下辽河平原南部第三系含水层咸水入侵的调控

目的 为了控制下辽河平原南部第三系地下水区域性开采漏斗和明化镇组成水入侵,保护有限的淡水资源,对该区上第三系含水层地下水进行调控和管理,结束不合理的开发利用.方法 在满足该区域经济和社会发展的需水要求的前提下,从水位与水质两方面进行约束,通过响应矩阵建立研究区上第三系地下水资源管理模型.结果 提出在高升地区明化镇组增加开采量1.28万m3/d,缩减馆陶组大洼、红村和荣兴一带超采区的开采量2.12万m3/d,所缩减量调整到馆陶组的盘东、兴隆台、新立地区开采的优化方案,有效地控制了明化镇组地下水头开采漏斗现象发生.结论 优化方案可有效保护地下水集中开采区淡水资源,控制咸水入侵.并可作为该地区第三系地下水的可持续开发利用和水资源优化配置的技术依据.     

用响应矩阵法解地下水管理模型

本文用模拟模型与优化模型偶合方法,研究了地下水管理问题。地下水位以有限差分或有限单元表达式表示,由响应函数组集成的响应矩阵,组成一组代数技术方程与线性规划管理模型相耦合,作为管理模型的约束条件。文中举例说明响应函数及响应矩阵的求法,和在管理问题中的应用,结果表明,响应矩阵法对于解大范围、复杂的、非稳定的、及具有分布参数的管理问题有着广阔的应用前景。     

Visual modflow在天津市地下水数值模拟中的应用

针对已有地下水模型所存在的问题,建立了天津地区水文地质数学模拟模型,运用国际通用的可视化标准软件V isual modflow对研究区地下水进行了数值模拟计算和预测,并预报了2010年减少开采量后地下水水位及流场的时空响应变化,为研究区地下水资源的合理开发利用提供了科学依据.     

基于数字信号处理技术的地下水资源管理模型研究--以西北某水源地规划管理模型的建立为例

根据地下水资源管理模型响应矩阵法的建模思想，一般的二维承压含水层系统可分解为两个承压含水层子系统，一个为由人工干扰作用下的，另一个为由天然补径排条件作用下的．本基于数字信号处理技术和方法的基本理论，证明了前为线性时不变(LTI，Linear Time Invariability)系统，并应用LTI系统响应特征的卷积表示法，论述了将地下水流离散系统通过响应矩阵与规划管理模型进行耦合的方法．最后，建立某水源地规划管理模型，计算结果表明数字信号处理技术可应用于地下水资源优化配置和管理。     

长江北部三角洲-里下河沉积典型过渡区承压地下水数值模拟

姜堰市地处长江北部三角洲沉积区与里下河沉积区间的过渡带,孔隙承压地下水分布复杂,南北差异明显,地下水资源评价难度大.对研究区复杂孔隙承压地下水系统进行了三维数值模拟,并在模型识别、验证的基础上,确定出符合水位控制要求的可开采资源量及优化开采布局.结果证明,通过三维数值模型进行地下水资源评价,既能客观再现复杂的水文地质结构和水文地质条件,同时也有助于对地下水资源进行科学有效管理.     

银川平原承压水水位监测网优化设计

由于引黄量的减少,加上银川平原区内水利工程的修建,改变了地表水和地下水的循环条件,使得地下水系统发生变化,对生态环境产生一定的影响,急需开展相关的研究工作.通过地下水动态分区法将银川平原分成了182个动态类型区,并对银川平原承压水水位监测井进行优化布设后,运用Kriging方法,对银川平原地下水水位监测井优化前后插值误差进行了计算分析.根据优化结果及误差分析,并考虑经济因素,最终确定需在银川平原布设215口承压水水位监测井.对监测井进行优化后,使得监测井能够更有效和准确地监测到地下水位在区域上的时空分布,为区域地下水资源评价、环境保护、农业规划等服务.     

许昌市建安区北部采空区三维地下水流数值模拟

近年来,许昌市建安区北部采空区出现了严重的地面塌陷、地下水水位下降、地裂缝等环境地质问题,严重影响了当地居民的生命财产安全,迫切需要对该地区地下水动态变化特征进行研究。在分析研究区大量工程地质及水文地质资料的基础上,运用Modflow软件,建立了建安区北部采空区地下水三维非稳定流数值模型,模型采用2015—2018年的水位数据进行了参数识别验证与水位拟合。结果显示:2015—2018年的地下水水位变幅较小,平均变幅为0.5 m,研究区东部雷庄地下水水位降落漏斗区与西张地下水水位降落漏斗区水位有0.2～0.5 m的下降,武庄矿区周围区域地下水水位升幅在0.5 m左右。为了掌握研究区在矿井继续抽水(抽水量不变)情况下地下水流场的动态演化过程,对2018年9月—2021年9月期间研究区的地下水流进行了预测。预测结果显示:该时段地下水水位缓慢上升,水位升幅为0.5～1.5 m,研究区地下水的开采与补给趋于均衡。该研究成果对矿区的持续开采及当地地下水的合理利用具有重要意义。     

地下水开发利用水位水量“二元”指标管理模式研究

针对传统的地下水资源管理主要以"可开采量"作为地下水开发利用控制指标在实际工作中所存在的问题,本研究提出了地下水水位-水量"二元"指标管理新模式.以天津市地下水开发利用为例,建立以地面沉降为约束条件的研究区地下水水位-水量数值模型,利用GMS软件可以模拟出不同时期各含水层的控制水位,实现"以地下水可开采量为总量控制指标、以控制性水位为表征指标"的管理新模式."二元"指标管理模式实现了对地下水资源可持续开发利用的有效管理.     

基于Modflow的某水源区地下水开采三维数值模拟

简述了地下水数值模拟计算的基本理论与求解方法,运用Modflow软件,建立了青铜峡某水源区地下水开采的数学模型.对模型参数、源汇项处理进行了分析确定,使模型具有较好的模拟仿真度.对该地下水开采区进行了20 a地下水位变化的模拟预测,给出了不同时期研究区地下水运动特征及水位(降深)分布.计算数据分析表明5 a地下水补给、排泄在年内保持均衡,地下水位基本稳定,同时探讨了利用Modflow地下水计算成果进一步预测水位下降引起的地面沉降问题.     

基于地表水与地下水耦合模型的溪泉湖湿地数值模拟的应用研究

通过建立溪泉湖水源地地表水与地下水联合运用的耦合模型,借助于QUAL2K软件计算地表河流控制断面的入水浓度.采用MT3D模型,基于Visual MODFLOW有限差技术,分析了沈阳市沈北新区溪泉湖湿地构建储备水源地10 a后地下水环境的动态变化.水位模拟结果显示:2020年构建储备水源地处形成漏斗,水源地构建后的地下水水位降落漏斗处地下水等水位线比构建前下降2.5 m,与2009年初始水位相比大幅度下降,既满足水源地供水效益,又解决了周边水库蓄水造成的浸没问题.水质模拟结果显示:周边水库地下水水质较好,没有对水源地水质造成影响,但辽河支流的水质不容乐观,对水源地水质造成严重威胁.因此,为保障水源地水质安全,对溪泉湖地表水体进行污染防治势在必行.     

第四纪松散沉积层深基坑降水三维非稳定流数值模拟

目的探讨长江三角洲巨厚第四纪松散沉积层深基坑非完整井降水模拟算的理论．方法采用三维有限元数值模拟理论，以上海环球金融中心深基坑降水为例，模拟了在多层含水层复合存在、含水层最深底板埋深达149m、基坑周围挡水连续墙埋深达34m、抽水井埋深达55m．抽水井过滤器埋深为34～55m．基坑内地下水位降至埋深达26．6m的情况下的地下水复杂流动状态．结果得出的8口抽水井优化降水方案经后续工程验证正确、可靠．结论三维有限元数值模拟理论用于模拟预测此类地区的深基坑降水具有较高的可信度，采用“置大数”法处理第一类边界条件和改进单元传导矩阵调整法处理自由面边界条件能提高模型的计算速度和稳定性．     

真空排水预压法中真空度分布的影响因素分析

结合浃里陈大桥试验段的真空度测试结果，分析了真空度分布与密封性、真空能量、深度、介质阻力、地下水位线等因素的相关联系。分析结果表明，上述各种因素对真空度的分布均有不同程度的影响；地下水位线对真空度的分布起阻挡作用；水位线以上的真空度是由抽气直接形成，而水位线以下的真空度主要是由于地下水位的下降或部分封存气体从软管末端逃逸引起的。     

真空排水预压法中真空度分布的影响因素分析

结合浃里陈大桥试验段的真空度测试结果,分析了真空度分布与密封性、真空能量、深度、介质阻力、地下水位线等因素的相关联系.分析结果表明,上述各种因素对真空度的分布均有不同程度的影响;地下水位线对真空度的分布起阻挡作用;水位线以上的真空度是由抽气直接形成,而水位线以下的真空度主要是由于地下水位的下降或部分封存气体从软管末端逃逸引起的.     

Analysis on Observing Results of Vacuum Degree in Soft Ground by Vacuum-Surcharge Preloading

This paper analyzes the observing results of vacuum degree in the the Jialichen bridge-head experimental site .The cause of vacuum degree developing below groundwater table is pointed out. The influence of vacuum degree above the ground water table on pore water pressure is discussed. The results show that vacuum degree decreases along the depth because resistance. The resistance in the PVDS is lowest, in the silt is highest. Vacuum degree below groundwater table is produced mainly by dewatering or by escaping of sealed air from the end of flexible pipe. Vacuum degree above the ground water table in the sand drains makes great effect on pore water pressure. In the silt the pore water pressure does not change with the variation of vacuum degree under membrane in a short time.     

Numerical simulation of dewatering thick unconsolidated aquifers for safety of underground coal mining

With an increase of mining the upper limits under unconsolidated aquifers, dewatering of the bottom aquifer of the Quaternary system has become a major method to avoid water and sand inrushes. In the 8th District of the Taiping Coal Mine in south-western Shandong province, the bottom aquifer of the Quaternary system is moderate to excellent in water-yielding capacity. The base rock above the coal seam is very thin in the concealed coal field of the Carboniferous and Permian systems. Therefore, a comprehensive dewatering plan from both the ground surface and the panel was proposed to lower the groundwater level in order to ensure mining safety. According to the hydrogeologic conditions of the 8th District, we established a numerical model so that we could simulate the groundwater flow in the dewatering process. We obtained the simulation parameters from previous data using backward modeling, such as the average coefficient of permeability of 12 m/d and the elastic storage coefficient of 0.002. From the same model, we predicted the movement of groundwater and water level variables and obtained the visible effect of the dewatering project. Despite the overburden failure during mining, no water and/or sand inrush occurred because the groundwater level in the bottom aquifer was lowered to a safe water level.     

应用动态设计变量优化方法进行城市群公路网优化布局

目的为目前城市群公路网布局提供一种最优的计算方法.方法以公路网重要度为目标函数,以资金投入为固定值作约束条件,以节点连通值为设计变量,提出了连续值优化计算,合理进行公路建设和维护.结果建立了城市群公路网优化布局模型;采用VB语言开发了求解公路网优化布局的公路网重要度模型的梯形算法主程序;通过实例验证了算法的正确性.结论城市群公路网布局的计算方法尤其适合求解大规模公路网优化问题,解决常规算法难以应用于大规模网络优化问题的难题.     

考虑渗流影响的深基坑开挖三维弹塑性数值模拟

为了分析在降水影响下地铁车站基坑的稳定性和现场实测的精确性,以沈阳某地铁车站深基坑为研究对象,根据工程地质条件及围护结构的深度和基坑开挖深度,运用ABAQUS对基坑进行了地下水渗流与开挖的三维数值模拟分析,利用试验推理法来模拟渗流问题.对基坑降水条件下开挖和支护体系的变形情况进行了验证,并将模拟结果与实测值进行了对比.结果表明,理论分析和实际监测结果较吻合,该方法对ABAQUS在基坑渗流数值模拟方面具有良好的借鉴性.     

深厚强透水含水层地铁深基坑地下水控制方案综合比选方法

针对深厚强透水含水层地铁深基坑地下水控制方案比选问题,联合运用层次分析法、模糊综合评价法以及数值计算方法,提出深厚强透水含水层地铁深基坑地下水控制方法定性与定量化比选流程框架,建立了强透水地层地铁深基坑地下水控制方案综合比选方法。以福州地铁水部站深基坑工程为例,采用建立的比选方法,对5种不同深基坑地下水控制方案（敞开式降水、落底式止水帷幕、深层水平封底帷幕、悬挂式止水帷幕降水以及水下开挖）进行定性评估分析,结果表明,悬挂式帷幕降水方案为该车站深基坑工程地下水控制最优方案。采用数值模拟方法,分析得到了深基坑降水引发的周边地表沉降值在12~23 mm之间,表明42 m悬挂式止水帷幕降水方案能有效控制深基坑降水引发的地表沉降。     

面向三轴气浮台的室内星敏感器定姿方法

为解决三轴气浮台垂直于地面转轴转角(偏航轴转角)难以精确测量的问题,提出了使用室内星敏感器进行三轴姿态角测量的方法.考虑到室内星敏感器与在轨星敏感器工作环境的区别,基于在轨星敏感器姿态测量方法对室内星敏感器姿态测量方法进行了研究与改进.在建立室内星敏感器姿态测量模型的基础上,采用迭代算法寻优得到三轴台高精度的三轴姿态.针对迭代算法对初始值要求较为严格的情况,采用粒子群优化算法寻优得到初始姿态矩阵.数学仿真结果验证了室内星敏感器测姿方法能够在快速测量3个转轴转角的基础上,提高偏航轴转角的精度.