地下水数值模拟及地下水漏斗可视化研究实例

根据济宁市漏斗区的地质及水文地质条件,利用地下水数值模拟软件VisuaI MODFLOW建立了研究区地下水流模拟模型,并依据数值模拟的计算结果,利用可视化语言IDL对研究区地下水流场进行了可视化显示和分析。结果表明:将地下水流场的可视化与地下水数值模拟相结合,能够提高地下水数值模拟的可视化水平,得到更直观、更深层次的地下水流场信息,为地下水资源开采决策提供必要的地下水动力场信息。     

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。     

贵州福泉市大湾磷矿区水文地质特征

在大湾磷矿区多孔抽水试验的基础上,结合矿床水文地质条件和地质资料,完成对矿床水文地质条件的概化,建立了概念模型,并以多孔抽水试验场的地下水流场演变过程为信息,以矿床地下水流数学模型检验为手段,建立了矿区地下水运动的分布参数系统仿真模型,并在检验数学模型的过程中,实现了对F1断层性质的查明,对后期开采阶段矿区涌水量预测提供了依据。     

区域地下水流对王河煤矿水害影响数值模拟

王河煤矿位于荥巩矿区中部,为荥巩矿区水害最为严重的矿井之一.为了分析区域地下水流对王河煤矿水害的影响,本文在分析荥巩矿区地质及水文地质条件的基础上,利用GMS建立了荥巩矿区地下水流三维数值模拟模型,确定了水文地质参数和渗流场分布情况.结果表明,荥巩矿区地下水补给量为1831.12×104m3/a,排泄量为4862.88...     

地下水降落漏斗的形成与控制

降落漏斗是地下水开采过程中产生的一种自然现象,分析和对比东北及华北地区的几个大的地下水降落漏斗可以看出,降落漏斗的产生与发展与区域水文地质条件、开采强度等因素有关。漏斗是可以控制和恢复的,只有在控制不当的情况下才会产生地质灾害。正确认识与掌握地下水降落漏斗的特点和变化规律,有助于人们合理开发地下水资源,避免不良环境地质问题的发生。     

复合型矿山水文地质条件及矿坑涌水量研究

本文以某金属矿山为例,为准确预测矿山设计阶段及实际开采阶段矿坑涌水量,以保证矿山安全开采和保护地下水资源,分析了矿区含水层隔水层分布、地下水补径排条件、地下水动态变化和矿床充水因素,将矿区平面上所处水文地质单元详细划分为西区、东区2个次级水文地质单元进行研究,每个次级单元概化为半圆形抽水大井,将矿区垂向上、上部开采相对较大区域概化为大井,深部开采面积急剧减小段概化为叠加的深部开采小井,矿山总体成为复合型矿山水文地质模型。根据抽水试验数据采用比拟法,对首采段矿坑涌水量进行计算并根据实际排水量进行了对比验证,并综合矿山实际开采数据,采用优化的比拟法和相关分析法,对深部矿坑涌水量进行了预测。通过对复合型矿山的概化及计算,为条件复杂矿山的矿坑涌水量计算提供了理论和实践依据。     

河谷碳酸盐岩型铅锌矿深部矿坑涌水主控因素研究

西南金属矿区含水层空间结构复杂,多属水文地质条件复杂的河谷岩溶裂隙充水矿床,深部开采极易诱发岩溶涌突水问题,查明矿坑涌水主控因素是解决水患问题的关键。本文以位于云南某河谷的碳酸盐岩铅锌矿为例,基于水文地质勘察、钻孔水位监测、放水试验、涌水量动态观测,查明矿区岩溶发育强度及地下水流场特征,分析矿坑深部充水水源及通道,讨论帷幕注浆工程对矿坑涌水的影响。结果表明：矿坑涌水主控因素为北东—南西构造裂隙,以大气降雨入渗补给为主,地表河流因地下水位下降呈悬挂式河流,缓慢渗流补给地下水且不存在灌入式通道;受近南北向、北东向、北西向3组构造影响,空间上构成“Y”型充水通道,西北、北东、南北向导水能力强,以二叠系栖霞茅口组灰岩地下水侧向补给为主且水源充足;南侧导水性较差,上泥盆统宰格组地下水缓慢径流补给且水量小;帷幕注浆工程大幅减少矿坑涌水量,封堵效果显著。     

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。     

开采条件下的地下水溶质运移规律的研究——以山东济宁漏斗区为例

数值模拟方法是评价地下水资源、模拟地下水水流和溶质运移的主要方法和手段之一。本次研究应用Visual MODFLOW建立了研究区地下水三维水流及溶质运移模型,并应用其中的MODPATH模块模拟了地下水中水质点的运移轨迹,分析了由于过量开采而形成地下水水位降落漏斗后,研究区地下水溶质的运移规律,提出了控制和改善地下水水质的方法。     

黑龙江省地下水超采区的划定

为了合理开发利用、有效保护地下水资源,进行地下水超采区的划定是非常必要的。确定“地下水开采控制水位”是划定地下水超采区的依据。一个地区的“地下水开采控制水位”应充分考虑当地水文地质条件、主要开采目的层的地下水流场特征,并紧密结合当地经济建设的需求,进行分析研究后合理确定。     

基于MODFLOW对天津宁河县的地面沉降预测研究

文章根据研究区实际的水文地质及工程地质条件,对含水层和弱透水层进行概化,构建了水文地质概念模型和地层压缩模型,采用三维有限差分地下水流模型——MODFLOW及其携带的IBS程序包对该研究区各含水层组水位、地面沉降进行同步模拟,经过多次调参,选取了恰当的水文地质参数,建立了该区的准三维地下水流——一维地面沉降模型。以2008年的实际年均开采量为依据,对2015年的地面沉降趋势进行了预测,为今后开展地下水开采控制、建立地下水可持续开采模型提供了基础。     

地下水资源管理研究

在研究区水文地质条件概化的基础上 ,建立水文地质概念模型和地下水流数值模拟模型 ,并对地下水位进行预报。针对地下水资源开发利用中存在的主要问题 ,在地下水流数值模拟模型基础上 ,建立地下水资源管理模型 ,为新乡市地下水资源科学管理提供决策方案     

安庆铜矿矿坑涌水量分析与模拟

本文利用矿坑突（涌） 水资料及矿区地下水位观测资料对安庆铜矿水文地质条件进行分析和概化。分别采用解析法和数值法模拟矿坑附近及外围地下水流场,并利用三类边界条件将解析域和数值域方程联立预测矿坑涌水对矿区地下水位影响。     

姜梨园铁矿区矿坑涌水量预测模拟

矿坑涌水量预测是矿床水文地质勘探的重要组成部分,分析矿区地下水水流系统的演变规律,有助于加深对矿区地质条件和水文地质条件的认识,判明矿坑充水水源及其途径.文章在分析姜梨园铁矿区地质、水文地质条件的基础上,重点分析了F1断层的水文地质特征,确定了矿坑排水条件下含水层组间的水力联系,建立了水文地质概念模型及相应的数学模型、数值模型,借助Visual MODFLOW软件,在进行模型识别与验证后,结合矿山开采方案,预测了矿床的正常涌水量与最大涌水量.     

深部开采条件下矿区城市地基建设的数值模拟分析

应用矿山灾害力学及结构力学等相关理论,针对我国各矿区正转入深部开采的现实情况,对矿区城市中的楼体地基建设的稳定性进行了数值模拟研究,得到了不同采深、不同高度楼房建设条件下地基及地下岩体的应力、变形及沉降规律,并借助相似材料模拟实验进行验证。结果表明:深部开采条件下,矿区城市地基所受应力主要体现在底部连接处,地基中部发生的变形和沉降较大。开采深度越大地基所受影响反而较小,楼层越高地基变形越大。通过相似材料模拟实验分析实际采区开采后的地表变化,发现开采深度较浅情况下地表破坏明显严重,而深部开采时地表所受破坏情况较小,但当地表承重加强时会发生破坏。模拟和实验为矿区城市在深部开采条件下的地基建设提供参考。     

岩溶隧道工程修建对地下水环境的影响

岩溶地区隧道施工期涌突水危害巨大,而大量输排地下水又会引发一系列的地质灾害。对中梁山隧道水文地质进行分析,采用遗传算法优化BP神经网络并对渗透参数进行反演,研究了隧道工程不同埋深、排水量对地下水环境的影响规律,并探究了隧道施工期和运行期地下水环境随时间的演变规律。结果表明:富水岩溶地区隧道具有从隔水层到含水层界面处涌突水风险最大的特点;开挖隧道时隧道高程越低、排水量越大,地下水环境变化越大;隧址区降落漏斗呈现出南侧小于北侧、东侧小于西侧的特征。现有施工期排水条件下施工地下水位下降很快且不能恢复到原水位,建议该地区在隧道施工期控制排水量,并在施工期及运营期采取保护地下水环境的措施。     

塞拉利昂南方省枫叶红铁矿水文地质调查研究

为满足塞拉利昂南方省枫叶红铁矿矿山开采要求,采用1∶10000矿区水文地质测绘、河流及泉调查、水文地质钻探及抽水试验等方法,对矿山进行了详细的水文地质调查研究。查明了主要矿体位于当地侵蚀基准面以下,含水层主要为松散岩类孔隙含水层、基岩风化裂隙含水层和基岩构造破碎带含水层3类,矿区所处分水岭地段属地下水的补给区,地下水的补给来源是大气降水及Moa河与Jala湖的侧向补给,矿床主要充水含水层富水性中等,补给条件好,水文地质边界复杂,水文地质条件属于第三型,即水文地质条件复杂的矿床。今后随着矿产的开采应加强水文地质研究工作的投入,为矿山建设及开采提供依据。     

王家峪煤矿开采对地下水的影响分析

在论述王家峪煤矿矿区地质及水文地质条件的基础上,通过分析采煤对上覆含水层和下伏含水层的影响,探讨了王家峪煤矿开采对区域地下水的影响,为地下水资源环境评价提供了技术支持。     

运用RFPA2D数值模拟开采条件下的渗流通道

以煤矿相继地下采动造成阜新矿区八家子自然村民井断水现象为例，在对地下开采条件下水资源流失机理进行水文地质学定性分析的基础上，运用二维岩石破裂渐进过程分析系统，数值模拟了采场覆岩应力场的变化与重新分布规律，数值模拟结果再现了采动区覆岩裂隙萌生、扩展和贯通的过程；这个过程也是地下水渗流场变化与调整、地下水沿新生裂隙通道向地下开采负空间渗流的过程。二维岩石破裂渐进过程分析系统数值模拟结果与水文地质学定性分析结果吻合，证明该系统是一种能预测并预算采动裂隙生成、扩展及其相关危害(如地下水流失等)的可靠的数值定量分析方法。模拟结果表明，即使采空区和受影响区处于不同的水文地质单元，也会因地下采动影响形成畅通的渗流通道而改变地下水的径流方向和方式，为水的流失和向深部采空区渗流汇集创造便利的水文地质条件，使原来不具备渗水条件的采场成为可以接纳很大渗流量的地下水库。     

河流改道引起不同水期地下水流场变化的数值模拟分析

所研究的河流位于我国北方。基于景观和生态的原因,拟对河流的局部河段进行改道。为了解河流改道后引起地下水流场的变化程度,利用当地的水文地质资料,分别对丰水期、和枯水期两个水期的改道前和改道后的地下水流场进行了数值模拟、对比和分析,并对地下水流场变化引起的地基应力及变形的变化进行了分析计算。分析结果表明:河流改道后,对不同水期地下水流场的影响程度不同,导致其附近已有建筑物的地基产生的应力增量和变形增量也不同。并且如果河流仅仅是局部河段改道,其对周围地下水流场的影响很小,对周围建筑物的地基稳定性影响也很小。