渗流井取水数值模拟及应用

天然滤床渗流井取水工程是近年来发展起来的一种集取河流渗漏补给量的新技术,利用河床砂砾石层的净化作用,将河水转化为地下水以获得水资源。渗流井取水时,"渗流井—含水层"多种流态并存,水力条件复杂,边界条件很难确定。现以等效渗透系数为纽带将"井管"内外不同介质不同流态耦合起来,建立起渗流井取水的"渗流—管流"耦合模型。将所建模型应用于陕西省绥德县枣林坪水源地渗流井取水工程,计算了当地渗流井取水平水期、枯水期的出水量,最终确定允许开采量为47 600m3/d。计算结果表明建立的模型能够较好地反映渗流井取水时的井流特征,对于指导渗流井取水工程的勘探、设计、施工有着积极的理论指导意义。     

张家川水源地不同取水方式对比分析

经过对研究区的水文地质条件进行分析,设计了3种开采方式:廊道、辐射井、渗流井。建立研究区的地下水流三维数值模拟,计算出廊道、辐射井、渗流井的允许开采量分别为:0.65、0.68、1.18万m3/d。通过对比分析,表明渗流井与相同技术条件下的廊道及辐射井相比,出水量大,供水保证率高,并且在建议开采量下含水层的水位降深在允许范围内。最终选定渗流井作为张家川水源地地下水的开采方式,对研究区地下水的开发利用具有很好的指导作用。     

辐射井取水方式数值模拟方法

简要分析了辐射井的井流特征,将辐射井的井管刻画为由一系列离散的管道和节点组成的井管,以辐射井井管与所在含水层之间的交换量作为耦合点,将离散的井管和有限差分网格耦合起来,建立辐射井取水计算模型.以陕西府谷墙头水源地为例,通过水文地质条件分析,提出黄河墙头段河谷区地下水辐射井开采方式.结合具体的水文地质结构及有关参数,利用已建立的辐射井取水的渗流-管流耦合模型计算了各方案下各个辐射井的出水量,最终确定了辐射井的允许开采量.     

神木县刘家湾水源地不同取水方式对比分析

在对研究区的水文地质条件进行分析后,设计了3种常用开采方案:廊道、辐射井和渗流井.通过引入等效渗透系数的概念构建3种取水建筑物的“渗流-管流”耦合模型,从而进行开采量的计算.计算出研究区在廊道、辐射井、渗流井的作用下允许开采量分别1.49、1.9、2.87万m3/d.计算结果表明:渗流井与相同技术条件下的廊道及辐射井相比,取水结构的出水量大,供水保证率高,并且在建议开采量下含水层的水位降深在允许范围内.最终以取水效率高为目标,确定神木县刘家湾水源地采用渗流井方式开采地下水,对研究区合理开发利用地下水具有重要意义.     

一侧弱补给边界干扰井群法计算水源地允许开采量

用非稳定流干扰井群法计算山前倾斜平原集中开采地段地下水允许开采量时,对山区补给边界可按定流量弱补给边界处理,对映射虚井抽水量可考虑为在同于实井抽水量同时进行注水的方法处理。     

黄河峡谷岸边渗流井取水方式合理开采量计算

以陕西省吴堡县横沟黄河谷地渗流井采水为例,采用地下水流三维有限差分法,分别计算了黄河平水期、枯水期渗流井的出水量及其组成,建议渗流井总开采量为15 400 m3/d。     

理想模型法计算区域地下水允许开采量

在分析现有计算方法的基础上,提出采用理想模型法计算区域地下水允许开采量.其方法为:通过水均衡研究,着重分析开采条件下可能的补给增量及排泄减量;针对具体条件提出地下水资源合理开发利用方式;对可开采量影响因素进行综合分区,使每一分区内各开采井单井可开采量可认为是相同的;采用理想数值模型,计算稳定条件下满足环境约束条件的最大单井可开采量及相应的影响半径,进而计算各分区布井总数、可开采量以及整个评价区的潜在开采量.实例研究表明该方法是有效的,适用于地下水侧向径流滞缓、以垂向交换量为主的地区区域地下水允许开采量计算.     

神木县合河水源地渗流井取水效果对比分析

为了研究陕西省神木县黄河谷地合河漫滩区渗流井取水效果,通过建立研究区的地下水流三维数值模型,分别模拟计算了黄河平、枯水期渗流井的出水量及其组成,对渗流井在单、群井作用下,与相同开采技术条件下的廊道及辐射井模型模拟结果进行了对比,表明渗流井取水结构的出水量大,供水保证率高,并且在建议开采量下含水层的水位降在允许范闻内.建议渗流井总开采量为:平水期35200 m3/d,枯水期27 400 m3/d.     

阿拉善左旗孪井滩地区地下水资源允许开采量计算及分析

文章分析了孪井滩生态移民示范区水资源利用现状,对其地下水资源允许开采量进行计算,并对允许开采量的保证程度进行分析。     

水平井开采地下水方案优选的实例研究

为了合理有效地开采地下水,科学地设计地下水开采方案非常关键。在陕西省北部神木县境内的合河水源地选择了廊道、辐射井和渗流井3种水平井开采地下水方式,每种方式设计了多种开采方案,其中廊道有20种方案,辐射井有2种,渗流井有2种。利用Visual MODFLOW软件,以"等效渗透系数"及"渗流-管流耦合模型"为理论基础,对不同方案进行地下水流数值模拟,并分别计算其平水期和枯水期的取水量。考虑枯水期的衰减程度、施工难度、造价及管理的难易程度等多种因素,最终确定"4眼渗流井开采"为最佳方案,其平水期总开采量为35 400m3/d,枯水期总开采量为27 500m3/d。     

邢台市城市水源地地下水开发利用与保护

邢台百泉岩溶盆地中赋存的岩溶地下水，是邢台市区及有关县市工农业生产和生活的主要水源。岩溶地下水具有补给快、循环周期短、水质好等特点，同时流域内污染源容易污染岩溶地下水。通过对岩溶区内地下水系统特征分析和水质评价，进一步阐明在开发利用岩溶地下水时应遵循其自然特性进行合理开采，并提出保护岩溶区水源地的措施和建议。     

黄河下游傍河水源地开采对水循环影响的研究

通过建立地下水流模拟模型,对傍河开采给黄河下游地下水循环、侧渗量及径流量带来的影响进行了分析。结果表明：①在黄河下游悬河段建立11个傍河取水的地下水源地,有利于水资源的多年调节和合理开发利用;②傍河取水改变了地下水的循环途径,有利于水资源的合理转化,有利于“三水”转化和改善水质;③傍河水源地大规模开采不会对黄河径流量产生明显影响。     

郭壁供水改扩建工程水源地方案设计

通过对郭壁水源地现状供水能力的分析、取水方案的比较,选择了合理的工程实施方案.     

淮安市二河饮用水源地水质评价研究

采用多指标综合评价方法对2012年淮安市二河饮用水源地水质状况进行评价,结果表明其水质满足饮用水标准;同时利用美国环境保护署(U.S.EPA)的水环境健康风险评价模型,计算了该水源地水体中污染物由饮水途径对人体健康危害的风险度,结果表明,化学致癌物质的个人年风险度远大于非致癌物质,各污染物的风险度从大到小依次为As>Pb>氟化物>硝酸盐>Mn>Fe>氨氮。研究成果可为二河饮用水源地的水质管理提供技术参考。     

简易地下水模型EasyGWM在南水北调中线受水区的应用

为对南水北调中线受水区(下简称中线受水区)的地下水资源进行有效模拟,研制简易地下水模型EasyGWM(Easy Groundwater Model),并以2002年-2003年的区域地下水动态资料进行模型验证,对EasyGWM模型和MODFLOW在中线受水区的模拟结果的对比分析表明,当研究时空尺度较大时,相比建模复杂、资料难于获取且运算耗时的MODFLOW模型,EasyGWM模型不仅能取得与实际资料相适应的模拟精度,还能节省模型建模及运算时间。     

库计水源地地下水水化学特征分析

以库计水源地地下水为研究对象,在分析研究区水文地质条件的基础上,系统研究了研究区地下水的水化学时空变化特征：从外围分水岭向内以及由内部分水岭向周边,地下水水化学类型总体上沿地下水流向,呈HCO₃型→HCO₃•Cl型→HCO₃•SO₄•Cl型→SO₄•Cl型逐步过渡变化规律;在垂向上,中、浅层地下水水力联系较为密切,分带规律不明显,深部地下水水质略差;在时间上,由于白垩系含水层厚度巨大,垂向水力联系密切,且水位埋藏普遍较深,季节性变化对地下水水质影响有限,地下水水质相对稳定。     

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。