双层含水层系统的数值计算方法

本文论述了在煤矿水文地质计算及供水水文地质计算中有重要意义的双层含水层系统的数值计算方法,并介绍了山东肥城煤田大封和曹庄井田疏水降压的具体计算过程及计算结果。文中将双层含水层系统的计算作为具有越流的平面流动问题,采用强隐式有限差分法及迭代法求解。根据这个方法提出的计算机程序具有较大的通用性,可直接用于求解正、反演问题。     

地下水系统管理的响应矩阵法

本文阐述了地下水系统管理的响应矩阵法的原理,用无限承压含水层多井系统的解析解分析了响应矩阵的含义,提出了用数值法计算响应矩阵的方法,并用一个简单例子表明如何用响应矩阵法解地下水系统的管理问题。     

嵌入法地下水资源优化管理模型研究综述

嵌入法用于求解地下水资源优化管理问题,有其独特的特点。前人研究成果表明,与响应矩阵法相比,嵌入法同样可用于求解较大规模的、复杂含水层系统的管理问题。     

UCODE在反求水文地质参数中的应用及其并行求解

UCODE是美国地质调查局(USGS)为地下水模型逆问题求解开发出的一套通用求解程序,可以与各种过程模型(有限元femwater或有限差modflow等等)耦合使用。它采用修正的Gauss-Newton法对逆问题进行求解,并在求解过程中引入摄动敏感度,同时master-slave协议的加入为程序提供了卓越的并行计算能力。该文简单介绍UCODE程序的功能及使用,并结合具体算例讨论UCODE在反求水文地质参数中的应用。     

用势函数表示的非饱和水分运动方程

在研究饱和地下水流动的问题中，许多学者曾力图引用势的概念来表达地下水流动。前苏联学者吉林斯基提出的势函数法，很好地解决了层状非均质含水层中、承压一非承压水流等问题。在非饱和流中，渗透系数在垂向上是变化的，即k=k（z）。在对势函数进行研究的基础上，将“势”的概念引入非饱和流中，并用势函数改写了垂向一维的非饱和水流运动微分方程。最后，对存在的问题以及其实际意义进行了讨论。     

喀什经济开发区地下水系统划分浅析

根据喀什经济开发区含水层结构、水文地质参数变化特征、地下水水位动态特征、地下水补径排特征以及地下水化学与其同位素特征,可将喀什经济开发区地下水系统划分为3大含水层系统,每一个含水层系统可进一步划分为若干个流动亚系统。     

正村井田地下水赋存特征分析及矿井涌水量计算

分析了新安煤田正村井田地下水赋存特征,奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水含水层为强富水性含水层,太原组灰岩裂隙岩溶水承压水含水层为中等富水性含水层,山西组砂岩裂隙承压水含水层为弱富水性含水层。矿井开采过程中,充水来源主要是煤层顶板直接充水含水层的地下水及底板水,即太原组灰岩中的地下水。遇断层时,应防止奥陶系灰岩水突入矿井。介绍了用狭长地沟法及富水系数法计算矿井涌水量。     

武汉市武钢地下水水源地非完整河边界在有限单元法计算中的处理方法

对未切至含水层的底板以三维流形式补给承压含水层的“非完整河”，在有限单元法计算时，若直接按切至含水层底板以二维流方式补给的已知水位一类边界来处理，会夸大河流的补给量，不能较真实地模拟水源地水文地质模型。本文以武汉市武钢地下水水源地为例，阐述了用”贴边法”对此类边界的处理尝试。     

基于DRTIC-SL的草原区露天煤矿地下水脆弱性评价

本文以北电胜利1号露天煤矿为研究区,采用含水层埋深、含水层净补给量、地形坡度、包气带效应、含水层渗透系数、距采场中心距离和土地类型七个参数,形成改进的DRTIC-SL模型评估地下水脆弱性,并基于空间数据分析基本理论与ArcGIS、Geoda等软件的制图、信息提取及空间分析功能,讨论研究区地下水脆弱性的空间分布格局及关联关系。结果表明:研究区内非常低脆弱性、低脆弱性、中等脆弱性、高脆弱性、非常高脆弱性占比分别为19.09%、20.58%、34.17%、20.95%和5.21%;非常高脆弱区域主要分布在采场及排土场范围内;DRTIC-SL模型适合草原区大型露天矿地下水脆弱性评价;研究区地下水脆弱性具有明显的空间自相关性。研究结果为草原露天矿区地下水保护措施的提出提供了重要依据。     

粒子群优化算法确定非线性流含水层参数

针对在含水层中存在非线性流情况下,分析非稳定井流试验数据及确定含水层参数的方法较少的问题,该文首先在已有非稳定井流问题解析解的基础上,进行了进一步的推导和简化,得到了能够方便应用的数值表达式;然后又根据最小二乘原理,构造了用于分析含水层中存在非线性流时的抽水试验数据、确定了含水层参数与非线性渗流参数的目标函数,并编写了用于求解该问题的粒子群优化算法专门程序;最后,通过数字算例验证了方法的可行性和可靠性。     

花岗岩风化壳网状裂隙承压含水层弥散试验研究

随着地下水污染问题日益严重,越来越多的学者将溶质运移的弥散理论应用于研究地下水溶质运移规律,以对地下水中污染物的运移及发展趋势进行预测。该文以吉林省通化市某场地花岗岩风化壳网状裂隙承压含水层野外弥散试验为例,采用直线图解法、优选拟合法及径向流模型法等多种方法对研究区人工加速流场进行了参数估算,获得了人工加速流场下含水层的纵向横向弥散度和弥散系数。     

第四纪松散沉积层地下水开采三维非稳定流数值模拟

该文探讨了第四纪松散沉积层地区地下水三维非稳定流数值模拟计算的理论。采用渗流的有限单元分析法,以盐城市为例,在对模型进行识别、验证的基础上,结合对地面沉降、咸水入侵等地质环境控制的要求,规划、预测到2020年底,第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ承压含水层中的最低地下水位分别恢复到-20m、-30m、-40m时,各含水层中地下水的开采量及地下水的最优开采布局,并预测了未来各含水层地下水位降落漏斗趋于稳定的地下水可开采量。证明三维有限元数值模拟理论用于规划预测此类地区的地下水资源可开采量具有较高的可信度。     

地下水管理模型软件GWM简介及算例

GWM是基于MODFLOW-2000的地下水管理程序,它采用响应矩阵法将地下水流模拟模型和地下水优化模型耦合,可用多种优化方法求解。本文简单介绍了GWM程序的功能及其使用说明,并结合算例讨论了该程序在地下水优化管理中的应用。结果表明:应用该方法建立和求解地下水管理模型时具有极大的便捷性和可靠性,这在解决地下水最优控制问题中是非常有意义的。     

用有限单元数值法计算采掘场地下水涌水量

地下水涌水量预测是确定采掘场疏干系统布置的前提,对胜利一号露天区的水文地质条件进行分析,确定计算域补、径、排条件和边界条件,利用有限单元数值法计算不同阶段采掘场5煤含水层地下水涌水量。     

铜辉矿业矿区水文地质调查及分析

为了保证下一步开采的安全性,铜辉矿业开展了水文地质调查,分析了含水层与隔水层的特征,及各含水层间与地表水和地下水的关联,并对勘查区进行了岩溶含水岩组富水性水文地质分区。研究结果表明:岩溶含水层沿走向方向均富水,完整岩层隔水性能较好,但部分有斜节理发育,隔水效果降低;各含水层之间和地表水之间存在一定补给关联,地下水含水层的补给、径流、排泄条件较差,地下水运动相对滞缓;矿段中、西部岩溶含水层富水性中等;水5孔以西岩溶含水层有泉出露,富水程度较高。研究结果能够为矿山安全生产过程中防治水工作提供技术支持。     

含水层富水性与其危险性关系的力学分析

煤矿生产实践表明,工作面底板含水层富水性强弱与其突水可能性存在着密切联系。通过对地下水与其上覆岩层作用力关系的分析,得到了地下水静水压力对上覆岩层有效压力的公式及裂隙中地下水流动形成的动水压力公式。2个公式表明煤层底板含水层富水性越强(即含水层空隙率n越大),地下水对工作面底板岩层的有效压力及动水压力也越强,使得底板岩层越易破坏,裂隙越易扩张、冲刷,造成突水危险性越高。根据以上结论可有针对性地进行煤层底板突水的防治工作,工程实践也证实了上述分析是正确的。     

关于多孔介质中悬浮物质阻塞现象和反抽水时渗透性恢复的分析

进行人工补给地下水设计中出现的一个难题是预测含水层阻塞问题。本文从理论与实践方面讨论了补给水中悬浮固体物质阻塞含水层的机理以及反抽水时含水层渗透性恢复效应。文章得出下列结论: 1.阻塞现象可比拟为渗滤平衡; 2.悬浮固体物质总量与渗透性降低间的关系,可以用柯兹恩-斯坦公式表示; 3.假定水流通过毛细管,可以对反抽效应做出定量评价。反抽效应依附于砂粒间水流引起的剪切应力的大小发生变化。     

基于复变函数法的深部矩形巷道围岩的黏弹性研究

为了研究深部矩形巷道的围岩稳定性,采用复变函数的保角映射函数,将ξ平面上的矩形小孔,映射为z平面上的单位圆。通过弹性力学的方法,将矩形单孔问题简化为在无限域内孔周边的应力问题,并结合鲍尔丁-汤姆逊黏弹性模型,得出深部矩形巷道围岩的应力分布。研究表明:矩形巷道的围岩应力状态变化与矩形的宽高比和测压系数有直接的关系;并运用数学软件mathmatic,将表达式图形化,直观的看出工作面周边应力分布情况。     

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。     

准东煤田五彩湾矿区一号矿井水文地质条件分析

为了对五彩湾矿区一号矿井地下水环境影响进行评价,对该矿井的水文地质条件和水质现状进行了分析和评价。研究结果表明:根据研究区含水岩组的分布特征以及富水性,可以划分为五个含水岩组和一个相对隔水岩组,其中具有供水意义的含水层为第四系松散岩类孔隙含水层,该含水层主要接受东南部侧向径流补给,地下水由东南向西北方向径流,以向西北侧向径流及蒸发的方式排泄;研究区第四系松散岩类孔隙水水化学类型主要以SO_4·Cl-Na、Cl·SO_4-Na和Cl-Na为主;基于地下水水质标准指数法和内梅罗指数法评价结果,研究区地下水水质总体较差,水中多项评价因子超标,超标原因主要由蒸发作用强烈、放牧和野生动物活动,以及区内北部卡拉麦里山地下水的影响。