抽取无压含水层地下水引起地面沉降的计算机模拟

在亚利桑那州中南部Ｐｉｃａｃｈｏ盆地的模型中应用了一种模拟承压和无压含水层的压缩与地面沉降的新方法。原模型是用承压含水层在恒定地静荷载条件下模拟压缩的方法建立与率定的。率定时通过改变单位弹性贮水系数和单位重力储水系数，得出的地面沉降量计算值与实测值进行比较。当新方法用原模型率定所得到的单位储水系数值进行计算时，模拟得出的地面沉降量是原方法的２／３。把单位储水系数值增加一倍可以使计算的面沉降量与实测     

用回归分析法确定含水层参数

含水层的导水系数和储水系数,通常是通过分析稳定或非稳定抽水试验资料而确定的。事实上,非稳定抽水试验的传统分析方法多半是图解法,因此,受到曲线配合及内插、解释图表各种判断误差的影响。这里介绍一种方法,不需作图和使用图表。导水系数和储水系数是用非稳定试验的实测时间降深资料进行回归分析算得的。这个计算在手提式计算器上就可容易进行。计算步骤用四个例子加以说明,并将计算结果与图解法得到的进行对比。可以证明,这种方法对于不漏水承压含水层的标准泰斯(Theis)曲线解或雅各布(Jacob)直线解都是一种可供选择的方法。然而,回归法用在漏水承压含水层和潜水层就可能出现问题。     

Jacob假定下含水层的储水率及其地面沉降机理意义

通过在Jacob假定下推导储水率与多孔弹性介质的物理力学常参数之间的联系，发现储水率的骨架弹性贡献部分为与时间无关的常数。进一步推导发现地面沉降与地下水头降深之间具有线性关系。其中水头降深是地面沉降的主动因素，是外因；骨架弹性储水率和储水层厚度是被动因素，是内因。三种因素对地面沉降都做正比贡献。对地表某一确定点而言，由于骨架弹性储水率和储水层厚度相对稳定，地面沉降与地下水头降深成正比．地表以下全部垂向形变储水层的综合骨架弹性储水系数为其比例系数。相同的水头降深可以带来不同的地面沉降，也就是说，地面沉降漏斗相对于地下水头降落漏斗可能会有不同程度的偏离．这是由于平面上各点处的垂向压缩土层的厚度及综合骨架弹性储水系数不尽相同所致。地面沉降与地下水头下降之间普遍呈现显著线性相关关系的事实反过来表明，储水层的垂向释水压密变形规律基本符合Jacnh假定；其线性比例系数应为地表以下所有形变储水层的综合骨架弹性储水系数。     

长江三角洲平原浅层地下水资源评价三维数值模型

针对长江三角洲平原浅层地下水开发和利用的问题，以吴江市为例，将第四纪松散岩类孔隙含水层作为主要目的层，建立地下水系统的三维数值模型。通过模型的识别、验证，并按照地下水水位不能低于微承压含水层顶板的要求，结合实际情况计算出合理的地下水开采资源量，并通过计算在开采过程中引起的地面沉降值，证明了在该开采量的作用下不会引起灾害性地面沉降的发生。     

河流-承压含水层系统压力传导系数的谱分析

含水层对河水的响应程度与含水层的压力传导系数密切相关。借鉴多孔介质热运移的相关研究成果,推导得到了河流-承压含水层系统压力传导系数的功率谱解析表达式,进而提出了一种联合使用河水位和地下水位观测数据估算承压含水层压力传导系数的新方法。采用该方法,应用螺山水文站水位数据和洪湖地区承压地下水位数据,估算了长江洪湖地区承压含水层的压力传导系数,结果表明:该方法估算得到的压力传导系数为1.6×10~4～8.7×10~5 m~2/d,平均值为1.8×10~5 m~2/d,与非稳定抽水试验和数值模型反演得到的结果2.5×10~4～3.8×10~(5 )m~2/d具有较好的一致性,功率谱分析是估算承压含水层压力传导系数的有效方法。     

天津地区微水试验求取含水层渗透系数的应用

为解决抽水试验求取含水层渗透系数周期长、操作复杂的问题,以天津某场地潜水含水层和承压含水层的微水试验为例,采用Ｈｖｏｒｓｌｅｖ模型、Ｃｏｏｐｅｒ模型和Ｂｏｕｗｅｒ＆Ｒｉｃｅ模型计算含水层渗透系数,并与抽水试验结果对比,Ｂｏｕｗｅｒ＆Ｒｉｃｅ模型分析潜水含水层微水试验数据求得的渗透系数与抽水试验结果相比误差小,结果准确;Ｈｖｏｒｓｌｅｖ模型分析承压含水层微水试验数据求得的渗透系数与抽水试验结果的相对误差远小于Ｃｏｏｐｅｒ模型,Ｈｖｏｒｓｌｅｖ模型计算结果更为准确。研究表明:相较于抽水试验,微水试验周期短、操作简便,是一种经济、快速确定含水层渗透系数的现场试验方法。     

半承压含水层稳定流分析的新方法

本文介绍在半承压含水层中,依据抽水井中的稳定降深与它的梯度和离抽水井径向距离的对数之比值的比,即 Sm/(δSm/δlog(?)r),确定含水层的导水系数。我们根据这个原理,提出了一种估算含水层参数的新方法,由于这种新方法不包括(适线)过程,从而避免了主观性。我们还将用一个实例来说明这种方法。引言在自然界,完全承压的含水层极少存在,一般情况下,半承压含水层(或漏水     

太原市地面沉降数值模拟

建立了太原市地面沉降模型,并应用该模型对太原市的地面沉降进行模拟分析。结果表明:①太原市地下水开采降落漏斗区即为地面沉降严重区;②从1989—2008年间沉降区域急速扩张,0.5 m沉降等值线已经把吴家堡、下元、万柏林3个严重沉降区连成一片;③吴家堡沉降区域有向东南方向扩展的趋势,到2008年小店区(太原市重要水源地)沉降量也达到0.5 m以上;④非弹性储水因子对模型计算结果的影响要远远大于弹性储水因子。     

区域地下水开采与地面沉降控制三维全耦合数值模拟

针对第四纪松散沉积层中地下水开采所引起的地面沉降问题,以比奥固结理论为基础,考虑到土体的非线性特征及土体的渗透性随应力状态的动态变化,引入邓肯-张非线性模型和渗透率动态模型,将地下水渗流场和土体应力场耦合起来,并以江阴市浅层地下水开采为例,建立了浅层地下水开采与地面沉降三维全耦合数值模型.在对模型进行校正、识别的基础上,以第Ⅰ承压含水层未来10年内地下水位埋深不低于含水层顶板埋深一半,地面沉降量不超过50 mm为约束条件,预测了江阴市各镇的地下水可采资源量以及地面沉降量.实践表明,该模型不仅稳定性好,且收敛速度快.     

定压非稳流压水试验求水文地质参数方法

针对传统吕荣试验的诸多不足和限制,通过建立含水层在定压压水条件下的非稳流场数学模型,利用定压压水试验非稳流阶段的观测结果,分别采用直线法、配线法和迭代法推求出了岩体的渗透系数、压力传导系数和单位储水系数等水文地质参数。结果表明:采用不同计算方法求得的岩体渗透系数较为接近,而压力传导系数和单位储水系数对计算方法更为敏感;直线法和配线法易受到观测精度等因素的影响;迭代法适用性较强,可以有效避免人为数据选取和一些精确度较低的观测值的影响。