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。     

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。     

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.     

越流含水层抽水井附近非达西流与达西流区界面位置变化规律研究

为了研究越流含水层系统中大口径完整井附近地下水流动规律,根据Reynolds数将渗流场分为非达西流与达西流两个区域,提出了一种基于有限差分原理的迭代法,来模拟两区界面位置（RcD）随时间的变化规律,并采用实测数据验证本文解的实用性。结果表明：抽水初期,RcD很小,本文解与全达西流解析解几乎重合;抽水中期,RcD逐渐增大,解析解与数值解的降深曲线差别很明显,而在非达西流区域,本文解与全非达西流解析解的降深曲线斜率差别不大;在抽水后期,地下水流场达到稳定,RcD达到最大值,同时,在非达西流区域中,本文解与全非达西解吻合较好,在达西流区域,本文解与全达西流解吻合较好。RcD对井筒半径和滤水管半径比较敏感。当RcD趋于无穷大时本文解转化为全非达西流解;当RcD趋于0时本文解转化为全达西流解。     

确定越流含水层参数的混沌序列优化算法

将混沌序列优化算法应用在第一类越流系统含水层非稳定流井流问题上,进行抽水试验数据的分析、含水层参数的求解,并就算法的搜索能力和结果与给定含水层各参数取值范围的关系进行探讨。结果表明:(1)求解越流条件下含水层参数的计算问题能用混沌序列优化算法得到很好的解决;(2)除越流因数上限取值会降低越流因数搜索结果的准确性外,储水系数、导水系数、越流因数上限取值对算法的搜索能力和搜索结果没有太明显的影响。相较于其他方法,混沌序列优化算法易于编程、运算简单、运算结果不被人为因素干扰等特点更为突出。     

一维低渗透介质非达西渗流实验

该文选取黏质粉土、粉质重亚黏土、粉质重黏土1和粉质重黏土2四种细粒土样作为实验介质,开展一维土柱渗流实验,研究了低渗透介质中的渗流规律,并通过调节进出水端的水头差,同时观测出水流量,分析水力梯度和渗透流速之间的关系.实验结果表明:土样粒径的分布对渗流规律起决定性作用,即随着土样介质中黏粒含量的增大,渗流由达西流变为非达西流,且黏粒含量越高,非达西现象越明显,当渗透系数低于10-5 cm/s数量级时,该非达西流中水力梯度和渗透流速满足二次方程关系.此外,对比粉质重亚黏土和粉质重黏土,可以明显发现渗流存在着启动水力梯度,且启动水力梯度会随着黏粒含量的增大而增大.     

碾压混凝土的渗透规律试验研究

根据国内某碾压混凝土工程坝体芯样渗透特性试验成果，对碾压混凝土渗透特性规律进行了总结评述。认为在持续水头作用下，碾压混凝土的渗透具有时效自密性；高水头作用下的碾压混凝土可能存在偏达西流现象。     

在地下水流模拟中系统和边界的概念化

地下水模型是用数学方式表示的一个实际地下水系统。在地下水系统中，水源从哪里来，如何概念化，它是从哪里流出，如何流出这个系统的，这些对于一个正确的模型，都是十分关键的。在数学模型中边界的代表性是十分重要的，因为许多水文边界条件地数学上可能不是唯一的。数学边界条件代表性的确定，一般根据研究的目标作出。本文着重叙述数字模型中模拟的各种不同方法，以及在实际的地下水系统中作用于水文边界的物理特征。每个方法的优缺点和细节予以详述，且说明模型的边界代表性。并以纽约长岛、新墨西哥的中央Rio Grande流域为例说明各种方法的应用。     

海堤遭遇越浪流溃决形式研究

为了研究海堤遭遇越浪流时的破坏形式,在前人研究的基础上,采用水力学和土力学理论研究了海堤溃决的物理力学机制,分析了越浪冲刷过程中海堤的溃决机理,提出了海堤越浪流的"陡坎"溃决模型,模拟了海堤越浪流的"陡坎"溃决过程。通过对遭遇9417、9711号台风时浙江省沿海海堤的实际破坏、溃决情况调查,验证了"陡坎"溃决模型的合理性。     

安阳市地下水含水层抽灌试验分析

为查明安阳市含水层的回灌能力,采用自然重力回灌法按一抽一灌方式在不同富水地段进行了3组抽水回灌试验。结果表明:1在抽灌井结构相同或相近的情况下,含水层回灌能力和含水层的富水性有关,含水层富水性越好,同等条件下单位涌水量和单位回灌量越大。2含水层回灌能力和渗透系数正相关,渗透系数愈大,愈容易回灌。渗透系数大,不仅使抽水能力增强,也会加大回灌井的回灌能力;反之,亦然。3含水层回灌能力和岩性有关,含水层颗粒越粗,越容易回灌。     

Analysis of pumping tests data from mutually leaky aquifers

Abstract:

Pumping tests in aquifers separated by semipervious layer are generally analyzed by using solutions for leafy aquifers that assume constant head distribution in the unpumped source bed. This may not be true under prolonged pumping. Hantush (1967) solutions take into account head decline in the unpumped source bed. The objective of this paper is to present procedures for pumping test analysis using some of these solutions. Both type curve matching and straight‐line methods have been presented. Procedures described in this paper can be used to analyze early‐time drawdown data of the pumped aquifer and the late late‐time drawdown data of the pumped and unpumped aquifer above the semipervious layer. The hydraulic properties for the pumped and unpumped aquifer and the semipervious layer estimated by different methods are quite comparable.     

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。     

高分辨率层序地层学在第四纪含水层划分中的应用研究综述

在综述高分辨率层序地层学的形成、发展及其在第四纪地层和河流相地层对比中的应用的基础上,分析了高分辨率层序地层学在第四纪含水层划分与对比中的应用前景;应用高分辨率层序地层学理论,深入分析基准面旋回、可容纳空间变化与地层响应的关系,建立河流相等时地层格架,获取不同微相的分布特征和砂体的时空展布规律,可为平原区广泛分布的松散河流相第四纪含水层(组)的科学划分和对比提供新思路。指出高分辨率层序地层学在第四纪含水层划分与对比的应用中,需加强定量化研究,在明确各级次基准面旋回时限范围的基础上,对不同级次基准面旋回进行规范识别和划分;应尤其重视在地质过程-响应的沉积动力学分析的基础上区分河流相地层的自旋回和异旋回作用。     

岩溶含水层脆弱性评价方法探讨

阐述岩溶地下水脆弱性的概念和岩溶含水层的特殊性,介绍几种有代表性的岩溶含水层脆弱性评价方法,认为DRASTIC模型是目前应用最广泛的,但该模型没有单独考虑岩溶含水层的特殊性;EPIK法是第1个专门针对岩溶含水层的方法,用于水资源保护区划分,但评价体系和权重系统不太完善;越南模式是一种极端简化的方法,在数据较少的地区有一定的借鉴意义;Slovenia模式为最新方法,是迄今为止对岩溶含水层脆弱性指标诠释最为详细的方法,但需要更多的实践检验。目前岩溶含水层脆弱性评价在机理研究、权重分配、数据获取、结果验证、定量研究和方法选取等方面仍面临着挑战,也是今后的发展趋势和研究方向。     

凝析气藏考虑高速流动效应的油气渗流动态研究

近期的大量理论和实验研究发现。高速流动导致的毛管数和非达西效应对近井油气相对渗透率有显著影响，而目前仅仅考虑非达西效应无法准确描述油气真实渗流状态。如何准确理解并考虑这两种效应的影响对于凝析气藏渗流动态分析以及生产动态预测有很重要的意义。本文建立了油气两相渗流的定解问题，得到了拟稳态形式的流入动态方程。在三区渗流机理上．首次综合考虑了毛管数和非达西效应对相对渗透率的影响。实例分析揭示了高速流动下油气相对渗透率变化及油气分布状态新特征。对不同流入动态模型的对比分析表明。本文方法较之现有方法更有助于正确预测生产动态。评估气井产能。     

滨海深部含水层地下水排泄量评估

为了进一步计算评估滨海深部含水层地下水排泄量,以一个海底深部承压含水层系统为例,包括承压含水层及上覆弱透水含水层(海底),在内陆补给上考虑了与时间无关的年平均补给(常数)和由季节性降雨引起的周期性补给两种情况,从而建立了一个描述承压含水层中海底地下水排泄的数学模型,并得到其解析解。继而利用解析解分析了位于美国南大西洋Onslow海湾的SGD。结果显示,SGD排泄宽度变化范围为0.5~3.0 km,在承压含水层中海岸线处高于平均海平面1.0 m的水头值,其所产生的SGD速率为1.1~10.0 m2/d。     

基于有限元求解均质承压水稳定流问题的傅里叶分析方法

规则区域均质承压水稳定流问题在只考虑Dirichlet、Neumann 边界时具备11种边界类型组合模式。不同组合模式在有限元剖分下具有不同的稀疏线性方程组。本文对不同组合模式下的稀疏线性方程组进行傅里叶分析,在分析过程中对各种变换公式均采用快速傅里叶变换算法进行计算,实现了均质承压水稳定流问题的快速求解。文中通过具有解析解的水流基准问题验证了傅里叶分析方法的可信性,并以此为基础,在不同剖分模式下分别应用傅里叶分析法与迭代法（Jacobi 、Gauss-Seidel、SOR 、PCG ）进行算法的性能比较。计算结果表明：剖分密度越高（即剖分结点数多）, 在求解精度相当的情况下傅里叶分析方法的求解效率优势越显著。该方法的另一大优势在于不需计算和存储原始系数矩阵,从而节省了大量内存空间。