数值模拟在水源热泵工程布井方案模拟及预测中的应用

为保证地下水源热泵系统布井方案的合理性,利用FEFLOW软件对沈阳某项目地下水源热泵工程抽水井、回灌井布设方案的合理性和可靠性进行模拟,建立地下水数值模拟模型。模拟该方案实施后地下水水位和水温的变化趋势,得到5年后该项目周围水位、水温的变化情况,验证该布井方案的可行性。对比5年后采暖期和制冷期的模拟结果表明,该布井方案具有合理性。     

深部矿区涌水与山体流场变化的三维模拟分析

在分析四川某矿区的延伸接替工程水文地质条件基础上,建立了研究区水文地质概念模型,运用Visual Modflow对地下水流场进行数值模拟。利用校正后的模型,预测不同开采水平下地下水流场的分布及涌水情况、地下水降落漏斗的影响范围,定量比较不同开采深度对地下水水位的影响程度、与地表水体的补、排关系。结果表明,地下水降落漏斗影响面积最大达4.03km2,降雨旱、雨季补给条件对深部巷道涌水量影响较小,水库至开采区方向存在地下水分水岭,对矿区深部开采充水影响不大。本研究为今后该矿区地下水资源的合理开发利用、矿区建设及环境保护等提供了科学依据。     

郑徐客运专线区域地面沉降的影响与应对措施分析

受地下水大面积开采或抽取影响,郑徐客运专线沿线地下水降低引起了严重的区域地面沉降问题,形成了多个以城镇为中心的大型降水漏斗。通过对沿线地层及含水层特点、地下水开采状况、地面沉降现状、开采地下水引起地下水渗流场变化等调研分析,依托Visual Modflow软件模拟地下水水位变化,分析地下水流场及降水漏斗范围,并通过建立地面沉降数学模型,来预测地下水水位下降引发地面沉降发展趋势。根据评估结果对沉降严重的重点地段建立了沉降监测系统,综合监测以及预测评估成果分析评价沿线区域地面沉降对工程的影响,并提出了相应防治对策和应对措施,供类似高铁勘察设计、施工、运营养护阶段决策应对参考。     

迁安盆地地下水资源有限元数值分析与评价

依据迁安盆地的水文地质模型建立数学模型,通过有限单元法对迁安盆地内水源地的地下水资源进行评价,并对其开采量和开采后的水位进行预测,同时与水均衡法求解的结果作了比较,以论证该地区地下水资源开采的保证程度,并对中长期取水要求提出合理的方案。     

DST水源地开采地下水对环境地质的影响评价

在干旱地区集中开采地下水,若开采不当,往往会产生地下水区域水位下降、天然野生植被退化乃至死亡等环境地质问题。通过水源地在不同开采年限下对地下水浅埋区(小于6m)水位下降的分析预测,结合新疆干旱地区生态地下水埋深适宜深度,对地下水浅埋区域的环境地质问题进行了分析评价。     

丘陵区采矿排水对周边地下水流动系统影响分析

丘陵地区地下水资源相对紧缺,然而为保证矿区安全开采,地下开采工程要求排出大量的地下水,尤其是承压水的流失对上覆渗水性强的含水层水位下降可能存在不可忽视的影响,甚至影响到周边居民的饮水安全。为此,本文以皖西丘陵地区霍邱铁矿群开采为例,在建立地下水水流数值模型基础上,分析采矿排水对上覆第四系孔隙水的影响程度,结果表明：矿床...     

开采条件下海河流域平原区浅层地下水数值模拟研究

本文利用地下水数值模拟系统(GMS),建立了能反映海河流域平原区地下水含水层结构及其水流特性的大区域水文地质概念模型和地下水流模型,重点研究了在无开采井条件下地下水开采强度时空分布的特征,模拟了平原区1965~2005年41年间的地下水流场及漏斗的演变过程,综合分析了海河流域平原区浅层含水层长期开采条件下地下水系统的演变过程以及地下水开采带来的影响。同时,对所建立的地下水数值模型就流场、漏斗变化以及水文地质参数等多方面进行了识别和验证。采用经过率定和验证的模型,预测分析了水资源配置制定的地下水限采方案,为南水北调实施后对海河流域地下水的修复作用以及其它可能的影响提供了可靠的分析手段和措施。     

西龙河水源地岩溶地下水开采量评价

西龙河水源地位于邹城市西南一相对独立水文地质单元内。区内已建有多个水源地,目前处于一种供稍大于求的弱平衡状态。为了合理、安全地利用西龙河水源地岩溶地下水资源,在深入分析勘察区及周边水文地质条件基础上,分别设置新增开采量为3.50×104m3/d、3.10×104m3/d和2.80×104m3/d三个不同的开采方案,采用GWMS软件包之AQUA3D地下水流数值模拟模型软件,对该水源地岩溶水资源进行了数值模拟。模拟结果表明,考虑了实际存在的＂井损＂因素后,新增开采量2.80×104m3/d,其平水年抽水井最低水位标高为15.10m,较允许最低水位高3.1m,枯水年抽水井最低水位标高为12.20m,较允许最低水位高0.2m;平、枯水年因岩溶水开采而引起孔隙水水位下降分别为0.56m和1.86m,满足规定的开采约束条件,对当地农业生产与生态环境影响较小,是所设定的三个开采方案中最合理的一个。     

不同供水水质管网余氯衰减规律分析

开展了不同水源、不同水质的供水管网的余氯检测工作,分析了管网余氯的衰减规律.结果表明,沿供水干线水流方向的余氯值整体呈下降趋势,但在局部管段有所升高;供水干线在冬夏两季的余氯衰减规律基本相同,混合水供水干线的余氯衰减速率最快,其次是地下水供水干线,余氯衰减速率最慢的是地表水供水干线.     

重庆南温泉背斜地下热水可持续开发研究

重庆南温泉背斜南温泉、小泉及桥口坝地下热水开发点为一个地下热水系统,过去由于缺乏对地下热水的可持续开发研究,各开发点盲目开采,使得有名的天然南温泉、小泉枯竭。目前开发商正在桥口坝开发地下热水,为了避免重蹈覆辙,及合理开发和保护地下热水资源环境可持续发展,必须进行地下热水可持续开发研究。在分析南温泉背斜地下热水系统物理模型的基础之上,建立相应的有限元模型,并采用实测水位与模拟水位对比进行模型校正,当模拟水位与实测水位相近时,所得的模型是符合客观实际的。采用此模型模拟不同可持续开发方案下,桥口坝地下热水的最大开采量,并对不同开发方案进行分析优选,得到最佳的可持续开发方案。     

大沽河下游地区地下咸水恢复方案的数值分析

本文首先分析了咸水分布区的自然地理条件和水文地质条件 ,然后对研究区的水文地质条件进行了概化 ,建立了相应的地下水质数值模型 ,最后通过地下水模拟软件Visual MODFLOW 3 1对不同的治理方案进行了数值分析。研究结果表明 ,单一的抽水方案对于高浓度咸水的去除非常有效 ,但是低浓度咸水残留量较大 ;而抽水优化方案不但能够同时去除高浓度和低浓度的咸水 ,并且更加彻底和快速。     

大沽河下游咸水修复试验及方案的优化研究

在系统分析大沽河下游李哥庄地区水文地质条件的基础上,利用Visual MODFLOW的SEAWAT模块建立了研究区的水流和溶质运移模型,运用水位和浓度监测资料对模型进行了识别和检验。在示范区内进行了咸水修复试验,但效果不够显著,因此利用模型对修复方案进行了优化,最终确定了两种方案。结果表明,抽注水方案一和二对于示范区咸水体的修复是可行和有效的;在系统停止运行后的自然状态下,修复效果能够长期维持下去;抽注水方案二更为快速、彻底,且总抽注水量小。     

地下水环境中有机污染物迁移转化动力学模型的研究

通过对有机污染物在地下水环境中迁移转化机理的研究 ,建立了地下水环境中有机污染物迁移转化的变系数动力学模型 ,并运用数学物理方法对该模型进行了解析求解 ,同时对动力学模型中的各物性参数进行灵敏度分析。结果表明 :地下水流速和弥散系数对于有机污染物的迁移转化的影响最大 ;当地下水流速比较大时 ,忽略衰变、吸附及生物降解作用的综合系数影响 ,不会造成太大误差。这对于定量化研究有机污染物在地下水环境中对流 扩散状况提供了可靠的理论依据 ,同时还为土壤污染预测预报、污染防治和水资源管理与评价提供科学依据和途径。     

水源热泵回灌井悬浮颗粒运移和沉积物理特性试验模型研究

 针对地下水源热泵系统阻塞机制研究开发的砂层阻塞模拟试验系统,利用砾石颗粒作为多孔介质,以粉煤灰颗粒作为悬浮物,研究悬浮颗粒在砾石中运移和沉积时相对浓度与孔隙体积的关系。通过试验可知：(1) 在3种不同流速试验条件下,悬浮颗粒在砾石介质中的运移和沉积主要经历了浓度的增加、骤减和平稳段,总体趋势是相同的,主要区别在于浓度的峰值有所不同,流速越大所对应的峰值越大,反之亦然。(2) 给出的渗透率衰减模型对预见试验中悬浮颗粒的迁移所引起的孔隙率下降是有效的。(3) 把理论分析方法同试验曲线比较后发现,余尾效应在本次试验中并没有出现,试验值和理论值具有较好的吻合性。     

Monitoring groundwater variation by satellite and implications for in-situ gravity measurements

In order to establish a new technique for monitoring groundwater variations in urban areas, the applicability of precise in-situ gravity measurements and extremely high precision satellite gravity data via GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) was tested. Using the GRACE data, regional scale water mass variations in four major river basins of the Indochina Peninsula were estimated. The estimated variations were compared with Soil-Vegetation-Atmosphere Transfer Scheme (SVATS) models with a river flow model of 1) globally uniform river velocity, 2) river velocity tuned by each river basin, 3) globally uniform river velocity considering groundwater storage, and 4) river velocity tuned by each river basin considering groundwater storage. Model 3) attained the best fit to the GRACE data, and the model 4) yielded almost the same values. This implies that the groundwater plays an important role in estimating the variation of total terrestrial storage. It also indicates that tuning river velocity, which is based on the in-situ measurements, needs further investigations in combination with the GRACE data. The relationships among GRACE data, SVATS models, and in-situ measurements were also discussed briefly.     

马池口应急水源地开采对区域地下水位影响分析

通过建立地下水系统数值模型,选择地下水模型软件FEFLOW求解,对马池口应急备用水源地启动后,经历两个枯水年,一个平水年后,区域地下水位下降情况进行了预测,水位下降小于3m的面积为174.77km2,下降3～7m的面积为81.86km2,下降7～9m的面积为28.24km2,下降大于9m的面积为15.35km2,预测结果与地下水位监测数据基本吻合。     

破碎千枚岩隧道施工工法比选试验研究

 为探明破碎千枚岩隧道在不同工法下的变形及支护力学响应特征,寻求一套适宜该种地层的合理工法体系,以该地层的隧道开挖为依托,采取现场试验与数值模拟相结合的方法,研究隧道在7种不同工法下的洞周变形、锚杆轴力、围岩–初期支护和初期支护–二衬接触压力、拱架及二衬内力变化规律。研究表明：工法S1,S2因较易引发洞室大变形等病害而不适合隧道开挖;工法S3能满足开挖条件但需增强支护参数体系;工法S4～S7均能有效抑制变形、保障隧道稳定,其中,工法S5,S6以支护承受较大荷载为代价,且施工难度大、工期长、造价高,工法S7对围岩扰动次数最多且初期支护不能及时封闭成环,工法S4既可抑制围岩变形,减小作用至衬砌的形变压力,又可提供稳定的支护力,在特殊地层时该法能迅速转变成工法S6,S7,缩短工法转换时间,有利于破碎千枚岩等软岩隧道的长期稳定。     

滑坡地下水位动态预测的径向基函数法

滑坡地下水系统是一个复杂的水系统，地下水位的预测是根据地下水位与其影响因素之间存在的映射关系，寻求滑坡稳定性分析所需的地下水边界条件，以较为准确地反映地下水的变化对滑坡体稳定性的影响。通过对基于径向基函数网络模型的分析，建立了适合于滑坡地下水位预测的神经网络预测模型，并将其用于地下水位的动态预测。实例表明，该方法预测精度较高，具有一定的推广价值。     

不同板式叉流空气-空气换热器换热特性模拟

为了提高板式叉流气-气换热器的显热效率,本文根据厂家新风换气机实物原型,提出三种模型结构方案.通过Fluent数值模拟软件,分别模拟出夏季工况下三个方案的送风面和排风面的速度场、温度场和压力场.根据模拟结果得出最优方案,即在送风面阻力较小情况下,不仅送入的温度低,而且风口气流均匀.模拟结果为换气机的设计和生产提供参考.     

A novel in situ technology for the treatment of nitrate contaminated groundwater

A novel in situ membrane technology was developed to remove nitrate (NO3-) from groundwater. Membrane-fed hydrogen gas (H2) was used as an electron donor to stimulate denitrification. A flow-through reactor fit with six hollow-fiber membranes (surface area = 93 cm2) was designed to simulate groundwater flowing through an aquifer with a velocity of 0.3 m/day. This membrane technology supported excellent NO3- and nitrite (NO2-) removal once H2 and carbon limitations were corrected. The membrane module achieved a maximum H2 flux of 1.79 x 10(-2) mg H2/m2 s, which was sufficient to completely remove 16.4 mg/L NO3(-)-N from a synthetic groundwater with no NO2- accumulation. In addition, this model in situ treatment process produced a high quality water containing <0.5 mg/L total organic carbon.