柴达木盆地南缘诺木洪地区水化学特征及分布规律

柴达木盆地南缘诺木洪地区地下水具有西北干旱盆地地下水水化学特征及分布规律,受盆地地貌、强烈蒸发极干旱气候条件控制和含水层岩性、埋藏条件、地下水渗流场的共同影响,形成了高山深盆特有的地下水水化学水平分带性。文中对地下水水质类型的形成演化过程进行了探讨,并就此类盆地地下水水化学类型缺失硫酸盐型水环带的成因机理进行了分析。     

潘二煤矿沿Ⅳ勘探线地下水化学成分空间分布特征研究

准确掌握煤矿地下水水化学成分,查明不同含水层地下水的水化学类型和离子空间分布特征,对矿井突水水源快速判别和水害有效防治具有重要意义。文章基于潘二矿的地下水水质资料并结合矿井水文地质条件,采用Piper三线图和直方图对其地下水水化学空间分布特征进行分析。结果表明,在垂向上灰岩含水中的K^＋＋Na^＋、HCO3^-浓度和煤系水中的Cl-浓度随深度增加先减后增,煤系含水层中的SO1^2《浓度随深度增加而增加;水化学类型由HCO3·C1-Na＋K渐变为C1Na＋K。根据水化学成分的变化规律,可以区分各层突水水源,为正确判别矿井突水水源提供可靠依据。     

常规水化学方法识别突水水源的应用

矿井水化学组分受控于多种因素,不同含水层由于所处空间的不同,造成了地下水化学组分的差异。对于矿井涌水量异常增大的情况,为了及时准确地辨识涌水来源,利用常规地下水水化学知识,结合煤矿已有的大量水化学数据,划分矿井水水质类型,并进行聚类分析。查明了东欢坨矿3086工作面异常涌水与上下含水层的水力联系,为矿山采取下一步防治水措施提供了依据。     

基于水化学特征分析的象山矿井突水水源判别

为能够快速的、准确的识别矿井突水水源,减少煤矿人员伤亡和经济损失,以象山煤矿为例,应用Piper三线图法对井田内3组基岩含水层(奥陶系灰岩含水层、石炭系砂岩/灰岩含水层、二叠系砂岩裂隙含水层)中水质类型进行划分,采用水质分析对比和系统聚类分析相结合的方法,通过对井田内3组基岩含水层中28个水样进行的分析,获得了不同基岩含水层水的化学特征,根据水化学特征,将突水点处的待定水样和3组基岩含水层中的水样对比来判别矿井突水水源,同时提出了利用模糊聚类方法进一步确定矿井突水水源。研究结果表明,石炭系砂岩(灰岩)水和奥陶系岩溶水的水化学特征都与待定水样比较相似,不能轻易识别;聚类分析法能够排除干扰因素并最终精确判别矿井突水水源,即象山煤矿280排矸石门突水的水源为奥灰岩溶水,预测结果与实际相符,表明该方法针对矿井突水的水源判别具有较好的准确性。     

华北隐伏型煤矿地下水水化学演化与突水水源判别

我国华北隐伏型煤田突水水源判别普遍注重单一含水层的静态水化学场分析,很少考虑煤矿开采进程中多含水层地下水系统水化学演化规律。为此,本文以典型华北隐伏型煤田——淮北煤田为研究示范,提出了地下水渗流与水化学演化模式。而且以淮北煤田境内的芦岭煤矿Ⅱ1016工作面出水点水化学动态变化为例,基于地下水渗流与水化学演化模式,正确判别出该工作面出水水源与渗流突水模式。研究成果对我国华北隐伏型煤矿水灾防治提供重要理论支持。     

关中盆地浅层地下水水化学场演化规律研究

在野外调查与室内试验的基础上,重点研究了关中盆地浅层地下水水化学场时空演化规律.研究表明：区内浅层地下水天然水化学场空间分布主要受地质、地貌和水文地质条件的制约,且具有明显空间分布规律.     

煤矿地下水化学特征分析及涌水水源判别模型建立

在煤矿的开采过程中,矿井水害是常见的煤矿地质灾害之一,准确掌握地下水化学特征对指导煤矿防治水工作具有重要的实际意义。基于袁店二井煤矿各含水层水质化验资料(离子含量、pH值和矿化度),绘制出各含水层的Piper三线图、Durov图,得出了各含水层的水质类型以及各水化学参数的变化规律。对各离子进行谱系聚类分析,明确了各离子的来源。在上述研究基础上,建立了相应的涌水水源判别模型。研究结果表明:袁店二井煤矿地下水阴离子主要为HCO_3~-和Cl~-,阳离子主要为K~++Na~+,水化学类型以HCO_3~-·Cl--Na~++K~+型为主;其离子主要来源于可溶的钠钾盐以及难溶的碳酸盐岩。比对建立的水源判别模型,对1022工作面集中风巷处水样进行判别,得出1022工作面集中风巷涌水水源为煤系砂岩水。通过此项研究,为以后的矿井防治水工作提供一定的指导作用。     

等值面绘制及其工程应用

根据等值面的概念，把等值线图的算法理论扩展到三维空间，提出了由空间离散分布的量值寻找其等值面的方法，并应用曲面拟合技术，实现了等值面图的计算机绘制与显示。研究结果为解决在三维结构分析中用三维图形来描述具有空间分布规律的物理量时所面临的难题，提供了新的途径。     

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。     

许疃矿32块段出水水源Fisher识别分析

鉴于许疃矿32块段3222切眼持续突水,为了快速有效地判别出该矿出水点的水源类型,为该矿防治水措施的制定提供科学依据,通过利用所收集的许疃矿32块段不同含水层常规水化学数据和与其具有相同水质单元的任楼矿部分水化学数据,依据各含水层地下水化学组分情况,最终选取了7种能够区分各含水层类型的水化学指标,并借助SPSS软件建立了许疃矿突水水源的Fisher识别模型。训练水样的判别结果经回估后发现,该模型在许疃矿水源类型的判别中正确率高,表明此模型在许疃矿水源判别中效率较好,可作为许疃矿矿井突水时快速判别水源类型的一种依据,对该煤矿日后安全生产具有一定的实际意义。最后对许疃矿出水点待判水样进行科学判别,判别结果为:所有待判水样均为砂岩水。另外,论文中许疃矿水源判别模型建立时未考虑各含水层混合后的情况,因此该模型还可作进一步研究。     

基于CALPUFF模型的毒害性气体泄漏事故三维动态模拟方法——以开县井喷事故为例

针对目前基于大气扩散模型开发的应急管理 GIS 系统中存在的时空分辨率低、未考虑三维地形等问题, 提出一套基于CALPUFF模型的三维气体扩散模拟方法。经过多层计算, 获得气体扩散浓度的三维时空分布数据。 通过Marching Cubes可视化技术读取并显示 , 可以实现三维空间的气体动态扩散效果 。以“12·23”开县特大井喷事故为案例进行模拟, 并开展二、三维对比以及模拟数据与实际情况对比分析。结果表明, CALPUFF模型三维计算得到的气体浓度在量级和空间分布上具有较高的精确性, 三维时空动态模拟具有较高的时空分辨率和重建效率, 可以达到较好的可视化效果, 能够更好地表达气体泄漏过程和扩散规律, 为应急管理提供重要的辅助手段。     

潘一煤矿地下水化学空间变化特征与水源识别分析

为了认识矿井地下水化学在空间分布上的特征与变化规律和正确、快速识别地下水水源,用Piper图示法分析潘一矿4个主要含水层的地下水化学特征和水质类型,探究了新生界下含水和煤系水水质在空间上的变化特征,并用BP人工神经网络方法判别水样来源。结果如下:潘一矿新生界上含水,与其他含水层的水样水质相差较大,水质类型为HCO_3-Na+K·Ca;新生界下含水水质类型比较单一,为Cl-Na+K型水;煤系水沿HCO_3~-方向分布范围广,水质的类型主要为Cl-Na+K型水;灰岩水为Cl-Na+K型水。新生界下含水、灰岩水和部分煤系水水质比较接近,难以通过水质信息对水样来源做出有效判别。潘集背斜附近的浅部煤系砂岩含水层可能受到上覆下含水的补给,呈现出较高的Ca~(2+),Mg~(2+)浓度和较低的HCO_3~-浓度的特征。BP人工神经网络方法判别准确率为82.3%,总体上判别效果较好。     

基于D-TIN和OpenGL技术的给水管网水质三维可视化

以余氯浓度作为水质参数,实现了给水管网水质的三维可视化。先计算出节点余氯含量;再对由节点平面坐标和节点余氯含量构成的三维空间散点(x,y,z),用Delaunay三角网构网原则建立不规则三角网(TIN);最后在VC 6.0中开发了OpenGL应用程序实现了三维可视化。将三维可视化技术引进给水管网水质管理中,不仅保证了给水管网水质数据的精度,而且还具有良好的可视性,很好的满足了实践需要。     

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.     

陇东黄土高原董志塬区地下水水化学特征与14C年龄

研究陇东黄土高原董志塬区第四系地下水与马莲河沿岸地下水、地表水水化学离子分布、氢氧同位素特征与14C年龄,了解董志塬区第四系地下水的水文地球演化规律与地下水补给来源.结果表明,董志塬第四系地下水总体矿化度较低,水质较好,主要由HCO3-Ca型过渡到HCO3-Ca-Na型水.水岩作用不强烈,受到阳离子交换反应和同离子效应...     

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。     

近煤层灰岩含水层水化学特征研究

为弄清近煤层灰岩含水层地下水水化学分布规律,进而为水源判别等煤矿防治水工作提供一定依据,通过图示法对比分析同一含水层在不同矿区的水化学类型以及离子浓度特征,结果表明:不同矿区的同一含水层的水化学类型有异同,如超化矿奥灰水水化学类型为Ca-Mg-HCO_3,裴沟矿奥灰水水化学类型为Ca-Mg-HCO_3-SO_4,赵家寨矿奥灰水水化学类型为Ca-Na-MgSO_4-HCO_3、Ca-Mg-Na-SO_4-HCO_3、Na-Ca-HCO_3-SO_4;不同矿区的同一含水层离子浓度有差异,如超化矿、赵家寨矿、李梁店矿L_(7-8)含水层地下水中Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_(42-)浓度和硬度平均值依次增加,赵家寨、超化和裴沟矿区内奥灰水中Na~+浓度差异较大。     

地学三维GIS可视化系统

针对地学研究三维模型中存在的问题,在总结分析已有的多种建模方法的基础上,根据矿体的不规则性,采用ATP建模方法,具体研究并提出了三维GIS可视化系统的设计方案,利用OpenGL图形库实现地矿3D模型的可视化技术,从而方便地生成高真实感的三维图形,并对地质三维空间分析方面的功能作了进一步的研究探讨,能够为矿藏及各种地质现象描述提供科学的依据。     

四川筠连煤田沐爱地区水化学特征研究

通过该区的水文地质条件分析，研究水化学特征及其变化，寻找特殊成分，发现其差异性，了解含水层之间的水力联系、判断地下水的来源、分析地下水活动规律，为进一步认识矿区的构造特征，提供了一个简便、经济、可靠的方法。     

面向地下三维对象的GIS关键技术与进展

介绍了三维GIS,主要以煤矿中的三维GIS应用为主,从三维空间数据的获取、三维空间数据模型、三维空间数据存储方式、三维可视化表达4个方面对三维GIS关键技术进行了描述。最后,对三维GIS的研究现状做出了总结,并提出了三维GIS今后的发展趋势以及研究思路。