场地平整前后地下水流场变化对预测结果影响研究

在地下水环境影响评价中,往往会忽略地形地貌改变导致的地下水流场变化,由此可能造成影响预测结果的偏差。以某新建石化项目为例,利用GMS软件分别建立项目建设前、后所在水文地质单元的数值模型,对两者的地下水源汇项及流场变化进行对比分析,并预测事故工况下污染物泄漏对地下水及环境敏感目标的影响变化情况。研究结果表明,项目场地地形地貌发生改变,会导致局部地下水流场特征发生一定程度的变化,产生不同的预测结果,从而影响后续的减缓措施及监测方案设计。     

海潮顶托作用下某铝厂污水处理站泄漏引发的地下水污染预测模拟

为了预测某铝厂污水处理站在非正常状况下(污水渗漏事故)对地下水环境所造成的影响,通过详细的水文地质勘察获知研究区的水文地质条件,再通过钻孔注水试验测定出含水层的渗透系数,最后运用GMS进行数值模拟得到地下水污染晕运移预测结果图。模拟结果显示:该工程污水处理站突发污水渗漏事故后,地下水含水层将受到COD、氟化物(F-)的严重污染,且污染浓度随着时间延长越来越高,分析认为这主要是模拟区含水介质的渗透性小以及地下水流场受海水顶托造成的。     

基于FEFLOW在地下水数值模拟中的应用分析

随着人口增长和社会发展，地下水质和水量问题日益增多。数值模拟是钻研地下水资源成果的重要方法，对比分析几种地下水模拟软件的功用和不足，主要对FEFLOW软件在地下水资源评价、地下水动态预测、矿坑涌水量、地下水溶质运移、海水入侵及水热耦合运移方面的应用进展进行综述，最后提出FEFLOW在地下水数值模拟中仍存在的问题，为更好解决地下水数值模拟问题提供研究方向。     

辐射井开采地下水的数值模拟实例

辐射井主要用于傍河水源地开采地下水,根据位于黄河河谷区的王家坪的水文地质条件,设计了井间距为150m及200m的两种开采方案,采用地下水流数值模拟技术,建立能够反映辐射井抽取地下水条件下多种流态并存、基于"渗流-管流耦合模型"、"等效渗透系数"等理论的科学的取水计算模型,分别求解单井作用及群井作用下平水期、枯水期的取水量,并得出井之间的相互干扰程度。     

冲蚀型大陆岛地下水数值模拟研究——以东海岛为例

东海岛是一座具有独特水文地质条件的大陆岛,浅层含水层与大陆以浅海湾相隔,中深层承压水含水层与大陆地下水系水力联系密切。东海岛浅层地下水流场基本保持天然状态,中深层水由于湛江市区地下水超采形成降落漏斗,地下水由南向北径流。针对东海岛水文地质特点,将其模型概化成7层,并利用东海岛连续三年的地下水观测孔数据对模型进行识别验证。验证结果表明,模型模拟结果较好地符合东海岛实际的地下水流场。     

晋陕蒙宁煤矿地下水环评要点分析

按照《环境影响评价技术导则地下水环境》的规定,结合晋陕蒙宁地区煤炭开采对地下水的影响方式,从评价等级及评价范围的确定、现状调查内容和评价、预测内容和方法、地下水保护措施、地下水动态监测等方面提出了煤矿地下水环境影响评价的要点,为煤矿项目地下水环境影响评价提供参考。     

煤矿采空塌陷对地下水的影响

在煤炭开采过程中,煤炭被采出后其所在地下煤层会形成一定区域的采空区,并使煤层上方的顶板岩层失去支撑,由于顶板岩层的抗拉强度比较有限,因此在其顶板岩层自身重力与上覆岩层压力的影响下,很容易因顶板断裂、破碎而出现采空塌陷问题,这不仅会影响煤矿所在区域的生态安全,同时还会使地下水受到较大的负面影响。为此,本文结合煤矿采空塌陷的特点,围绕采空塌陷对地下水的影响展开了分析,并在此基础上提出了一些较为可行的采空塌陷区域地下水治理保护建议。     

输油管道泄漏地下水污染模拟及预防措施研究

穿越地下水源地的输油管道在运行过程中可能对区域造成环境污染,尤其是发生泄漏事故时会对地下水产生严重影响。以穿越某水源地的输油管道为例,采用地下水模拟系统(GMS软件),对管道泄漏后,石油类物质在地下水的污染状况进行模拟,分别预测了污染物抵达含水层后的1年、5年、10年、15年和20年的持续污染情形,以及在地下水中的浓度分布。模拟结果显示,石油在地下水中沿着地下水流方向移动,在运移20年后,受污面积可达45 937.1 m2。根据模拟结果,提出了预防措施和防治方案,分别为设置防渗层、确定监测井位置、增设监测井以及迁移敏感区的井口位置,以期为实际工程提供参考技术支持。     

矿坑涌水对大气降水的响应分析及预测

分析了程潮铁矿矿坑涌水对大气降水的响应特征,通过大气降水-矿坑涌水互相关函数值,研究了不同滞后期大气降水对矿坑涌水的影响程度。建立了基于时间序列分析的大气降水-矿坑涌水传递函数模型的预测方法。利用最小二乘法对传递函数部分进行参数估计,并对残差序列进行自回归处理,平均误差低于3.26%。预测模型在一定程度上能够反映出矿坑涌水对大气降水的滞后和相关关系,适用于采用崩落法或上覆围岩裂隙破碎带发育的地下矿山。     

准东煤电二号矿井水资源开发利用及地下水环境质量评价

为了对准东煤电二号矿井地下水环境影响进行评价,对该矿井的地质条件、水资源开发利用现状和地下水水质现状进行了分析和评价。评价结果表明:矿区取水来源主要包括矿井开采时的矿坑排水水源和"500"东延供水工程五彩湾事故备用水池调水水源;取用矿坑排水水源和调水水源对区域水资源和其他用水户基本无影响;基于地下水水质标准指数法和内梅罗指数法评价结果,研究区地下水水质极差(Ⅴ类),不宜饮用,且水中多项评价因子超标。     

基于Fluent/Matlab的地下水流速对交叉流模式热泵性能的影响分析

为了分析地下水源热泵系统地下水交叉流对系统性能参数的影响,基于Fluent/Matlab搭建了协同仿真平台,对多年运行的地下水源热泵系统进行了仿真计算。通过分析可知,当地下水流速较高时,年平均抽水温度保持含水层的初始温度不变,机组COP(EER)及系统能效比在运行周期内保持不变;地下水流速越大,热泵系统抽水温度越趋于稳定,地下水冷水锋面越远离抽水井向水流下游偏移,抽水井附近含水层温度场越稳定,机组COP及系统能效比值越高,于维持系统的长期稳定运行越有利。     

复合隔水条件下煤层群涌水控制因素及对瓦斯赋存的影响

为了探究其水害成因、涌水规律,并找到合适的水害防治手段,采用工业分析、煤岩组分、元素分析等微观实验手段,分析柳塔煤矿各煤层煤体的含水分布及微观影响因素并结合矿井煤系地层赋存特征、区域降水特征、井下涌水统计数据,对柳塔煤矿煤层的涌水来源、涌水构成、涌水的影响因素及其对瓦斯赋存的影响进行分析。结果表明,柳塔煤矿富水性较差,且水分随深度逐渐增加;采动形成的大量裂隙使得原有的隔水层产生裂隙,形成了涌水通道;矿井的涌水量与降水量密切相关,应加强顶板水害的防治。     

矿区浅层地下水污染机理探讨

通过对煤矿建设项目和发展规划项目做的环境影响评价和对重点煤矿的现场调查,揭示了矿区浅层地下水污染的内在形成机理:开采引起地表沉陷是主导因素;地下水位埋深浅,潜水含水层下伏的隔水层稳定,只变形而不破裂是客观条件;地下水变成地表水,从而改变水的存在形式,致使水体极易遭受强烈的污染则是根本原因。针对地下水的保护问题,提出具体的对策和办法:加强矿区的环境管理、及时回填采煤沉陷坑,加强对浅层地下水的利用和人工降低地下水位等措施。上述措施如与煤矿建设项目同时实施,则煤矿区的地下水安全、环境保护都会实现。     

不同裂隙对煤层热流耦合现象的影响

煤炭在构造应力的作用下会产生不同形状的裂隙,不同的裂隙会对煤层内的流动与传热产生影响。以阜新市高德煤矿为例,建立二维物理模型,采用两区域方法构造控制方程组,运用计算机软件对四种裂隙下煤层的流场和温度场进行数值计算。计算结果表明:不同裂隙对煤层流场的影响主要在空气流动侧,对煤层区域影响很小;不同裂隙对煤层温度场的影响主要在裂隙界面上,对外界空气和煤层内部的影响均很小;不同裂隙条件下煤层壁面平均努谢尔特数曲线的契合度随着瑞利数的增加而不断降低,相比标准界面,其他三种界面的煤层壁面平均努谢尔特数值基本一致。研究结果可为煤矿的安全开采提供理论性指导。     

平煤集团矿山排水的综合利用研究

平顶山煤业集团生产矿均为井工开采,地下含水量丰富,年涌水量高达4.3×107 m3.这些受污染的矿井水排至地面,对矿区地面水环境造成较重的污染.同时,随着矿区人口增长和生产规模扩大,矿区生产和生活用水严重短缺.根据平煤集团矿山排水的来源、性质和使用目的及各矿井的位置特点,采取不同的水处理工艺流程进行处理,同时选择清水输送大分散小集中处理的供水系统,既充分利用了水资源,保护了环境,又使费用最低.     

承压水体上邻近断层开采底板岩层破裂与导水特征

大部分煤矿都不程度的受到承压水的影响,承压水的突出绝大多数与断层有直接的关系。以山西某矿承压水体上煤层开采为背景,分析了断层带突水的影响因素及突水机理;通过对矿区水文地质的综合评价,对矿区潜在威胁的断层建立离散元数值模型,进行流固耦合数值分析,以探究邻近构造带底板岩层的应力分布特点及破裂和渗流特征。通过计算表明,随着工作面逐步开采邻近断层,底板破裂深度增大,沿断层面两侧岩体发生滑移错动并伴随渗流发生。     

人工神经网络在矿井多水源识别中的应用

以焦作矿区水化数据为例,选用Na++K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-36种水化离子浓度作为识别矿井水源的依据,运用Matlab软件分别建立BP神经网络与Elman神经网络的矿井多水源识别模型。应用结果表明:与静态的BP神经网络相比,在结构上增加承接层的Elman神经网络在训练和仿真中拟合能力更强,识别精度更高和泛化能力更好;矿井地下水随着地下开采与扰动具有动态性,将具有非线性动态特征的Elman神经网络应用于矿井多水源的识别,对准确判断突水来源和分析地下水运移规律具有一定的辅助和指导意义。     

高瓦斯煤层综放开采瓦斯与煤自燃综合治理研究

针对淮南潘三煤矿低透气性高瓦斯易自燃煤层综放开采的实际情况 ,笔者在综合分析影响综放面安全开采的瓦斯和煤自燃因素基础上 ,提出并实施了顶板走向长钻孔覆岩卸压瓦斯抽放、本煤层顺层孔卸压瓦斯抽放、尾巷抽放和排放等综合瓦斯治理措施 ,通过适时合理的工作面通风系统能位调整 ,合理配备工作面风量和控制采空区漏风量 ,解决了综放面回采时的瓦斯问题 ,有效控制了采空区煤炭自燃的发展 ,实现工作面的安全快速推进。实践证明 ,顶板走向长钻孔覆岩卸压瓦斯抽放是解决低透气煤层瓦斯抽放率低的有效方法 ,回采面的瓦斯抽放率在 30 %以上 ;尾抽和尾排是低透气性高瓦斯煤层安全生产的有效辅助措施 ,但其对工作面采空区煤炭自燃的“三带”有显著影响 ,影响的关键因素是通过采空区尾排及尾抽的混合流量。笔者提出的方法对类似条件的高瓦斯易自燃煤层综放安全开采有重要的指导意义。     

矿业固废淋溶物对地下环境的污染控制研究进展

初步探讨了矿业生产所产生的固体废物(煤矸石、矿渣和尾矿等)在水的淋溶和其他介质的作用下产生的有毒有害物质对地下环境(土壤和水)的污染机制,重点论述了有毒有害物质(重金属、有机污染物等)含量分配,尤其是有机污染物对地下水环境影响。针对其污染特点,提出了相应解决办法及今后需做的重点工作。