辐射井技术在贫水地区的应用

本文通过安徽省蚌埠市某厂利用辐射井技术解决地下水贫水地区供水问题的工程实例，探讨了在花岗片麻岩风化带弱含水层中辐射井技术的应用问题，实践证明，采用辐射井技术可以大幅度提高出水量，降低取水成本，这项成果，扩大了辐射井技术的应用范围，在广大的缺水地区具有广泛的应用前景。     

中宁县黄河滩地傍河取水工程辐射井设计与施工

中宁县地处黄河中游,黄河滩地地下水受黄河补给,是具有巨大开采潜力的水源地。针对中宁黄河滩地第四系含粘粒土砂卵石地层的傍河水源地,选择辐射井作为取水建筑物,完成5眼辐射井。集水井成孔采用反循环方法,并配有专用钻头打捞含水层中粒径＞200 mm的漂石,用具有扭力、推力、拉力和振冲力的全液压水平钻机进行水平辐射管施工。采用“等效大口井法”计算辐射井抽水量。对抽水试验的数据及相关资料进行分析,比较辐射井、管井和大口井的稳定出水量和降深,结果表明采用辐射井开采类似水源地是有效的取水方式。     

渗流井辐射管-含水层间水量交换数值模拟研究

渗流井取水工程因其高产、高效、低耗、供水成本相对较低等优点被广泛运用,但目前的渗流井取水工程对取水量关注较多,对辐射管-含水层间水量交换系数缺乏研究。为此,通过大型砂槽物理模拟试验,设计不同辐射管仰角、不同辐射管长度、不同渗漏补给能力河流及不同竖井降深共101种试验方案,分析渗流井取水效果的影响因素。对辐射管-含水层间的水量交换系数C1的计算公式进行推导,并利用MODFLOW软件建立数值模型,对部分试验方案进行模拟,并将C1值计算公式应用于模型中,利用试验数据对模型识别验证,并对辐射管-含水层间的水量交换系数C1的计算公式进行验证。最终,确定出辐射管-含水层间的水量交换系数C1的计算公式。     

深层地下水开采量的评价

1976年以来,为解决工业供水问题,在河北一个100平方公里地区内,打了80多眼水井。水源井取水层段集中在400—820米深处,按三套井网分段开采。第一套井网(浅井组),深度400—500米,开采第四系下更新统含水层。含水层总厚度30米左右,主要由含砾细砂和中细粒砂组成。第二、三套井网(中深井组和深井组)开采上第三系明化镇组上段含水层。含水层主要由细砂岩,中细-粗砂岩组成。第二套开采井网深度500—650米,取水层段总厚30—45米。第三套开采井网,深度650—820米,含水层总厚25—60米。深层地下水开发后,水位急剧下降,而经常开采的井数还不到总井数的一半。深层地下水的开发利用,为水文地质工作提出了新课题。现就两年来开采实践,提出我们的初步认识。     

傍河取水辐射井技术应用研究

辐射井是傍河取水的有效开发模式,以富屯溪滩地辐射井傍河取水工程为例进行了试验研究,阐述了辐射井傍河取水的设计方法、涌水量计算、施工技术、试验井水质等。     

渗流井合理竖井降深确定

通过采用单位面积河流在单位水头差作用下的渗漏量来表征河流渗漏能力,建立渗流井取水理想模型,分别计算了在不同河流渗漏能力和含水层渗透性能条件下,竖井降深对渗流井出水量的影响。建立渗流井取水非稳定流模型,计算了在前期稳定竖井降深不同条件下,河流断流后渗流井出水量衰减过程及竖井降深发展过程。提出渗流井合理竖井降深应根据河流与地下水是否脱节以及含水层渗透性能,在岸边渗流井中部及一侧各布设一个观测孔,根据观测孔水位进行确定。对于含水层渗透性能较强地区,渗流井竖井降深应使得渗流井范围内地下水位与河流脱节,但高于辐射孔顶面;对于含水层渗透性能较差地区,渗流井竖井降深应使得侧部观测孔水位接近河床底面或刚出现脱节。     

昌都市二水厂辐射井在薄含水层地区的运用

昌都市地处高山峡谷红层区,含水层普遍较薄,地下水资源贫乏,水源地需要选在在水文地质条件相对较好的地段,并采用符合当地实际的取水方案。昌都二水厂水源地勘察过程中,首先查清了当地的水文地质条件,其含水层厚度小于12m,但渗透系数多大于100m/d,地下水主要依靠河水下渗补给,具有"就地补给,就近排泄"的特点。根据这些特征,勘查开发中设计了辐射井工程,取得了非常好的效果。通过昌都二水厂的成功经验,认为辐射井适合在类似的高山峡谷区取水,值得推广。     

滨海多层含水层系统中海潮引起的地下水位波动

通过对一个滨海多层含水层系统的考察,该含水层系统由上、下弱透水层和介于中间的承压含水层组成,海底露头处被淤泥层覆盖.建立了描述该系统中地下水水头随潮汐波动的数学模型,并得到其解析解.该解析解与六个基本参数有关,分别是承压含水层的海潮传播参数,淤泥层的无量纲透水系数,上下弱透层与承压含水层贮水率的比率 (无量纲)和上下弱透层的无量纲越流.当这些参数取某些特殊值时,我们的解便化简为前人考虑的几种简单情形对应的解.分析表明,承压含水层中地下水水头波幅是上、下弱透水层贮水率和越流系数的减函数,是淤泥层相对透水系数的增函数;波动相位(时滞)是上、下弱透水层贮水率和越流系数的增函数,是淤泥层相对透水系数的减函数.     

昌都市二水厂辐射井在薄含水层地区的运用

昌都市地处高山峡谷红层区,含水层普遍较薄,地下水资源贫乏,水源地需要选在在水文地质条件相对较好的地段,并采用符合当地实际的取水方案。昌都二水厂水源地勘察过程中,首先查清了当地的水文地质条件,其含水层厚度小于12m,但渗透系数多大于100m/d,地下水主要依靠河水下渗补给,具有"就地补给,就近排泄"的特点。根据这些特征,勘查开发中设计了辐射井工程,取得了非常好的效果。通过昌都二水厂的成功经验,认为辐射井适合在类似的高山峡谷区取水,值得推广。     

基于层间位移协调的承压水降压引起土层变形分析

承压水降压引起的地面沉降由含水层、弱透水层和潜水层的变形组成。当承压层降压时间短、弱透水层固结变形较小时,可以假设弱透水层为严格的隔水层。采用层状弹性体系理论,基于位移协调条件分别建立了单井抽水以及第三类基坑工程降水（隔水帷幕插入降水含水层）引起的土层变形分析模型,与数值模拟和现场抽水试验结果的对比,验证了文中方法的正确性。研究结果表明,上覆土层弹性参数变化对地表变形的影响可以忽略;抽水井附近的土层变形呈现“上小下大”特点,一定距离以外含水层与地面沉降大致相等,根据承压含水层降深要求,可估算出基坑外的水位降深。     

深厚覆盖层坝基水文地质结构控渗机理研究

厚度大且为强-弱-强渗透性组合的覆盖层在我国西南河流中分布较广。为研究此类夹层型水文地质结构覆盖层中坝基渗流场的特征及其影响因素,利用Visual MODFLOW模拟了给定覆盖层厚度下强弱渗透性层组的不同渗透性比值、不同厚度比值,和变覆盖层厚度下不同弱透水层厚度这两种类型16种工况下的渗流场,通过监测坝基渗流场中弱透水层顶底板的水头差和水力坡度,研究弱透水层渗透性和厚度对渗流场的影响。结果表明:强-弱-强夹层型水文地质结构的坝基平面渗流场受上层强透水覆盖层性质控制;给定覆盖层厚度工况中,弱透水层顶底板的水头差与强弱透水层渗透性比值相关,两者先表现出正相关的关系,当强弱透水层渗透性比值大于500时,弱透水层顶底板的水头差变化不再明显;变覆盖层厚度工况中,弱透水层顶底板的水头差也呈现出先增大后趋于稳定的趋势,转折点发生在弱透水层厚度20m的工况条件下;变覆盖层厚度工况中水力坡度则有着随着弱透水层厚度增大而变小的规律。综上所述,在夹层型水文地质结构中,弱透水层厚度与渗透性对渗流场起控制作用。研究结果可为深厚覆盖层河谷区的水电水利工程坝基水害防治提供依据。     

海底泉对在海底有限延伸的越流含水层系统中地下水潮汐效应的增强作用

海底泉在滨海地下水排泄过程中起着重要的作用。本文给出了含有一个海底泉的在海底延伸的越流承压含水层系统中地下水水头在海潮作用下波动的近似解析解。该含水层顶底板隔水且向海底延伸有限距离。假设含水层的海底露头被一层隔水层覆盖,海底泉由一个渗透性很好的完全穿透海底含水层硕板的圆柱体渗漏天窗（海底泉孔）来表示。近似解析解中包含了6个参数：承压含水层的海潮传播参数,海底泉孔中心到海岸线的距离,表示泉的圆柱体的等效半径,海底泉孔中心到含水层海底露头处的距离,承压含水层的海潮载荷效率和弱透水层的越流。分析表明,如果海底泉孔中心到海岸线的距离远大于泉孔的等效半径,且海底泉孔中心到含水层海底露头处的距离远大于泉孔的等效半径时,解析解的近似误差可以忽略。然后本文讨论了解析解的两个基本性质,分析了海底泉对海底地下水水头波动的影响。     

导向钻进铺管技术在浅层低渗透性含水层地下水开采中的应用

水平水井是开采浅层低渗透性含水层地下水的有效方法,水平水井施工包括钻进、护壁、扩孔、井管安装、填砾、洗井等步骤.对导向钻进铺管技术在浅层低渗透性含水层地下水开采中的工艺进行了详细探讨.通过研究,研制出了适合水平水井施工的过滤器,提出了相适应的钻进方法和成井工艺,为浅层低渗透性含水层地下水开采提供了一种新方法.     

水平定向钻进技术在浅层低渗透性含水层地下水开采中的试验研究

浅层低渗透性含水层埋深浅、渗透性低,难以用常规管井开采。利用水平定向钻井技术,可在含水层内长距离铺设过滤器,从而增大水井出水量。研制的贴砾过滤器,其性能经水平井试验验证满足水平井成井要求,取得了良好的试验效果。     

Groundwater Behaviour in Layered Slope Rock Mass And Finite Element Simulation

The paper deals with the relatively weak permeable layer in a layered structure of a slope rock mass and itseffect on groundwater behaviour in the rock mass. When the whole groundwater table is declined in such typeof slope rock mass, the permeability of the relatively weak permeable layer in the middle will be several timeslower than that of the upper and lower permeable layers and consequently the water level in layers of differentpermeability will fall in different rates which will lead to a discontinuous phenomenon of the water body. Amethod of finite element simulation on a vertical two-dimensional profile is suggested for the study of the phe-nomenon and its application to practical situation is described. The calculation result shows that the existingweak permeable layer in a layered slope rock mass exerts unnegligible influence on the variation of water levelin the rock mass of a slope. The result also proves the applicability of the finite element simulation method.     

Geo-electrical delineations within Kubanni basin, north-central Nigeria

The research site is the whole landmass of the Federal College of Education, Zaria, seated on basement complex of north-central Nigeria. Direct current resistivity geophysical method was employed to characterise parameters such as the basement depth and topography, aquifer depth and thickness, weathered basement distribution as well as mapping of orientations of fractures and faults present in the premises using radial sounding technique. The conventional vertical electrical sounding (VES) Schlumberger array was carried out at 40 stations, and eight of which were radial stations. Radial sounding was used to establish resistivity anisotropy which gives clue for the choice of consistent VES profile direction used throughout the fieldwork. Results from the resistivity interpretation suggest three layers in most parts of the premises with some minor occurrence of two and four layers. The first layer (topsoil) has its thickness ranging between 3.5 and 14.0 m; second layer (weathered basement) thickness ranges between 9.0 and 36.5 m, while the third layer (fresh basement) is deepest (40.1 m) towards the eastern corner of the area. The aquifer depth ranges from 1.5 to 4.0 m with a thickness range of 5.0 to 14.0 m. The thickest aquifer occurs around the centre to the west in the area. Results from radial sounding show presence of resistivity anisotropy, an insight to fracturing and faulting; this is more pronounced around the west-central part of the premises.     

冲洪积平原渗流和管流耦合的辐射井结构

利用新疆阿克苏台兰河流域冲洪积平原区非稳定流抽水试验资料,以辐射井为研究对象,结合辐射管内的水头损失及流态,建立粗颗粒潜水含水层渗流和水平管流耦合的地下水流数值模型。利用数值模型,分析在粗颗粒含水层中辐射管不同根数、不同长度、等效渗透系数、辐射井的井径以及不同含水层的渗透系数、不同降深对辐射井出水量的影响,并且根据各参数的相互关系,提出冲洪积平原辐射井的出水量的经验公式。为优化设计辐射井结构及辐射井布置提供依据,对台兰河地下水库的建设及后期运行管理提供了技术支撑。     

双层堤管涌的悬挂型防渗控制实验研究

双层堤基是应用较多的双面层的堤基构造类型,上层为弱透水层,下层为强透水深厚砂层。堤内弱透水层在汛期高水位时面临较高的水头承压,出现管涌的危险性极大。以实验室模拟分析的方式,专题探究双层堤管涌的悬挂型防渗控制规律,结果可知:悬挂型防渗墙在有效截断管涌迁移路径方面具有独特功能和阻滞效果,管涌没有出现之前,悬挂式防渗墙消解水头冲刷的作用一般不很明显,而一旦有管涌发生,防渗墙对透水堤基深入越深,防渗作用将越好,如果保持贯入度相同,则下游布置防渗墙比上游布置防渗墙效果要好。研究结果为同类工程应用提供研究和技术参考。     

pH 值对有机磷在弱透水层中迁移转化的试验模拟

为研究渗透水pH 值对有机磷通过弱透水黏土层迁移转化的影响规律,采用黏性土层充压渗透装置模拟污染潜水中有机磷渗透通过弱透水层的迁移转化过程。研究发现,有机磷组分通过弱透水层的迁移能力总体较弱,不同pH 值条件下有机磷的矿化率为93. 5% ～ 99. 95%; 在进水pH 值为5. 5 ～ 8. 5 时,进水pH 值越高,土层中磷酸酶的活性也越高,降解转化有机磷的能力也越强; 黏土对有机磷的阻滞能力也增强。进水pH 值为5. 5 时,迁移率为6. 5%; 当pH 达到8. 5 时,矿化率明显增加,迁移率＜ 0. 05%,使其不易渗入深层地下水引起污染。     

长江漫滩复杂地层条件下超大超深基坑降水设计

长江漫滩地区第四系松散层是一个巨厚的复杂含水体,地下水丰富,对深基坑施工影响极大。详细分析了南京梅子洲过江通道及青奥轴线地下交通系统工程中B2-J1区基坑降水工程的特征,分区分段进行降水设计,并根据各区段的地层特征,选用合适的降水井结构,利用全孔填滤料的方式对开挖面以上含水层进行疏导,取得良好的降水效果;针对坑内、外水位差大的区段设置坑外备用井,防止因围护结构缺陷造成基坑管涌,为基坑安全增加保障,并有效地控制了降水对周边环境破坏。