越流含水层中抽水井附近非达西流动模型的数值解

该文研究了以Forchheimer定律为基础的越流含水层中抽水井附近非达西流问题,获得了该条件下水位降深的数值差分解,分析了非达西流、越流和井储对水位降深的影响.结果表明:在不考虑井储影响时,抽水初期越流补给对水位降深影响较小,不同越流补给情况下的水位降深曲线相互重合;抽水后期,越流补给强度越大,水位降深越小.考虑井储影响后,在抽水初期不同越流补给和非达西流动条件下的水位降深曲线相互重合且在双对数坐标下为一直线,含水层的水位降深规律与不考虑井储情况下一致.非达西流动剧烈程度对水位降深的影响与越流补给强度有关.当越流补给较小时,紊动越剧烈(即非达西流动越明显),抽水初期的水位降深越小,而在抽水后期的水位降深越大;当越流补给较大时,整个抽水过程中紊动越剧烈水位降深越小.     

承压含水层中抽水井附近非达西流的近似解析解

本文将线性化方法和Laplace变换相结合研究承压含水层中单一抽水井附近的非达西流问题,得到了水位降深在抽水后期和抽水稳定阶段的近似解析解,并对抽水后期近似解析解的适用性进行了讨论.通过Stehfest数值Laplace逆变换得到了任意时刻任意位置水位降深的半解析解,并采用数值解对线性化方法所得到的近似解进行了验证.研究结果表明:在抽水后期,水位降深随着Izbash定律中的两个常数的增大而减小;在抽水后期,水位降深近似为时间的幂函数,在抽水稳定阶段,水位降深可以近似为距离的幂函数;在抽水后期,线性化方法所得到近似解与数值解吻合很好,而在抽水初期线性化方法则存在一定误差,会低估水位降深.     

抽-灌同轴非完整井承压层非稳定流模型及解析解

对承压含水层在抽-灌同轴非完整井的抽、灌水作用下产生的地下水三维非稳定流建立了数学模型,应用Laplace变换、分离变量法以及井周边界条件傅里叶级数延拓的方法,推导得到考虑越流补给、各向异性条件以及在周期性循环抽水和灌水作用下的地下水水位变化的解析表达式。该解能够退化为考虑越流条件的Hantush非完整井流解析解、第一类越流定流量完整井解和Theis公式。通过算例,在恒定抽水和灌水速率情况下,分析了灌水与抽水速率比、灌水井滤壁长度对承压层水位变化规律及其沿厚度方向和径向分布的影响;在周期性抽水和灌水条件下,分析了承压层水位周期性波动变化的一些规律。     

小区域开采地下水水位降深的计算

小区域开采地下水水位降深的计算永吉县供水工程处王志国地下水水位降深，是一项重要的水文参数，广泛应用在地下水资源开发利用和水文地质计算当中。掌握准确的水位降深，有利于选取和配备井灌区的提水设备，同时也有利于校核现有提水设备是否能满足提水需要。对于推算出...     

承压含水层中大口径井附近非达西流的线性化近似解与数值解

研究了承压含水层中大口径井附近的非达西流,采用线性化方法和Laplace变换得到了无量纲水位降深在拉氏空间下的解析解,采用Stehfest数值逆变换得到了实空间下的水位降深,同时得到了抽水后期和抽水稳定阶段水位降深的解析解。定义了反映非达西流动特征的水力传导度ξ,采用相应的数值解对线性化近似解进行了验证。研究结果表明,在抽水初期,不同ξ值所对应的井筒中的水位降深基本相同,并在双对数坐标下表现为一直线;在抽水后期,无论是在井筒还是含水层中,ξ越大,水位降深越小;在抽水稳定时期,水位降深随距离增大并呈幂函数递增,线性化方法在抽水初期会带来一定误差,而在抽水后期结果比较精确。     

第一类越流含水层系统中非完整井附近非达西渗流近似解析解

研究了第一类越流含水层系统中非完整井附近非达西渗流问题,得到主含水层抽水井附近水位降深拉氏空间近似解析解及抽水后期近似解析解。抽水井附近主含水层中渗流概化径向渗流和垂向渗流,径向渗流由于流速较大由非达西渗流公式Izbash公式来刻画,垂向渗流由于流速较小用达西定律表示,通过线性化方法简化非达西非线性项,然后结合Laplace变换和有限余弦Fourier变换对水流模型进行求解。结果表明:主含水层中水位降深对称于滤水管中轴线,且在中轴线处最大;在抽水后期,主含水层水位降深随着弱透水层渗透系数的增大而减小,且随着Izbash公式中非达西经验指数n值增大,主含水层得到越流补给的水量减小。     

承压含水层中大口井附近非达西流的近似解析解

研究了承压含水层中大口井附近的非达西流，采用线性化方法和Laplace变换得到了无量纲水位降深sD在拉氏空间下的解析解，采用Stehfest数值逆变换得到了无量纲水位降深在实空间下的解，同时得到了抽水后期和抽水稳定阶段的近似解析解，并定义了反映非达西流特征的无量纲水力传导度ξ。研究结果表明，线性化方法所带来的误差在无量纲时间tD大于102时基本可以忽略；在抽水初期，不同ξ值所对应的井筒中的水位降深互相重合，并在双对数坐标下表现为一直线；在抽水后期，无论是在井筒还是含水层中，ξ越大，水位降深越小；在抽水稳定时期，无量纲水位降深sD随无量纲距离rD增大呈幂函数递减。     

第二类越流系统中抽水井附近非达西流近似解析解

该文研究了第二类越流系统中抽水井附近非达西流问题,主含水层中的水流假设为非达西流且方向为水平方向,弱透水层中的水流假设为达西流且方向为竖直方向,假设可以采用Izbash定律描述非达西流。利用线性化方法得到了非达西流情况下的近似解析解并给出了相应的计算算例,以及对计算结果进行了分析。研究结果表明:Izbash定律中的n值越大,在整个抽水时期的水位降深越小;Izbash定律中的k值越大在抽水初期水位降深越大,而在抽水后期水位降深越小;弱透水层的渗透系数在抽水初期对主含水层中的水位降深几乎没有影响,而在抽水后期弱透水层的渗透系数越大,水位降深越小。     

郑州黄河“九五”滩大口径管井井组抽水试验分析

对井组抽水试验观测资料的分析表明,在水位降深不大时,开采量与水位降深呈线性关系;开采条件下,黄河与地下水的水力联系十分密切,短时间内黄河水位的涨落距河边线３００ｍ以内的观测孔水位均有明的影响,且水位变化幅度随观测孔距河线距离的增大而减小;抽水试验引起的地下水位下降不会对黄河大堤造成危害,预测今后长期大量开采地下水所引起的地面积沉降亦不致对黄河堤造成危害性影响,用多种方法得到的水文地质参数为：导水系     

三江平原挠力河流域地下水流数学模型的建立及仿真

以三江平原挠力河流域作为研究对象,根据挠力河流域的地质和水文地质资料,建立了挠力河流域水文地质概念模型.在水文地质概念模型的基础上,建立了挠力河流域地下水三维数学模型,并采用国际通用的地下水数值模拟软件Visual Modflow进行求解.用改进BP神经网络模型预报降水量和蒸发量,用Elman小波神经网络预报地下水开采量,实现确定性模型和随机模型的耦合,建立了地下水确定性-随机耦合模型.采用该模型对2020年挠力河流域地下水位流场进行预测.结果表明,2007-2020年挠力河流域地下水系统水位平均降深1.48 m,平均年降深0.1057 m.     

阶梯状抽水试验水文地质参数确定

针对传统阶梯状抽水试验参数计算过程中,通常只选择抽水阶段的部分试验数据等问题,应用Theis公式及叠加原理,利用抽水试验所有降深数据(抽水和水位恢复阶段全部资料)求解水文地质参数,利用承压含水层抽水试验数据计算得出导水系数、储水系数,利用潜水含水层抽水试验数据计算得出渗透系数和给水度,此外在低效率抽水井中利用抽水试验数据计算得出井损系数和井流量指数。计算过程中,利用Excel计算并绘制计算水位降深和观测水位降深的拟合曲线,计算过程简单快捷。整个抽水试验过程中,不必再分别提出抽水、水位恢复期的计算公式,可以避免人为选择单个水位降深数据对参数求解带来的影响。     

德州深层地下水位漏斗形成主导因素识别与可恢复性研究

本文以近40年来的深层地下水开采和水位动态监测系列数据为基础,应用水文地质学、地下水动力学和统计学方法,揭示了德州深层水位降落漏斗形成和演变规律,识别和确定深层水位降落漏斗形成与变化的主导因素为人工开采;建立了德州深层水位降深漏斗变化与人类开采活动的相关模型为多次项模型,并预测了不同开采条件下德州深层水位降深漏斗中心和漏斗区平均水位的变化趋势,为制定漏斗合理调控奠定了坚实基础。     

三江低平原地下水控制水位的研究

由于大面积高强度抽取地下水种植水稻,三江低平原区的地下水是否超载引起了争论。通过对地下水管理政策与理论的研究,发现合理的控制水位阈值是判定地下水超载的简单方法。通过研究水泵特性和三江低平原区地下水位历史变化趋势,决定用水泵安装高度与历史水位相结合的方法,建立三江低平原区地下水控制水位的阈值。结果为:上限控制水位,Hu=3. 0m(埋深);下限控制水位,Ⅰ区,潜水区或黏性土层厚度Hu=3. 0m的弱承压水区,H1d=6. 0m(埋深);Ⅱ区,黏性土层厚度 3. 0m的弱承压水区,H2d=10. 0m(埋深)。同时,给出了增加地下水的3类工程:排水沟、工程化小河流和抽取过境水。     

昌平区地下水位变化特征分析

昌平区近年来水资源的需求量持续增加,供水主体仍然为地下水,然而地下水资源的可利用量却有所降低.利用GIS技术,结合昌平区的水文地质条件,分析了昌平区地下水位年内变化、年际变化特征和地下水埋深的空间分布变化规律.结果表明,地下水位的年内波动较大;年际来看,2009-2015年地下水位逐年下降,自2016年起开始恢复和抬升;与2009年相比,2019年地下埋深大于30 m的区域面积明显增加,小于20 m的区域面积明显缩减,水位平均下降3.62 m,最大下降深度13.86 m,西部降深较大,东部降深较小,八仙庄、东二旗地区水位有所回升.此研究对昌平区地下水资源管理和利用具有重要意义.     

悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层地下水非稳定流计算

针对悬挂式止水帷幕基坑中复杂的地下水流动,建立了考虑止水帷幕的圆形基坑承压含水层地下水非稳定流动计算模型。通过对地下水流动计算模型的Laplace变换和有限Fourier余弦变换,推导了Laplace空间的水头降深解,采用Stehfest数值逆变换提出了悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层地下水非稳定流水头降深半解析解。在验证计算方法正确性和数值逆变换计算准确性的基础上,利用工程实例验证了计算方法的工程适用性。分析了悬挂式止水帷幕插入深度对圆形基坑地下水流动的影响规律,阐明了止水帷幕对基坑内外地下水控制的积极作用,为合理开展悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层的减压降水设计提供了计算方法。     

改进的新安江模型多目标参数优化 ——以临涣集流域为例

平原灌区水文过程受人类开采灌溉影响较大,地表水与地下水物质能量交换频繁,单目标率定方法难以同时有效模拟该区流量和地下水埋深过程。对此,在新安江模型基础上加入地下水蓄水库,构建地表-地下水耦合模型,建立包含流量与地下水埋深信息的多目标函数。采用MCAT分析流量和埋深单目标以及多目标下的参数敏感性,用SCE-UA算法率定遴选出的敏感参数,比较单目标和多目标率定结果。结果表明,该多目标参数优化方法显著提高了工作效率,解决了单目标率定中无法同时达到流量与地下水埋深过程模拟高精度的问题。模型在临涣集流域的耦合模拟中取得较好效果,为平原灌区地表水与地下水动态模拟和水资源评价提供参考。     

基于GIS的昌平区地下水位现状分析

随着北京市昌平区社会和经济的发展,地下水的需求量日益增加,过量开采导致地下水位持续下降.在对北京市昌平区水文地质条件分析基础上,基于GIS技术分析了地下水位的年内变化、年际变化以及地下水位动态的空间分布特征和变化规律.结果表明昌平区地下水2001-2011年,年内变化较大,总体上与多年年内变化一致;年际变化较大,呈不断增加的趋势.昌平区2011年的平原区松散孔隙浅层地下水位埋深最大为89.8 m,最小为2.0 m左右;与2001年相比水位埋深普遍增大,平均地下水位埋深较2001年增加了12.55 m,降深最高达到22.0 m,年均降速为1.1 m.平原区中部和东部开采强度大,地下水位降深较大,而山区以及山前平原一带开采力度小,水位降深不大,部分地区有回升趋势.     

基于相关分析法的滦河冲洪积扇浅层地下水埋深预测研究

根据研究区降水量和地下水埋深资料,分析降水量和地下水水位变幅的变化特征,用Excel软件绘制不同连续时段内的研究区平均降水量累计值与地下水水位变幅之间的相关图222张,选出两者相关程度高的趋势线,建立相关图模型,利用模型预测研究区每月26日平均地下水埋深,为地下水资源的合理开发利用和优化配置提供科学依据.     

宁河县地下水状况及开采控制研究

分析了1987-2007年宁河县地下水各含水层组年水位埋深、开采量变化情况以及累计水位降深与累计开采量、沉降量的变化规律,明确了地下水超采是引起宁河县地面沉降及水位降深增加的主要原因。为了控制地面沉降及水位持续下降的趋势,结合宁河县地下水超采状况、经济发展和地下水资源的战略储备需要,制定了以控制地面沉降量为约束条件的控沉方案,最终通过建立宁河县地下水数值模型,并结合约束条件,预测了3个水平年地下水开采控制方案。研究成果可为今后宁河县地下水优化管理及开采控制研究提供参考。     

完整井稳定流Q—S曲线变化机理分析

采用野外抽水试验方法,进行了潜水和承压水完整井稳定流流量—降深试验研究。结果表明:两类地下水完整井稳定流出水量因地下水埋藏条件、抽水条件不同而主导作用因素不同,在抽水降深相同时,渗透系数的大小对井的流量起决定性控制作用。