大安市第二水源地地下水开采降落漏斗预测

本文采用非稳定流大井法对以"多层叠置含水结构"供水含水层的大安第二水源进行地下水开采下降漏斗不同规化开采量不同开采时间的水位降及漏斗扩展预测和评价。提出防范下降漏斗不可恢复、井间不合理干扰及油田开采对水源地下水环境不良影响措施。为地下水资源持续利用、采补平衡、"资源"与"环境"协调发展奠定基础,拓宽合理开发利用途径。     

北京市平谷盆地地下水库调蓄能力模拟研究

平谷盆地第四系含水层厚度大．分布较广、蓄水条件好,形成容积巨大的天然地下水库。充分利用其地下水库容积调蓄年际、年内丰枯不均降水量,对保证北京城市稳定供水具有重要的现实意义。本文在综合分析盆地水文地质资料基础上,建立了地下水库数值模拟模型,并对地下水调蓄能力进行了模拟。结果表明,在王都庄和中桥可以建立地下水源地．两个水源地具有开采量20×104m3／d的开采潜力。在两个水源地应急开采3年后,盆地地下水位平均下降12-14m,水源地停止开采后,在其它开采条件不变的情况下,经过1个丰水年加3个平水年其地下水位基本恢复到初始状态。     

乌鲁木齐河流域北部平原地下水可持续开采方案分析

乌鲁木齐河流域北部平原局部地区出现了地下水水位下降和生态环境退化等问题。为了实现地下水可持续开发利用,结合《乌鲁木齐市水资源综合规划报告》和《米东新区水资源规划报告》设计了现状开采方案、增加补给量方案、减少开采量方案和增加补给量与减少开采量联合方案。运用北部平原地下水非稳定流模型对这四个地下水开发情景模拟方案进行了模拟,模拟的时间段为2007～2050年。对预测期间地下水水位的动态变化、地下水水位降深及水均衡进行了分析,确定了增加补给量与减少开采量联合方案是乌鲁木齐河流域北部平原地下水的可持续开采方案。实施该方案应从北水南调引0.7×108m3/a地表水用于北部倾斜平原的农业灌溉,同时要减少地下水超采地区的地下水开采量0.50×108 m3/a。     

乌鲁木齐河流域北部平原地下水可持续开采方案分析

乌鲁木齐河流域北部平原局部地区出现了地下水水位下降和生态环境退化等问题。为了实现地下水可持续开发利用,结合《乌鲁木齐市水资源综合规划报告》和《米东新区水资源规划报告》设计了现状开采方案、增加补给量方案、减少开采量方案和增加补给量与减少开采量联合方案。运用北部平原地下水非稳定流模型对这四个地下水开发情景模拟方案进行了模拟,模拟的时间段为2007～2050年。对预测期间地下水水位的动态变化、地下水水位降深及水均衡进行了分析,确定了增加补给量与减少开采量联合方案是乌鲁木齐河流域北部平原地下水的可持续开采方案。实施该方案应从北水南调引0.7×108m3/a地表水用于北部倾斜平原的农业灌溉,同时要减少地下水超采地区的地下水开采量0.50×108 m3/a。     

Visual Modflow在郑州沿黄水源地地下水资源评价中的应用

通过在河南省郑州沿黄水源地使用国际通用的可视化标准软件Visual Modflow进行地下水资源的模拟与预报,建立了三维非稳定流数值模型,使用PCG2迭代方法求解,并按照设计开采量对地下水水位进行预报,根据模型预报结果,水源地设计开采量是可行的.MODFLOW 在郑州沿黄水源地地下水资源评价的成功运用,为研究区地下水资源的合理开发利用提供了科学依据,具有很好的应用和推广前景.     

阳江市漠阳江河岸地下水激发开采量计算

为探求傍河激发开采量计算的简便方法，拟沿平行河岩直线布井，每三口开采井为一井排，采用干扰井群的势函数及影射理论公式计算市区河岸地段激发开采量，并用开采断面法计算綦扩发补给增量进行验证。其中水量丰富地段的激发补给增量为11317万m^3/a，激发开采量为4713万m^3/a，占激发补给增量41．6％；水量中等地段的激发补给增量为1536万m^3/a，激发开采量为323万m^3/a，仅占激发补给增量的21．0％。建议尽快建立地下水地质环境监测网络系统，切实做好漠阳江平原地下水资源的环境保护工作。     

地下水安全开采量的概念与评价方法研究

本文回顾了地下水安全开采量概念的产生与发展过程,综述了可持续开采量、允许开采量和安全开采量的内涵与差异,在此基础上,提出满足地下水的资源供给、生态环境维持、地质环境稳定和可持续开发利用能力4个功能条件下的地下水安全开采量概念.将安全开采量的评价方法分为单一约束型和耦合约束型两大类,提出一种基于水均衡和地下水动力学相结合的评价方法,并对安全开采量研究趋势进行了展望,为地下水的安全开采方案研究与动态管理提供技术支撑.     

黑河流域中游盆地地下水动态特征及其调蓄能力分析

40 多年来,我国西北地区大规模的地下水开发利用造成了部分地区地下水水位持续下降甚至泉水干涸,部分地区地下水仍能维持动态稳定,判断这类地区水资源开发利用是否具有可持续性是必须解决的重大科学问题。以黑河流域中游盆地作为研究对象,采用MK检验和连续小波分析等方法,分析长时间序列地下水水位数据的变化特点,研究区域地下水动态特征;结合区域水文地质条件,综合划分黑河流域中游盆地地下水补排平衡区与非平衡区;利用克里金插值法估算1990—2020 年盆地含水层对水资源的调节水量,并评价不同动态平衡区的调蓄能力。结果显示,黑河流域中游盆地地下水水位动态类型有:水文型、水文-开采型、开采型和蒸发-开采型4种长周期动态稳定型,过量开采型或上游过度引用地表水型2 种长周期持续下降型。黑河-梨园河倾斜平原、酒泉盆地和黑河中游下段侵蚀堆积平原的大厚度含水层是黑河流域中游盆地的地下水补排平衡区,其在1990—2001 年共输出地下水12.06×108 m3,2001—2020年共储存地下水9.06×108 m3。大厚度含水层为地下水的长周期调蓄提供了充足的空间,在合理控制开采量的前提下,该类含水层的天然调蓄能力可满足生产生活和下游生态用水需要。盆地地下水补排非平衡区,如黑河以东诸河倾斜平原、盐池盆地和榆木山山前诸小河流域等地区,目前的地下水开发利用方式和强度是不可持续的,应适当减少地下水开采量,调节盆地上游的引水量和开采量,抑制地下水资源枯竭。本研究成果可为西北干旱内陆地区水资源管理和持续开发利用提供参考。     

干扰井群水文地质参数计算的简便公式

干扰井群水文地质参数计算的简便公式干扰并群水文地质参数计算的公式很多，但大都很杂，尤其非稳定流计算公式，往往一个公式中有几个未知我，很难计算．本文推荐一个干扰井群水文地质参数计算较简便的公式．由于我们的水平所限，加之验证实例不多，此公式可能还存在很多...     

青岛市洋河下游水源地地下水调蓄开采资源评价

洋河下游水源地以松散岩类孔隙水为主,含水层主要由第四纪冲积-冲洪积的砂及砂砾石组成。厚度一般4～8m,单井出水量可达800m^3/d以上,水位埋深2～4m。主要接受大气降水渗入和上游径流补给,季节性变化明显。人工开采是其主要排泄方式,地下水动态基本处于自然状态。现状条件下区内总储存量Q储=1535.71万m^3,总补给量Q补=237.31万m^3/a,总排泄量Q排=245.69万m^3/a,处于均衡状态。通过建立地下水水流数值模型,进行洋河下游水源地地下水调蓄开采量评价和水位预测,认为在该区以枯水期开采量6000m^3/d、连续开采5个月、年开采量90万m^3的开采方案,水位降深在允许范围内。因此,枯水期6000m^3/d的开采量可作为洋河下游水源地的调蓄开采资源量。     

长江漫滩抽水试验与水文地质参数计算

长江漫滩地区第四系是一个巨厚的复杂含水体,地下水丰富,对深大基坑施工影响极大。南京梅子洲过江通道连接线及青奥轴线地下交通系统工程位于长江下游漫滩,基坑最大开挖深度为27.5 m。为满足基坑降水设计及施工要求,勘察时选择有代表性的地段布置了3组抽水试验井,对潜水含水层及承压水含水层进行抽水试验,根据试验井类型和边界条件,选用潜水完整井稳定流、承压水完整井稳定流及非稳定流、承压水非完整井稳定流及非稳定流等多种地下水计算模型进行参数计算并综合分析,为设计提供水文地质参数,并实地验证了参数的合理性。     

河渠水位曲线回水影响半无限含水层河渠附近地下水非稳定流计算

本文探讨河渠水位呈曲线变化时,河渠附近地下水非稳定运动问题。抛开经典河渠附近地下水非稳定渗流理论之瞬时回水的假设条件,重新推导河渠影响半无限潜水含水层地下水非稳定流计算公式。应用数值逼近的理论、逼近河渠水位变化规律。给出河渠水位以任意次多项式规律变化的一系列地下水非稳定流计算公式。从理论上证明了瞬时回水假设的根本矛盾,并用一实际例子对比计算加以验证。指出了抛弃瞬时回水的假设条件,重新建立一套全新的河渠附近地下水非稳定流理论的必要性。     

陈崇希教授的学术思想和成就综述

在地下水资源评价理论方面, 陈崇希教授分析了"平均布井法"不符合质量守衡原理的实质, 纠正了以"地下水补给量计算可持续开采量"的错误, 提出了基于"质量守衡"的地下水资源评价原则, 强调分析"补给的增加量与排泄的减少量"在评价地下水可持续开采量时的重要意义.在地下水动力学领域, 陈崇希教授纠正了稳定井流"影响半径"模型的错误, 恢复了Dupuit"圆岛模型"的原貌, 拓展了Theis公式和Hantush公式的应用条件, 改进了地下水非稳定井流理论, 完善了其中的某些基本概念.在水文地质模拟仿真技术方面, 陈崇希教授提出确定滨海承压含水层海底边界的理论和方法; 提出地下水混合井流的模型和模拟方法, 解决了混合抽水试验确定分层水文地质参数的难题; 提出岩溶管道-裂隙-孔隙三重介质的地下水线性-非线性流动的模型; 建立了考虑井管水流雷诺数对滤管入流量分布的水平井-含水层系统的地下水流模型; 完成了"渗流-管流耦合模型"的砂槽物理模拟, 并用数值方法仿真了地下水流的规律; 最近向观测孔水位形成的传统观念———常规观测孔中的水头降深反映该孔滤水管中各点的平均降深———提出质疑.陈崇希教授建立的"渗流-管流耦合模型"使传统的基于线汇/线源的井孔-含水系统模型提高到新的水平.陈崇希教授积极倡导"防止模拟失真, 提高仿真性", 强调精细地分析水文地质条件、合理地概化模型和采用正确的仿真技术的重要性.      

Theis不稳定潜水井流模型的改进——具入渗补给

地下水的补排主要包括垂向的地面入渗补给、蒸发排泄（蒸发可视为入渗的负值）及侧向的地表水补给、排泄。水文地质学最基本的问题之一——地下水可持续开釆量的评价准则,涉及补给的增量与排泄的减量,因此地下水开采的预测模型必须包含上述两类的补给、排泄因素,否则不能满足要求。然而,经典的Theis不稳定井流模型,即使在傍河抽水,也只有侧边界的补给、排泄作用,而不涉及上边界的地面入渗补给。这样一来,这个解析模型基本上不能够用于预测,而只能在旱季用于井流试验求取含水系统的参数。为此,文章的目标是发展具地面入渗补给的Theis不稳定潜水井流模型。对于潜水流问题,不能再用承压水流的以水头为应变量的方程来建立,应采用第二类线性化方法的势函数来建立潜水流问题。对于既有降雨入渗补给,又有抽水井作用的复杂的水文地质问题所概化数学模型的求解,采取的方法是把它分解成若干个简单的子模型问题求解,然后将其合成为原来复杂数学模型的解。基于质量守恒原理,假定渗流服从Darcy定律并满足Dupuit徦定建立了水流基本微分方程。然后对于两平行河流及一河流平行一隔水边界形成的两类条形区域,具地面均匀稳定入渗补给的井流问题,获得通用水位方程和几类常见的特定条件水位方程及其流量方程。此外,提出并采用“边界对边界的反映法”用以求解一河流平行一隔水边界条形区域的同一问题,减少了许多推导过程。最后,作为上述理论成果的初步应用,也是一个重要的应用,即在河水水质不能满足要求的河流附近,设有一口抽水井,计算该抽水井在不汲取河水的前提下的临界流量方程,获得具重要意义的结构简洁的关系式。该方程也可以用于滨海区的抽水井,在不发生海水入侵前提下的临界抽水流量计算。给出了上述条件不稳定井流过程某时刻的地下水流网图,其流网与文献中常见的傍河井流的流网相比,具显明的特征。     

抽汲地下水引起地面沉降的水-土耦合三维有限元数值模拟

建立了抽汲地下水非稳定流定解问题的三维数学模型,利用现有承压含水层非稳定流定解问题数值方程求解,重点讨论了源汇项的具体数学表达式.根据土的有效应办原理和压密原理推导出抽水沉降非线性弹性压密方程,结合武汉新业大厦水文地质与工程地质条件,利用已研制的三维有限元计算程序LCYXY3D.F90对该环境岩土工程问题进行了分析和评价,计算结果与实测结果符合较好.     

黄河下游断流对沿岸地下水形成与开发的影响

黄河下游河段断流对沿黄地区生态环境影响严重。以1999年为基准年,利用黄河下游侧渗补给影响带地下水系统模拟模型研究了黄河断流对黄河侧渗量及地下水循环的影响。花园口-河口断流300d,黄河侧渗量减少53.8%。夹河滩-河口全年断流,黄河侧渗量减少75.2%;断流300d,黄河侧渗量减少46.3%。泺口-河口全年断流,黄河侧渗量减少25.1%;断流300d,黄河侧渗量减少19.8%。利津-河口全年断流,黄河侧渗量减少4.7%。断流对黄河侧渗补给影响带地下水流场的形态影响较小,浅层地下水系统边界的水力性质没有改变。断流对黄河下游傍河水源地开采动态水位影响较大,但宏观上对侧渗补给影响带地下水资源不会产生较大影响。     

开采地下水地面沉降三维数值模拟分析

根据汉口新业大厦水文地质与工程地质条件,建立开采地下水非稳定流定解问题三维数学模型,利用现有承压含水层非稳定流定解问题数值方案求解,重点讨论了源汇项的具体数学表达式。又简介根据达西定律和水均衡原理,建立了三维有限差分数值方程及其解法。根据土的有效应力原理和压密原理推导出了抽水沉降非线性压密方程,并研制了相应的三维有限元和有限差分计算程序。最后,对该环境岩土工程问题进行了分析和评价,计算结果与实测结果符合较好。     

滑坡稳定性变化与地下水非稳定渗流初探--以三峡库区黄蜡石滑坡群石榴树包滑坡为例

把滑坡体离散化为一定数量的条块,基于水均衡原理建立了滑坡体地下水一维非稳定渗流的差分方程组,其中考虑了滑坡体地下水通过弱透水滑动带的越流排泄,对动态边界提出了处理方法.以三峡库区黄蜡石滑坡群的石榴树包滑坡为例,根据三峡水库蓄水前和蓄水后排泄区的不同水位条件,模拟了在强降雨过程中滑坡地下水的动态过程.结合考虑地下水渗透力的传递系数法,计算了石榴树包滑坡稳定性系数随时间的变化,结果表明无论是在三峡水库蓄水前还是蓄水后的极端降雨条件下石榴树包滑坡都是不安全的.在地下水非稳定渗流的影响下,滑坡稳定性对降雨和排泄区水位的响应具有滞后性.     

呼和浩特盆地地下水流系统变异机制及其资源效应

几十年的高强度开采致使呼和浩特盆地地下水流系统发生了很大变化。在对含水系统结构特征分析的基础上,结合地下水流场及水位动态特征,对地下水流系统演化模式进行了分析总结,基本可归纳为3个演化阶段,地下水人工开采及沟谷水利工程的修建是地下流系统变异的主要驱动因子。采用均衡法对现状条件下地下水均衡情况进行了定量计算,通过与历史时期均衡情况对比分析,发现在不同水流系统演化阶段,各含水层地下水补排量差异较大,从而导致地下水资源量发生变化,与历史时期相比,潜水含水层资源量明显减小,承压含水层资源量有所增加,但总资源量一定程度减小,地下流系统变异的资源效应明显。     

赣江新干航电枢纽左库岸地下水浸没控制效果研究

开展二元结构库岸渗控措施研究对于灾害区域地下水资源管理和浸没控制工程的布置具有重要意义。文章以赣江新干航电枢纽工程库区左岸为研究对象,基于区域地下水流动态数值模拟与预测技术,构建地下水三维非稳定流有限元渗流模型,开展水库蓄水后库区地下水浸没动态评价和基于工程组合措施（防渗墙、减压井和抬田）的浸没控制效果对比研究。结果表明:无工程控制措施工况下,水库蓄水三年内库区左岸沿江区域和岸内地势低洼地带会发生较严重的渗漏型浸没;通过联合布设防渗墙、减压井和抬田工程等控制措施,能够有效地将浸没范围控制在堤防工程范围以内;在有防渗墙的截渗作用下,减压井排渍水位是地下水浸没控制的最敏感的参数。渗控工程的建议布置参数:防渗墙渗透系数为17.28×10-3 m/d,减压井间距设置为30 m,排渍水位29 m,减压井距防渗墙的距离为30 m,并在堤内低洼地带进行抬田复垦。本次研究结果可为水库蓄水前期渗控方案的布置提供应用技术支持。