徐州丰沛平原区深层地下水降落漏斗演变特征与成因机理研究

徐州丰沛平原区深层地下水降落漏斗已经成为制约当地经济发展的桎梏.通过对该区地下水降落漏斗演变特征和成因机理的分析,得出该区地下水降落漏斗具有直线发展、稳定发展、急剧扩张3个发展阶段的演变特征,地表水资源的缺乏、城市生活及工业发展完全依靠地下水及近期城市化进程加快等成为影响漏斗演变与形成的主导因素,提出了地下水位降落漏斗的环境响应及应对措施.     

巩义市城区地下水动态特征分析

了解巩义市城区地下水水位动态,为巩义市城区地下水资源利用提供依据,实现地下水资源的高效利用,为此,在巩义市城区布设了地下水位监测点.依据近3年的地下水位监测点的监测数据,分析巩义市城区的年内、年际间降水量对地下水位监测点的水位动态、水位埋深以及地下水降落漏斗变化趋势的影响.结果表明:研究区地下水位埋深较浅,降水量是其地下水位动态变化的主要影响因素;其中年内地下水位变化以相对稳定的季节性变化为主,而年际间地下水位处于动态平衡状态;研究区深层承压水含水层是主要的供水来源,长期过量开采,形成了较大的地下水降落漏斗,在实行限采的情况下,地下水降落漏斗保持稳定,基本实现采补平衡.     

基于地表水与地下水耦合模型的溪泉湖湿地数值模拟的应用研究

通过建立溪泉湖水源地地表水与地下水联合运用的耦合模型,借助于QUAL2K软件计算地表河流控制断面的入水浓度.采用MT3D模型,基于Visual MODFLOW有限差技术,分析了沈阳市沈北新区溪泉湖湿地构建储备水源地10 a后地下水环境的动态变化.水位模拟结果显示:2020年构建储备水源地处形成漏斗,水源地构建后的地下水水位降落漏斗处地下水等水位线比构建前下降2.5 m,与2009年初始水位相比大幅度下降,既满足水源地供水效益,又解决了周边水库蓄水造成的浸没问题.水质模拟结果显示:周边水库地下水水质较好,没有对水源地水质造成影响,但辽河支流的水质不容乐观,对水源地水质造成严重威胁.因此,为保障水源地水质安全,对溪泉湖地表水体进行污染防治势在必行.     

沁水盆地南部煤层气井网排采压降漏斗的控制因素

以平面径向渗流理论及压降叠加原理为基础,依据沁水南部煤层气生产区块15口排采井生产数据,建立了井网排采条件下排水阶段至产气初期煤层气井压降漏斗的计算模型,应用Matlab数学软件实现了煤层气井压降漏斗的可视化模型.在分析了排水阶段至产气初期煤层气井压降漏斗的形状及演化特征的基础上,提出了单井压降漏斗形状的界定方法和压降漏斗叠加程度的评价方法,讨论了压降漏斗形状的控制因素.研究结果表明：排水阶段至产气初期,煤储层渗透率小于8×10-3μm2、地下水位高度高于680m、日排水量低于3m3/d时,产气量一般高于250m3/d,泄流半径与压降漏斗深度的比值一般小于40,泄流半径较小,煤储层压力降幅较大,压降漏斗属于第1种类型;煤储层渗透率大于8×10-3μm2、地下水位高度低于680m、日排水量小于3m3/d时,产气量一般低于250m3/d,泄流半径与压降漏斗深度的比值一般大于40,泄流半径较大,煤储层压力降幅较小,压降漏斗属于第2种类型;叠加区最大半径与井距的比值越大,压降叠加程度越高,叠加区域的面积越大,压降漏斗范围内煤储层压力的下降幅度也越大.排水阶段至产气初期,渗透率越低、地下水流体势越大、排水量越小、压降叠加程度越高,泄流半径与压降漏斗深度的比值就越小,越有利于产气初期煤层气产出.     

南昌市城区地下水动态特征及影响因素分析

利用南昌市区1983—2010年地下水位监测资料,结合地下水补、径、排条件,分析该区上部第四系孔隙水位的时空变化特征及其影响因素。结果显示南昌市区地下水位动态类型主要有两种:自然动态型和人为动态型,这两种动态类型的动态特征在时空分布上有明显差异。赣江附近及漏斗外围,地下水动态与河流水位及降雨量关系密切,随气象水文因素呈明显周期性变化;漏斗中心区域地下水动态受人为开采因素影响,随开采量变化呈明显的上升或下降趋势。     

地下水对地埋管换热器换热性能的影响分析

在唐山地区测试了3组不同含水层条件下的地埋管换热器动态换热特性,初步获得了单位井深换热量随地下水流动状况的定量变化规律.结果表明,地下水流动会不同程度影响热响应试验结果.随着地下水流速增大,钻孔附近岩土的平均导热系数会呈增大趋势.随着地埋管换热器与地下水接触长度的增加,钻孔平均导热系数呈增大趋势,同时单位井深换热量也呈明显增加趋势,这对于减小富水性较强地区地埋管换热器系统的建设成本具有实际的应用价值.     

银川地区地下水流数值模拟

截至目前,银川地区已评价供水水源地11处,评价地下水总开采量达57.3×104m/d.长期大量开采地3下水及缺乏科学统一的规划管理,造成城区地下水降落漏斗日益扩大,并由此引发了水质污染及生态环境恶化等问题.运用国际通用的三维地下水流有限差分模型软件(M O D F LO W),建立银川地区多层含水结构地下水准三维流数值模型,初步模拟预测未来10年在开采量不断增加的条件下地下水的发展趋势,通过调整开采布局,提出相对合理的开采方案.该模型可作为银川地区水文地质研究及地下水资源评价的主要手段和工具.     

下辽河平原南部第三系含水层咸水入侵的调控

目的 为了控制下辽河平原南部第三系地下水区域性开采漏斗和明化镇组成水入侵,保护有限的淡水资源,对该区上第三系含水层地下水进行调控和管理,结束不合理的开发利用.方法 在满足该区域经济和社会发展的需水要求的前提下,从水位与水质两方面进行约束,通过响应矩阵建立研究区上第三系地下水资源管理模型.结果 提出在高升地区明化镇组增加开采量1.28万m3/d,缩减馆陶组大洼、红村和荣兴一带超采区的开采量2.12万m3/d,所缩减量调整到馆陶组的盘东、兴隆台、新立地区开采的优化方案,有效地控制了明化镇组地下水头开采漏斗现象发生.结论 优化方案可有效保护地下水集中开采区淡水资源,控制咸水入侵.并可作为该地区第三系地下水的可持续开发利用和水资源优化配置的技术依据.     

开展人工调蓄工程建设 修复沧州地下水环境

针对沧州市水资源严重匮乏、地下水超采、地下水位持续下降、深层地下水降落漏斗快速发展的现状,结合当地水资源和水文地质条件以及外调水工程规划建设情况,探讨了开展人工调蓄工程建设,修复沧州地下水环境的措施。     

开展人工调蓄工程建设 修复沧州地下水环境

针对沧州市水资源严重匮乏、地下水超采、地下水位持续下降、深层地下水降落漏斗快速发展的现状,结合当地水资源和水文地质条件以及外调水工程规划建设情况,探讨了开展人工调蓄工程建设,修复沧州地下水环境的措施。     

Environmental Effects of Groundwater Development in Xuzhou City, China

1 Introduction Xuzhou City is located in the most northwestern portion of Jiangsu Province, P. R. China. At present, its urban area is 1 038 km2 and the population is up to 1 645 500. karst groundwater in the Ordovician and Cambrian Limestone aquifers is the main source of water supply. There are 527 wells in urban areas to develop karst groundwater, yielding up to 350 000 m3 per day. Landforms of urban and suburban areas con- sist of NE oriented chain-like hills and alluvial or pluvial b…     

深基坑降水的水位控制

目的优化深基坑降水设计,节约工程投资,加快施工进度.方法分析了含水层稳定流潜水非完整井基坑涌水量随地下水位的变化趋势,利用回归分析方法对降水试验结果进行拟合.结果根据基坑涌水量及水位下降后形成的无水区体积与地下水位之间关系,引入涌水量比例系数和体积比例系数的概念,给出了控制基坑地下水位的公式.结论部分降水井停止降水后,利用建筑物的自重与地下水的浮力相平衡,提出了水位上升速度预测和控制方法,节省了工程投资.     

考虑气相堵塞的土样渗透试验分析

地面沉降是一种严重的地质灾害现象,对区域经济和社会生产都会造成严重影响。目前很多地区采取了回灌地下水等措施,以达到抑制区域地面沉降的目的。但是,由于回灌水水质与原有地下水存在差异,回灌水的含气量往往比原有地下水高许多,不可避免的会在土体孔隙中发生更明显的气相堵塞现象,从而削弱回灌效果。结合了常州代表性土样,通过曝气装置,采用含氧量作为分析指标,进行了渗透系数试验研究,分析气相堵塞现象对不同土体渗透系数的影响规律。研究表明气相堵塞随土粒粒径减小更加显著,细粒土样渗透系数均呈一阶负指数衰减规律变化,经历一定时间其渗透将趋于稳定。研究结果对于选择回灌水参数、深化理解地面沉降机理具有明显的现实性意义。     

银川平原主要水环境问题及其对策

基于野外调查、取样分析以及遥感影像等,介绍了银川平原水文地质条件及水资源利用概况,探讨了土壤盐渍化、湖泊湿地萎缩、地下水盐化、地下水超采以及土地荒漠化等水环境问题及其演化成因。结果表明:银川平原地下水主要接受渠系渗漏及灌溉入渗、大气降水入渗、平原周边地下侧向径流、洪水散失、黄河水等补给,地下水排泄方式主要是排水沟排泄、蒸发和人工开采等,大部分地区潜水埋深在3m以内;地表水主要来源于黄河引水,水资源利用效率不高;土壤盐渍化总面积8.17×10⁴hm²,呈逐年缩减的趋势,主要分布于银川平原北部,平原南部仅分布在邵岗东部、灵武东部秦渠和东干渠等;湖泊湿地总体呈逐渐减少趋势,主要分布在银川平原北部,永宁以北、平罗以南区域比较集中,滩涂沿黄河两岸分布;潜水总含盐量自西向东、自南向北不断增大;银川和石嘴山深层地下水超采严重,地下水降落漏斗面积已超过500km²;沙漠化土地分布在银川平原的东西两侧;土壤盐渍化及地下水盐化主要由潜水位埋深过浅,蒸发强烈造成的。最后,提出了防治上述水环境问题的对策:进一步加强水资源管理以及地表水与地下水联合调配;提高农业水资源利用效率;完善田间工程配套,实现渠道防渗管道化;改进田间灌溉技术;严格污水排放,积极开展污水净化处理,实行污水资源化;加强对水土环境质量的系统监测。     

Evolution and modeling of mine water inflow and hazard characteristics in southern coalfields of China: A case of Meitanba mine

In this paper, the hydrogeological characteristics in the southern coalfields of China are first briefly outlined. Then, taking the Meitanba mine as an example, the evolution and modeling of mine water inflow are studied. Finally, the hazard characteristics related to mine water and mud inrush are analyzed. The results show that the main mine water sources in the Meitanba mine area are groundwater, surface water and precipitation. The evolution of mine water inflow with time indicates that the water inflow is closely related to the development of karst structures, the amount of water from rainfall infiltration, and the scope of groundwater depression cone. The mine water inflow increases with time due to the increase in mining depth and the expansion of groundwater depression cone. Using the big well method and following the potential superposition principle, a hydrogeological model considering multi-well interactions has been developed to predict the mine water inflow. Based on the monitored data in the Meitanba mine area over a period of nearly 60 years, it is found that with increasing mining depth, the number of water and mud inrush points tended to decrease. However, the average water and mud flow rate per point tended to increase.     

地下水开发利用水位水量“二元”指标管理模式研究

针对传统的地下水资源管理主要以"可开采量"作为地下水开发利用控制指标在实际工作中所存在的问题,本研究提出了地下水水位-水量"二元"指标管理新模式.以天津市地下水开发利用为例,建立以地面沉降为约束条件的研究区地下水水位-水量数值模型,利用GMS软件可以模拟出不同时期各含水层的控制水位,实现"以地下水可开采量为总量控制指标、以控制性水位为表征指标"的管理新模式."二元"指标管理模式实现了对地下水资源可持续开发利用的有效管理.     

双城市城区地下水资源开发与保护措施

对双城市城区地下水资源的概况、开发、利用现状及其开采技术条件作了系统的分析.对城区的供需水量作出了合理地预测和规划,指出城区地下水资源开发存在的问题,并提出相应的合理利用和保护地下水资源的对策和措施.     

冀中山前平原农业区浅层地下水位对连年少雨响应特征与机制

冀中山前平原农业区浅层地下水是当地农田灌溉的主要水源,已处于超采状态。依据冀中山前平原不同农业区长观孔浅层地下水位动态监测资料,对浅层地下水位响应连年降水偏枯的变化规律进行了研究。结果表明:降水连年偏枯（少雨）时段的春灌期大规模集中开采浅层地下水,是冀中山前平原农业区浅层地下水位不断下降的主要动因;春灌期农业区浅层地下水位降幅与前一年和当年1月到6月降水量密切相关;当年降水量小于当地多年平均降水量（528.4 mm）时,随着降水量减小,农业用水开采对浅层地下水位下降的影响增大;当年降水量大于当地多年平均降水量尤其大于620 mm时,农业用水开采对浅层地下水位下降的影响显著减弱;合理调控农业区浅层地下水开采强度是缓解冀中山前平原农业区浅层地下水超采情势的重要举措。     

鄂尔多斯盆地都思兔河流域白垩系含水层特征及供水前景分析

在鄂尔多斯盆地都思兔河流域供水水文地质详查的基础上,通过水文地质钻探、抽水试验、样品分析等手段,查明了流域含水层的结构、埋深以及含水层和隔水层在水平和垂直方向上的变化规律,探讨了各含水层之间的水力联系,并求取了含水层的水文地质参数; 对比圈定了包乐浩晓、巴彦布拉格、好勒包勒吉3处富水区; 采用地下水流数值模拟方法对上述3处富水区地下水开采量进行计算,提出了27种地下水开采方案,并经过对比得到地下水开采推荐方案。结果表明:包乐浩晓、巴彦布拉格、好勒包勒吉3处富水区主要补给为侧向径流及大气降水入渗补给,排泄方式以潜水面蒸发及向河流排泄为主; 在地下水浅埋区,结合含水层单井涌水量的大小,确定采用管井开采方式、中段悬挂式非完整井结构,平均布井,井深300 m,单一开采白垩系环河组的地下水,最大限度夺取潜水蒸发排泄量; 根据推荐方案,上述3个富水区总开采量达到123 500 m³/d,可为该地区地下水资源开发与利用提供技术保障。