神木县刘家湾水源地不同取水方式对比分析

在对研究区的水文地质条件进行分析后,设计了3种常用开采方案:廊道、辐射井和渗流井.通过引入等效渗透系数的概念构建3种取水建筑物的“渗流-管流”耦合模型,从而进行开采量的计算.计算出研究区在廊道、辐射井、渗流井的作用下允许开采量分别1.49、1.9、2.87万m3/d.计算结果表明:渗流井与相同技术条件下的廊道及辐射井相比,取水结构的出水量大,供水保证率高,并且在建议开采量下含水层的水位降深在允许范围内.最终以取水效率高为目标,确定神木县刘家湾水源地采用渗流井方式开采地下水,对研究区合理开发利用地下水具有重要意义.     

陕北佳县南河底水源地渗流井取水效果分析

为了研究渗流井在陕北佳县南河底水源地的取水效果,通过建立研究区的地下水流三维数值模型,模拟了渗流井取水结构在开采条件下的出水情况。对比分析了渗流井在单井、群井作用下的出水量情况,建议不同时期的开采量为:平水期72 300 m3/d,枯水期47 600 m3/d;指出用渗流井开采水资源时,井间干扰较小。与相同开采技术条件下的管井及廊道模型模拟结果对比,表明渗流井取水结构的出水量大,供水保证率高,并且在建议开采量下含水层的水位降在允许范围内。     

神木县合河水源地渗流井取水效果对比分析

为了研究陕西省神木县黄河谷地合河漫滩区渗流井取水效果,通过建立研究区的地下水流三维数值模型,分别模拟计算了黄河平、枯水期渗流井的出水量及其组成,对渗流井在单、群井作用下,与相同开采技术条件下的廊道及辐射井模型模拟结果进行了对比,表明渗流井取水结构的出水量大,供水保证率高,并且在建议开采量下含水层的水位降在允许范闻内.建议渗流井总开采量为:平水期35200 m3/d,枯水期27 400 m3/d.     

水平井开采地下水方案优选的实例研究

为了合理有效地开采地下水,科学地设计地下水开采方案非常关键。在陕西省北部神木县境内的合河水源地选择了廊道、辐射井和渗流井3种水平井开采地下水方式,每种方式设计了多种开采方案,其中廊道有20种方案,辐射井有2种,渗流井有2种。利用Visual MODFLOW软件,以"等效渗透系数"及"渗流-管流耦合模型"为理论基础,对不同方案进行地下水流数值模拟,并分别计算其平水期和枯水期的取水量。考虑枯水期的衰减程度、施工难度、造价及管理的难易程度等多种因素,最终确定"4眼渗流井开采"为最佳方案,其平水期总开采量为35 400m3/d,枯水期总开采量为27 500m3/d。     

辐射井取水方式数值模拟方法

简要分析了辐射井的井流特征,将辐射井的井管刻画为由一系列离散的管道和节点组成的井管,以辐射井井管与所在含水层之间的交换量作为耦合点,将离散的井管和有限差分网格耦合起来,建立辐射井取水计算模型.以陕西府谷墙头水源地为例,通过水文地质条件分析,提出黄河墙头段河谷区地下水辐射井开采方式.结合具体的水文地质结构及有关参数,利用已建立的辐射井取水的渗流-管流耦合模型计算了各方案下各个辐射井的出水量,最终确定了辐射井的允许开采量.     

木头峪水源地廊道取水允许开采量计算

简要分析了廊道的水流特征,通过引入等效渗透系数,构建廊道取水的渗流-管流耦合模型,并用之于陕北佳县木头峪水源地廊道取水工程,确定了开采方案,同时计算了开采方案枯水期廊道取水的允许开采量,最终确定木头峪地下水廊道开采方式允许开采量为16 900 m3/d。建立的廊道取水数学模型能较好地反映廊道的水流特征。     

强透水地基上土石坝非饱和渗流数值分析

基于工程实际,采用非饱和渗流分析方法,探讨了强透水地基上土石坝下游排渗系统对渗流场的影响。结果表明:集水廊道和辐射井能有效降低浸润线,排渗效果好,但地基渗透坡降增大;单独修建集水廊道可减小下游浸没面积,但无法完全预防浸没现象,辐射井和集水廊道联合作用能有效收集水库渗水,下游地面不会出现浸没现象;坝基是主要的渗漏通道,集水廊道和辐射井的修建并没有使坝体渗漏情况有显著变化;辐射井在收集渗水的同时需要合理控制井内水深,防止辐射井将下游原有地下水排走,造成地下水向上游倒流;采用非饱和渗流模型同时反映了饱和区与非饱和区渗流情况,较为符合工程的实际情况。     

理想模型法计算区域地下水允许开采量

在分析现有计算方法的基础上,提出采用理想模型法计算区域地下水允许开采量.其方法为:通过水均衡研究,着重分析开采条件下可能的补给增量及排泄减量;针对具体条件提出地下水资源合理开发利用方式;对可开采量影响因素进行综合分区,使每一分区内各开采井单井可开采量可认为是相同的;采用理想数值模型,计算稳定条件下满足环境约束条件的最大单井可开采量及相应的影响半径,进而计算各分区布井总数、可开采量以及整个评价区的潜在开采量.实例研究表明该方法是有效的,适用于地下水侧向径流滞缓、以垂向交换量为主的地区区域地下水允许开采量计算.     

济宁黄金屯第四系孔隙水允许开采量评价

分析了济宁黄金屯地区的地质、水文地质条件,地下水资源开发利用现状,建立了研究区的水文地质概念模型,用数值法评价了水源地第四系孔隙水的允许开采量,提出了两种开采方案:(1)以现有开采井为抽水井,开采量为1.0×104m3/d;(2)水源地扩大开采规模,新增3眼抽水井,开采量为1.8×104m3/d,分析了两种开采方案下的地下水水量平衡表,对开采方案进行了论证,并提出地下水资源合理开发利用的建议。     

马镇渗流井现场试验及数值模拟研究

为研究马镇研究区渗流井取水效果,采用地质雷达和钻孔相结合的方法揭示研究区地层,建立三维地层结构模型。对研究区合理概化,建立地下水数值模型,并利用渗流井抽水试验对模型识别和验证,确定出水文地质参数。对模型参数进行灵敏度分析,结果表明:第四系水平渗透系数对渗流井取水效果影响最大,河流渗漏补给系数C₁值对渗流井出水量影响最小;对渗流井结构进行优化设计,得出辐射管仰角为20°～30°,洞室间距应设置在75～100 m之间时,渗流井取水效果较好。研究成果可为渗流井取水方式的广泛应用和提高取水效率提供指导。     

考虑辐射井的栗西尾矿坝渗流数值分析

针对尾矿库区内浸润线高从而引发的安全性问题,为了有效排出尾矿内部的水,降低浸润线,结合栗西尾矿库工程实例,开展渗流数值仿真模拟,简化模拟了一种辐射井建模的方法,分析了增设辐射井设施前后对渗流结果的影响,包括坝顶处底部至顶部压力水头变化、浸润线位置的变化以及上游至下游总水头变化,并把计算结果和实测结果作了对比。综合结果表明:堆积坝顶处的压力水头由底部向顶部接近线性降低。对于同一节点来说,增设辐射井后,压力水头几乎不会随着干滩长度减小而变化,但坝内浸润线得到了有效降低。计算结果与实测浸润线作对比,增设辐射井后,浸润线和实测浸润线耦合较好,有着较小的误差,范围在0.1%～7.7%之间,较为合理。研究结果考虑了辐射井的影响,为尾矿坝的三维渗流分析提供了参考依据。     

高压摆喷桩围井试验在汕头南港水闸基坑的应用

为了解决汕头南港水闸基坑开挖所产生的地下水渗流问题,在典型地质条件地段进行高压摆喷桩围井试验,从而确定合理的孔距、孔深、灌浆压力等技术参数,经现场开挖、注水试验和室内试验检验,均满足设计的要求,高压摆喷桩在水闸基坑防渗工程中取得了良好效果,围井试验在确定合理技术参数方面发挥了重要作用。     

基于三维非稳定渗流分析的隧洞开挖地下水环境影响评价

水利工程中隧洞施工通常采用全部开挖完成再衬砌的方法。如针对开挖施工的短暂状态采用稳定渗流计算分析其对地下水环境的影响,并不符合实际,且往往会夸大地下水位降落的幅度和影响范围,因此采用非稳定渗流数值模拟技术来评价将更为合理。以某水电站发电引水隧洞施工为例,采用饱和-非饱和非稳定渗流理论,建立了引水隧洞区域的三维有限元模型,对隧洞开挖过程中区域地下水非稳定渗流场进行了数值模拟,总结分析了隧洞从开始挖掘到贯通过程的地下水变化规律并进行地下水环境影响评价。结果表明:采用三维非稳定渗流分析预测隧洞开挖过程中地下水位降落和降落漏斗扩大的过程是可行的;该工程引水隧洞开挖对该区域地下水影响较小,地下水补排关系总体无变化。     

乐滩水电站坝址工程地质

通过对乐滩水电站坝址勘察及施工开挖揭露分析，坝址处于区域构造相对稳定区，厂坝基为弱风化一微风化岩体，允许承载力满足建筑物的应力要求；坝基抗滑稳定主要受混凝土与建基面岩体抗剪（断）强度控制，对少数坝块地基存在的较长软弱缓倾角结构面，已进行加固处理；坝基渗漏以岩溶裂隙性渗漏为主，局部有串珠状小溶洞渗漏，建议进行防渗帷幕处理是必要的。     

考虑地层渗透性各向异性的堤防工程三维防渗结构优化分析

在透水地基上修建长堤防工程,堤基防渗结构的渗控效应直接影响堤防的安全运行。根据岷江干流虎渡溪工程库区长堤防工程地质条件,采用三维渗流分析方法,对堤基高喷防渗墙的布置结构进行优化分析。结果表明：高喷防渗墙可有效降低堤后地下水水位,减小库水向堤后低洼保护区域渗漏,但其渗控效应受防渗结构空间展布长度、深度与渗透性以及地层材料渗透性各向异性的影响。满足低洼保护区域不溢出要求的防渗墙最小展布长度随其布置深度的增大和施工质量的提高而减小,防渗墙渗透系数小于1×10^-5 cm/s并将透水性强的覆盖层截断时,其渗控效应明显,若进一步提升防渗墙质量和布置深度则效果不显著。防渗墙质量的提高对堤防渗控效应的提升受地层材料渗透性各向异性的影响较小,而布置深度增大在渗透性各向异性比较大时对渗控效应与防渗结构优化设计的影响较大。随着地层材料渗透性各向异性比的增大,防渗墙所需最小空间展布长度逐渐增大,由各向同性时的180 m增大到220 m,且当渗透性各向异性比较大时,可能有必要增加防渗墙布置深度。     

ANALYSIS OF SEEPAGE FLOW IN A CONFINED AQUIFER WITH A STANDING COLUMN WELL

The standing column well for ground source heat pump systems is a promising technology with high efficiency and environmental benefit, where groundwater is drawn from the bottom of a well and then re-injected to its top after transferring heat with heat pumps. Heat transfer analysis of great significance and aquifer involves complex problems. Determining the groundwater seepage flow is a precondition to solve the energy equation describing the heat transfer of the system. Only when piezometric head is obtained, the seepage velocity can be determined according to Darcy’s law. In this article the groundwater seepage flow in an axial symmetrical geometry was studied under the assumption that gross groundwater flow is neglected. An analytical solution of the groundwater seepage flow for a confined aquifer was acquired by using the integral transform method, which may provide a foundation for heat transfer analysis of the standing column well system.     

宁夏青铜峡滑石沟路坝工程渗漏分析及处理措施

通过滑石沟路坝工程渗漏监测,计算不同库水位下渗漏量,找出主要渗漏段,分析渗漏原因,提出应对措施。在滑石沟库坝上游、下游设置监测断面,监测降水、蒸发、沟水、地下水等要素变化,采用水均衡法、理论公式法、有限元法、实际监测法四种方法计算监测期内库坝渗漏量,分析渗漏原因。以上四种方法的加权平均结果为日均渗漏量870 m~3/d。依据监测成果分析,路坝工程渗漏属于坝下基岩风化带渗漏,主要渗漏段在坝的左岸(桩号0+512.4~0+829.9之间)中及主河槽破碎带。在高水位时坝体渗漏量大,坝体安全可能存在较大风险。