法

根据完整井变流量抽水附近地下水运动的解析解,利用积分方程的方法,推导出了水井水位降深以任意一种函数关系随时间变化时含水层中地下水非稳定运动积分方程形式的解,并提出了相应的处理方法。最后通过一个实例验证了该方法的实用性。     

单井循环地下换热系统CFD模拟研究

为了探索循环单井、抽灌同井和填砾抽灌同井的系统特性,本文利用已验证的数值模型,通过改变初始地温和热源井抽水流量分析各系统的影响情况,并研究了这3种单井循环地下换热系统含水层压力场变化和抽水流量对填砾抽灌同井含水层温度等值线运移的影响.结果表明,提高初始地温能够显著提高热源井的抽水温度和累计取热量,填砾抽灌同井所受影响最大;增大抽水流量使得3种热源井的抽水温度降低,换热量显著增加;当抽水流量从0.34m~3/h增大到0.96m~3/h,3种热源井的累计取热量分别增加2 725.2、3 569.8和3 606.9kJ;当抽水流量为0.96m~3/h时,抽灌同井和填砾抽灌同井的累计取热量分别为循环单井的1.5倍和1.7倍.循环单井的压力场分布呈现"漏斗形",抽灌同井和填砾抽灌同井的压力场,均被含水层中心线处的压力等值线分为上下两个半"椭圆形".     

崇左岩溶峰林区岩溶发育特征及对钻孔涌水量的影响

【目的】研究崇左岩溶峰林区岩溶发育规律及对钻孔涌水量的影响,深化对崇左岩溶峰林区岩溶水文地质条件的认识,更好地指导今后在该地区开展地下水资源开发利用。【方法】通过对崇左岩溶峰林区128个钻孔的深度、涌水量、岩溶发育特征等指标进行统计分析,总结该区岩溶发育规律及影响因素,并研究其对钻孔涌水量的控制作用。【结果】研究区最小钻井深50.02m,最大井深121.80m,平均深度为94.04m。成井86口,成井率为67.18%,有68.53%的钻井涌水量分布于100～400 m~3/d。钻孔遇洞率为75.78%,平均线岩溶率为5.01%。在0～100m内均有溶洞发育,100m以下未见溶洞发育。0～60m深度段岩溶较发育,溶洞高度为441.57m,占总高度的80.41%,线岩溶率(5.42%～12.91%)大于平均线岩溶率;但0～40m深度段内溶洞全部或部分被充填,供水意义不大,而在40～60m深度段溶洞填充率小。【结论】在该地区通过机井解决缺水问题的条件比较有利,机井井深不超过100m为宜;40～60m深度段是本区主要出水段。由于钻孔均部署在地下水的补给区,或位于岩溶发育相对较弱的地区,钻孔中溶洞主要以小型溶洞(小于等于2m)为主,大型溶洞(大于2m)较少。这种水文地质条件和溶洞发育特征,导致研究区大部分钻孔(68.53%)的涌水量分布于100～400m~3/d。     

回灌水温对水源井抽水量的影响分析

水量充足稳定对于保证深井水源热泵系统正常运行极其重要.根据地下水动力学相关理论.建立了燕储井的地质概念模型,确定了井涌量的计算公式;从回灌水温对渗透系数和贮能井开采量产生影响的角度出发,比较了不同水温下的水源井抽水量随水位降深的变化以及水源井热影响半径随抽水量的变化,分析了回灌水温变化对抽水量的影响,其结论可为实际应用提供参考.