地下咸水体抽水修复的模拟试验

根据青岛市大沽河下游咸水分布区水文地质条件,采集该地区代表性中砂进行砂槽模拟试验,分析了抽水量、抽水井的位置以及抽水持续时间对咸水体修复效果的影响。试验结果表明:进行抽水修复时,各观测点盐度依次降低,并且形成突降;抽水量越大,咸水的去除速率越高,修复时间越短,抽水量从80.2 mL/min分别增至160.2 mL/min、240.2 mL/min时,修复时间缩短为之前的52.4%和34.9%;将抽水井安置在隔水边界附近,能够有效地抽取高浓度咸水,显著提高地下咸水体的整体修复效果;该试验条件下,抽水持续时间为115 min时,虽然结束抽水时的出水盐度为0.274%,但是依靠自然修复仍然能够满足饮用水标准,相较于出水盐度为0.10%的抽水持续时间缩短了30.3%,大幅降低修复成本,对咸水体的工程研究具有明显的经济意义。     

明化镇组咸水体运移模拟及防治技术

下辽河平原南部上第三系明化镇组,在地质历史上由于受海水的入侵,在地层中存留有大量的咸水体,随着油田的勘探开发,在咸水体周围建设了许多水源地。当大规模开采地下水后,打破了咸淡水间的原始水动力平衡,咸水体不断向外扩张。为了模拟咸水体。首先建立地下水的渗流模型,在此基础上用质点追踪模拟咸水体的运移规律,预测咸水体运移速率,并提出咸水体扩张的防治技术。     

水源热泵直线型异侧抽灌系统渗流场影响分析

以西安市某地下水源热泵直线型异侧布井为例,分别运用解析法、数值模拟方法分析了渗流场影响范围,并确定了渗流场影响范围、安全距离与井距的对应函数关系。结果表明:在含水层水文地质参数、井孔抽回灌量参数确定的条件下,渗流场影响范围、安全距离均与抽回灌井距呈正相关关系;水源热泵布井时应考虑抽回灌井群系统对渗流场区和周边建筑物地基沉降造成的影响,以便合理规划水源热泵布井区和优化抽灌井布井间距。     

基于遗传算法的TCE污染地下水修复抽水处理优化方案研究

抽水处理技术已广泛应用于地下水污染现场修复，系统设计运行不当会严重影响抽水处理的成本和效率。布井位置和抽水流量是抽水处理系统设计的两个关键因素，需考虑污染现场及饮用水源位置、经济成本等条件，因而布井方案需综合实际情况考虑不同参数。已有的抽水处理系统主要依据经验设计，不能满足复杂系统下经济高效运行的目的。因此，根据影响抽水处理系统经济效应的因素寻求经济高效的最优布井方案越来越重要。以某典型三氯乙烯(TCE)污染含水层为例，运用地下水流场、溶质运移模拟模型与遗传算法相结合的优化技术MGO,采用水力优化和运移优化两种地下水污染修复模式进行优化。基于情景分析比较了不同修复时间、井的数量、目标修复浓度、吸附常数和渗透系数等参数调整对井位和抽水量优化布局的影响，探索了抽水处理系统优化中遗传算法设计参数的确定方法，总结了影响抽水处理系统经济效应的不同因素及其变化规律。结果表明，抽水成本随井数的增多、修复时间的延长、目标修复浓度的增大而降低，但降幅会在某一临界范围内显著缩小，需根据实际工程需要，平衡各方成本因素。当目标修复浓度为0.03 mg/L且修复时间为20 a时，3眼井较2眼井抽水成本减少18%...     

潍河下游典型卤水开采区海咸水入侵趋势研究

为了掌握潍河下游卤水开采对海咸水入侵的影响,在地质、水文地质、地下水位和地下水水化学等实测资料的基础上,基于潍河下游典型卤水贮存、运动特征和开采现状,建立了潍河下游典型卤水开采区的地下水流系统数值模型,并对卤水开采区不同开采条件下海水入侵的趋势进行了预测。结果表明:在保持目前地下水和卤水资源开采状态的情况下,海咸水入侵锋线向卤水区推进,且卤水区地下水矿化度大幅度降低;若保持地下水开采、停止卤水资源开采,则卤水区地下水位逐渐恢复,卤水区地下水矿化度有降低现象;海咸水入侵锋线处于相对稳定状态,原因是其处于地下水降落漏斗中心处,南部低于锋线值和北部高于锋线值地下水均向漏斗区汇聚,使得海咸水入侵锋线处于相对稳定状态。     

深埋隧洞外深井群降水试验及方案研究

针对小浪底南岸灌区自流总干(引黄入洛)工程隧洞新近系围岩中地下水处理问题,引入了洞外深井群超前降水技术,并采用多孔稳定流抽水试验方法进行现场抽水试验,计算渗透系数和影响半径。建立FLAC3D流—固耦合模型进行三维渗流数值分析,确定深井群降水方案。抽水试验表明:测井C_2、C_3、C_4同时抽水,观测井G_1水位降深在开始抽水后5.5 h达到最大,水位降深达13.09 m,观测井G_1底部高程低于平洞底板高程约10 m,说明降水效果明显。通过三维渗流数值计算,对各深井群降水方案对比分析,确定洞外深井群布井方案:沿平洞轴线两侧约5 m、交错间隔50~75 m布设降水井,井深110~120 m,井深进入平洞底板深度不小于50 m。     

受潮浪和径流影响滨海承压层抽水数学模型及其解析解

为研究滨海承压含水层地下水在潮浪、抽水井流扰动及径流和越流补给综合影响下的渗流和水位变化,建立了滨海承压水抽水不稳定流的数学模型,并得到其解析解。通过实例计算和分析可知：潮浪的波动作用与抽水的井流作用将相互影响,潮位升高时承压水水位上升,减缓了抽水引起的水位下降量,而潮位降低时承压水水位下降,将加剧抽水引起的水位下降;越流和径流作用可以减缓承压水水位下降;当承压水径流朝向海洋时,径流作用使水位降“漏斗中心”逆着水流而朝远离海岸线方向移动,并且承压水径流补给对减缓地下水水位下降的作用随时间越来越明显,因此径流作用可以减轻井水受潮浪和海水入侵的影响程度;如井设置在距海岸较远处,潮浪对抽水水位降“漏斗”形状改变不明显;受潮浪和抽水共同作用时的地下水水位-时间曲线围绕仅受抽水作用时的地下水水位-时间曲线上下波动。     

受潮浪、径流和越流影响滨海承压层抽水数学模型及解析解

为研究滨海承压含水层地下水在潮浪、抽水井流扰动及径流和越流补给综合影响下的渗流和水位变化，建立了滨海承压水抽水不稳定流的数学模型，并得到其解析解。通过实例计算和分析可知：潮浪的波动作用与抽水的井流作用将相互影响，潮位升高时承压水水位上升，减缓了抽水引起的水位下降量，而潮位降低时承压水水位下降，将加剧抽水引起的水位下降；越流和径流作用可以减缓承压水水位下降；当承压水径流朝向海洋时，径流作用使水位降“漏斗中心”逆着水流而朝远离海岸线方向移动，并且承压水径流补给对减缓地下水水位下降的作用随时间越来越明显，因此径流作用可以减轻井水受潮浪和海水入侵的影响程度；如井设置在距海岸较远处，潮浪对抽水水位降“漏斗”形状改变不明显；受潮浪和抽水共同作用时的地下水水位-时间曲线围绕仅受抽水作用时的地下水水位-时间曲线上下波动。     

抽水蓄能电站同发同抽运行进出水口连通流量数值模拟

抽水蓄能电站不同水力单元机组同时处于发电及抽水运行(同发同抽运行)是缓解电网突发性的电力不平衡现象所造成的不利影响,适应电网应急调度需求的有效手段。在此运行方式下,不同进出水口水流反向,前池内将形成水流连通。针对连通流量在物理模型试验和原型观测中均难以测定的问题,提出了以三维流场数值模拟确定流量连通路径和孔口流速分布,以面积加权平均法得到不同路径对应流量的连通流量计算方法;并以某抽水蓄能电站下库进出水口为例,采用该方法分析了孔口连通流量及其占比。成果表明,抽水蓄能电站同发同抽运行时,部分孔口连通流量将超过其总流量的80%,易造成机组冷却水在水力单元之间循环并不断升温,从而降低机组的冷却效果。图4幅,表1个。     

马鞍山市地下水水源地应急供水水流模拟研究

为评估马鞍山市应急水源地的供水能力,结合现场水文地质勘察成果,概化了区域水文地质模型,采用GMS软件进行应急开采条件下的地下水渗流场模拟预测。计划布置抽水井75口,模型预测了总开采量15万m^3/d时区域地下水流场的时空分布特征。计算结果表明各水源地应急开采过程中,水源地周围降落漏斗中心降深逐渐增大,胡庄和秦河村水源地由于含水层相对较薄,远离区域主要的补给水源(长江),供水能力较差,降落漏斗中心埋深最大;新锦村靠近长江,抽水井数量相对较少,降落漏斗中心埋深最小。经过365 d抽水,区域降落漏斗最大降深达4.61 m,降落漏斗最大半径达3 000 m。马鞍市拟选应急水源地的供水能力可以达到15万m^3/d,但是水源地应布置在含水层厚度大,补给可靠的区域。