基于FEFLOW的地下水环境影响评价研究

运用FEFLOW有限元地下水模拟软件,对某条件下地下水环境进行了评价研究。根据水文地质条件、地质条件,建立了数学模型以及水文地质概念模型,利用FEFLOW数值模拟软件研究了地下水流场、分层的均衡性、潜水埋深、潜水水位,研究得出:在矿井开采与某水源开采的条件下,形成了以某水源地为中心的大范围降落漏斗,从而造成潜水位下降程度相近;矿井抽水造成的潜水位下降和水源地抽水影响相比并不明显;2种方式的开采造成潜水埋深大幅度增加,导致了评价区域内潜水获得的蒸发量和大气降水入渗补给量明显降低,研究为类似工程条件下地下水环境影响评价提供一定的借鉴意义。     

内陆干旱半干旱盆地地下水生态环境指标研究

探讨了内陆干旱半干旱盆地地下水生态环境指标。内陆干旱地区主要生态环境问题是人工绿洲土壤次生盐渍化和天然绿洲植被衰败。不同区域地下水生态环境指标不完全相同，人工绿洲主要是土壤含盐量和地下水位临界埋深等指标，天然绿洲则主要是土壤含水量、土壤含盐量、潜水矿化度和地下水生态水位等指标。上述指标中最重要的地下水生态环境指标是地下水位埋深，其它指标如土壤含盐量、土壤含水量等指标可通过调节地下水位埋深来进行控制。人工绿洲临界埋深随气候和下垫面条件的变化而变化，年内不同时段指标阈值不同，天然绿洲的生态水位是适宜大多数植被生长的共同潜水埋深，为2.0-4.5m。表2，参9。     

神府榆矿区采煤排水对地下水资源量的影响

为研究神府榆矿区采煤排水对地下水资源量的影响,以研究区矿井排水情况为基础,利用1980—2014年研究区内地下水位观测资料,计算了大气降雨入渗补给量,并分析其与煤炭产量之间的关系。结果表明,2000年之前,大气降水入渗补给量比较稳定,2000年之后入渗补给量开始逐年下降。主要原因是煤矿开采的大量排水,引起区域地下水位下降,局部地区超过降雨对地下水补给的最佳埋深,从而增加了降雨入渗过程中蒸发等无效损耗量,减少了有效入渗补给量,最终导致地下水资源量的减少。     

降雨补给潜水的滞后分配

大气降水入渗补给潜水存在着滞后效应。入修补给潜水的过程是一个正偏态曲线，可用瑞利分布来描述，把大气降水入渗补给量合理地分配到各计算时段中去。本文通过实例讨论了降雨补给潜水的滞后分配问题；以端利分布为核函数来描述降水入渗补给潜水的过程时，所需的分布参数（尺度参数β和随机变量x）可用滞后时间长度Ts与入渗时间长度Ti来求得，而Ti、Ts可按野外长现资料确定出。     

榆神矿区综采条件下保水采煤效果分析

为了评价综采工作面保水采煤效果,通过对榆神矿区金鸡滩煤矿采煤工作面开采后导水裂缝带发育高度与隔水岩组厚度的比较分析、采空区潜水水位埋深探测等方法,系统分析采煤对萨拉乌苏组潜水的影响。研究认为,金鸡滩煤矿采煤工作面导水裂缝带发育最大高度为109.72 m,潜水水位最大下降幅度1.32 m,保持在合理的生态水位埋深范围,实现了保水开采。     

榆神矿区地下水埋深上限阈值

减少矿产资源开发过程中水资源损失是生态脆弱矿区水资源管理的重点,量化地下水位埋深与潜水蒸发速率关系,可为西部干旱矿区水资源保护提供科学思路。以隔水岩组厚度与导水裂隙带高度之差,划分了榆神矿区煤层开采地下水位变化趋势分区;以水位埋深变浅区覆盖的风积沙为试样开展潜水蒸发试验,分析蒸发过程及不同水位条件下潜水蒸发规律;通过在水分特征曲线的转折点处构建双切线,推导求取地下水埋深上限阈值的解析公式;采用漏斗法测定榆神矿区风积沙的水土特征曲线,利用最小二乘法求取特征参数,求取榆神矿区煤层开采区地下水埋深上限阈值。结果表明:榆神矿区地下水位变化趋势可分为3个区,即水位埋深变浅区、过渡区和水位埋深增加区。水位埋深变浅区多位于榆神三、四期规划区,此区域水位埋深4 m的面积占矿区面积的59.1%,开采沉陷极易造成地下水浅埋或出露;榆神矿区风积沙蒸发过程可分为2个阶段,即稳定蒸发阶段和水汽扩散阶段,地下水位埋深0.5 m左右时蒸发过程中的水分传输机制发生了转变,蒸发进入水汽扩散阶段;在稳定蒸发条件下建立了土壤水分运移方程,推求了地下水埋深上限阈值计算公式,地下埋深上限阈值与毛细上升高度和进气压力值有关,在数值上等于表层土与地下水之间毛管水力联系中断时表层土的基质势;地下埋深上限阈值可以通过van Genuchten方程的拟合参数α,n来求解;利用实测风积沙水土特征曲线的参数,确定榆神矿区地下水埋深上限阈值为50 cm,与蒸发试验结果一致。水位埋深变浅是中深部煤层开采遇到的普遍问题,对于干旱半干旱地区的榆神矿区而言,控制合理的水位埋深上限已成为煤层开采中需要面临的新的科学问题。     

动态平衡法计算地下水天然补给量

供水水文地质详查项目重点在于地下水资源计算与评价,新疆阿克苏地区拜城重化工工业园区供水水文地质详查工作区位于卡普斯朗河与台勒丘克河河间冲洪积平原区,地下水天然补给量由河床潜流、河流、渠和农田灌溉入渗等部分组成。均衡法计算中将卡普斯朗河河流入渗补给量的一半计入详查区,这种算法显得不严谨,计算出的卡普斯朗河对地下水的入渗补给量是否可靠？为了论证其可靠程度,可以采用地下水动态平衡法计算天然补给量,与均衡法计算的结果相比,计算结果较准确。     

高潜水位矿区新建公路标高计算及潜水位控制

为了保证高潜水位矿区新建公路的路基路面不受地下水侵蚀,必须确保新建公路的路基路面标高大于潜水位。根据开采沉陷基本规律,通过对潜水位埋深和新建公路承载力之间关系的研究,提出了确定高潜水位矿区新建公路标高的一般性方法和潜水位控制措施。     

江汉平原冷浸田地区地下水特征研究

冷浸田地区因土壤发生层长期遭到地下水浸渍而导致作物减产明显。为研究冷浸田的成因及其地下水特征，选取江汉平原为研究区，以遥感影像、气象和近30年的典型冷浸田地区地下水水位监测数据为基础，采用空间分析和相关性分析等方法，研究江汉平原冷浸田的分布特征及影响因素、地下水水位埋深的时空变化规律和地下水环境特征。结果表明，2021年江汉平原冷浸田主要分布在监利、汉川、洪湖、仙桃、潜江等地区，分布范围相比20世纪80年代呈减少趋势；冷浸田的分布与潜水位埋深有着十分密切的联系，水位埋深较浅的地区容易诱发冷浸田；年内主汛期潜水水位埋深较浅，更易发生冷浸田现象；近30年来，冷浸田地区地下水水位埋深整体呈增大趋势；降雨是诱发冷浸田的重要影响因素；冷浸田分布地区的地下水处于强还原环境，铁、锰和硫化物等还原性物质易大量积累。     

人工模拟降雨入渗试验方法介绍

地下水资源的形成主要是通过降水入渗和地表水入渗获得的。一个地区地下水资源的丰富程度,主要取决于这个地区的降水量。衡量一个地区降水量对地下水补给量的大小,常常引入降水入渗系数的概念。降雨入渗系数是一年内降雨入渗补给地下水的量与一年中降雨量之比,即: α=q_x/x式中α——降雨入渗系数(无名小数或百分数);q_x——一年内降雨入渗补给地下水量(用毫米水柱高表示);x——一年中降雨量(毫米)。获得降雨入渗系数的方法很多,如地中渗透仪法,卡明斯基三孔法、水位升幅法以及人工模拟降雨入渗试验法等等。前三种方法都需进行长期观测工作,而且系列愈长精     

有均匀入渗时的潜水稳定井流公式

考虑到潜水含水层普遍存在入渗补给这一客观事实，本文应用迭加原理推导、建立有均匀入渗条件下潜水稳定井流公式．     

Multivariate Analysis of Water Quality of the Chenqi Basin,Inner Mongolia,China

Numerous water samples are necessary to predict and assess water quality. However, if the geographical conditions surrounding mines are harsh mountainous areas, continuous or uniform sampling can be challenging, resulting in difficult sampling or data loss. In this study, statistical analysis of normalized data collected in the Chenqi Basin, including factor analysis and principal component analysis, revealed the water quality’s macro-distribution. Analytic solutions of partial differential equations of regional phreatic water quality were used to evaluate the mining and recharge–discharge of the regional phreatic aquifer. This method compensates for the disadvantage of evaluating discrete samples. Hydrogeological monitoring, pumping tests, and water quality analysis of phreatic water were carried out in the west of the Dongming open pit mine. Eight hydrogeochemical water quality variables (WQV) were selected as analysis targets. With hydrogeological generalization, regression equations of the diffusion of WQV and the seepage field were developed by a cumulative index that samples data from different orientations. One-dimensional diffusion partial differential equations of WQV, which are related to the distance and time of the seepage flow, were derived. Current and future predictions and evaluations of the phreatic water quality in the basin were made by ArcGIS based on regression and cumulative evaluation index methods. Findings revealed that the influence area of the mine would significantly expand in 10 years if current conditions continue. In addition, the diffusion speed was found to be higher in the southwestern part of the mine than in the west and northwestern parts, which is consistent with the recharge and discharge conditions of the Chenqi Basin.     

路堑边坡渗流场的有限差分分析与工程实例

渗流问题是边坡稳定性分析的重点、难点之一。该文以有限差分法求解渗流问题的原理为基础,基于山西省阳泉市307国道复线路堑边坡的边界条件和地质模型,运用有限差分软件深入分析了侧向和垂向双向补给条件下坡体中渗流场的特征,所得浸润曲线几何特征与实际情况十分吻合,为边坡稳定性评价提供了详实的水文地质资料。     

神府矿区采煤对地下水循环的影响——以窟野河中下游流域为例

以窟野河中下游地区为例,通过野外调查和水化学特征分析,总结了神府矿区地下水循环模式：第四系潜水和侏罗系烧变岩潜水主要受地形控制;延安组碎屑岩含水层分5个含水层段,主要受地层倾向控制,沿河道相由东向西流动。进而提出了采煤对地下水影响机制：浅部煤层开采破坏了潜水含水层之下黏土层的隔水性,含水盆地汇水面积减小,泉流量减小或干枯;同时采矿造成的人为“溯源侵蚀”袭夺了相邻水文地质单元的地下水,矿井水补给量增加,蒸发量减小;深部煤层开采进一步破坏黏土隔水层,导致潜水含水层消失,使得地表径流转换为地下径流,地下水完全依赖5-2号煤层底板径流。     

毛乌素沙漠与黄土高原接壤区泉的演化分析

随着我国煤炭开发战略西移,近20 a来毛乌素沙漠与黄土高原接壤区成为我国重要的煤炭产地。区内水资源整体匮乏、生态环境脆弱,泉作为珍贵地下水资源的显现和生态、生产、生活用水的主要来源,具有重要存在意义。在1994年、2015年两次对比观测研究区2 580处泉点水文和生态的基础上,依据研究区旱季泉点补给源对泉点进行了分类,分析了泉的天然赋存特征,并结合煤炭开采影响剖析了泉点演化机理及生态效应,预测了泉点未来演化趋势。研究结果表明:依据不同旱季泉点补给源可将泉点分为3种类型,即沙地入渗补给泉点、黄土入渗补给泉点和混合入渗补给泉点。沙地入渗补给泉点单个涌水量大于10 L/s的泉数量最多,混合入渗补给泉点总体数量最多,黄土入渗补给泉点生态效应最显著。1994年前调查区分布有泉(群)2 580处,总流量为4 997.059 7 L/s。2015年残存泉(群)376处,总流量996.392 L/ s,混合入渗补给泉点受含隔水层结构损坏和侧向补给截断影响大量消失是近20 a泉点大量衰减的主要原因。未来开采区主要是沙地入渗补给泉点,该区域煤炭开采含隔水层结构稳定,多受采动沉降和含水层越流影响,泉点会在波动后趋于平稳。煤炭高强度开采泉群的减少使得研究区水体、湿地面积减少,直接影响了流域生态。     

册田水库“清泉洞”补给水源研究和除险加固方案

“清泉洞”穿越坝体,是大坝工程隐患,搞清楚“清泉洞”的补给水源是库水补给,还是原地下水补给,是除险加固方案成败的关键。通过工程地质勘察和稳定同位素研究认为,“清泉洞”水是库水经过左岸玄武岩裂隙、淤积层及坝体渗透补给,采取针对性的措施,实践证明效果显著。     

开封市区地热水可开采量评价

评价地热水可采量时，评价方法的选用对于评价的结果有着重要的意义。根据开封市区地下热流系统的特征和已有的地热资料，可采量的评价方法可选用侧向迳流补给法和均匀布井法(改进的均匀布井法)这两种方法。通过这两种方法分别对开封市区300～1600m热储层的可采热水量进行了评价，分析得出改进的均匀布井法计算结果更为合理。故以改进的均匀布井法计算的可采水量作为开封市区的允许开采量。     

小保当井田2-2煤潜水采动影响分区研究

针对小保当井田在未来开采过程中造成的地下水资源大量漏失的问题,以小保当井田开采的2^-2煤层为研究对象对潜水资源受煤层采动影响分区进行研究。采用富水指数法通过AHP-熵值法建立评价模型划定了萨拉乌苏组潜水含水层富水性分区,根据相邻煤矿导水裂隙带现场实测类比确定了井田2^-2煤层导水裂隙带发育高度及层位,采用信息融合理论方法综合松散潜水含水层富水性分区和2^-2煤层导水裂隙带发育层位划分小保当井田内潜水资源受采动影响分区,得出结论：井田未来开采2^-2煤层时对松散潜水含水层的采动影响较小,仅存在一般失水区,位于井田南部且范围较小。由于在研究过程中采用了相邻矿井的资料,因此对相邻矿井未来进行相关研究和煤炭开采有一定的指导意义。     

三屯河流域平原区地下水化学组成特征及变化

该文依据水文地质条件将三屯河流域平原区划分为单一结构潜水子系统和多层结构潜水 -浅层承压水子系统及深层承压水子系统。通过地下水水质简分析数据 ,分析了各地下水子系统中主要离子 ,TDS和水化学类型的特征及其变化 ,并初步讨论了地下水系统的水循环特点