应用电测深成果计算水文地质参数

本文探讨了利用电测深的视电阻率（ρ2）参数及含水层的电阻率（ρ）求取渗透系数（K）等水文地质参数问题。文中介绍了南京东郊水源地,根据抽水试验计算的渗透系数（K）与含水标志层的电阻率进行回归分析,共设计了五种回归模型,回归系数以最小二乘法实现估算。结果表明,K与Ps的相关关系以指数函数的回归模型为最好,其相关系数为0.78。据此,绘制了含水层渗透系数等值分布图,用以评价该地区的水文地质条件,经与勘探抽水试验成果对比,证明这种方法是有实际应用价值。      

淮北煤田松散层电性特征及富水性评价

根据淮北平原电测深资料结合钻探工作,评述了第四系松散层中砂质类和粘土类的电性特征及分布规律,对松散层中含水层各岩性的电性影响因素进行了分析,认为视电阻率与含砂量和颗粒度与正比,与矿化度成反比;介绍了含水层富水性特征参数的提取方法及电性参数与水文地质参数相关关系,认为视电阻率与含水层的渗透系数成正比.通过对电性资料的认识和区域水质资料的分析,获得了该区面积性水文地质参数.该区富水性评价成果已被实际水文地质资料验证.     

确定渗透系数的地下水位计试验法

以摆纪磷石膏堆场为例,应用空压机对磷石膏含水层进行提水试验,采用地下水位计方法求解磷石膏渗透系数。实例研究表明,结果与室内试验一致,且该方法求解简单、速度快、精度高,既适用于潜水含水层渗透系数的求解,又可推广到承压含水层渗透系数的求解,有着较好的实际应用价值。     

电测深资料求解岩含水层渗透系数的可行性——以吴营水源地为例

本文从电流场与渗流场相似入手，从理论上进行探讨，用类比的方法剖析相关量的物理含义及其量纲的类型，把视电阻率与渗透系数作为相关量，讨论二者间的关系规律，提出用平均视电阻率来研究和计算渗透系数的方法，实践证明吴家营水源地灰岩含水层渗透系数（Ｋ）与平均视电阻率（ρｓｍ）之间具有一定的相关关系且符合理论模型，而且Ｋ随ρｓｍ的变化具有地段性特点，此乃水文地质条件分区不同富水性地段的特征显示，用回归方法模拟Ｋ     

综合物探在日喀则地区水文地质调查中的应用

为查明日喀则地区地下水含水层结构和特征,评价水文地质参数,以区域地质及地球物理科学为基础,分别对大地电磁测深法、高密度电阻率法的原理、工作方法及应用效果进行综合分析,解释推断了该地区地层、覆盖层厚度、含水层结构等。同时建立了单孔水文地质参数测井模型,对含水层的深度、厚度、渗透系数、孔隙度、地下水矿化度等进行了估算,对涌水量等进行了推测。应用结果表明,测井解释与实验结果吻合度较高,综合物探技术在水文地质调查中具有较好的适用性。     

基于EnKF融合地球物理数据刻画含水层非均质性

含水层非均质性的刻画是模拟地下水中污染物运移的关键。以渗透系数为研究对象,构建了综合集合卡尔曼滤波方法、有效电阻率模型与地下水运移模型的同化框架,通过融合地球物理观测数据与污染物浓度观测数据来推估渗透系数的空间分布。基于理想算例,验证了该同化框架刻画含水层非均质渗透系数场的有效性,并针对不同初始参数信息与观测类型对比了耦合与非耦合水文地球物理方法的适用性。研究结果表明:基于集合卡尔曼滤波方法同化多种类型的观测数据,可有效地推估非均质参数空间分布。当初始信息较准确时,耦合方法的参数推估精度更高;初始信息存在偏差时,非耦合方法有更好的同化效果。由于非耦合方法计算成本较低且对初始信息缺失时适用性更强,在实际应用中可先基于非耦合方法初步估计参数,再利用耦合方法进一步提高参数推估精度。融合多种类型观测数据可有效提高参数推估效果。     

电测井在金塔盆地划分咸淡水界面的应用效果

通过分析电测井在金塔盆地划分含水层岩性、咸淡水界面的应用实例,总结出各种岩性含水层在咸、淡水状态下的电阻率特征,论述了涌水量与含水层厚度的关系、矿化度与含水层电阻率的关系,阐明了该方法在指导封井成井的有效性及应用前景。     

武汉长江Ⅰ级阶地含水层水文地质参数研究及工程应用

武汉地区长江Ⅰ级阶地含水层在水流等沉积动力的分选作用和上覆土层压力的固结作用下,其渗透系数必然存在各向异性。因此,基于含水层渗透系数的各向同性和以单井稳定流抽水试验得到的含水层水文地质参数所完成的基坑降水设计亦必然与工程实际存在差异。通过现场分层抽水试验、群井抽水试验,结合三维数值模拟反演计算,得出了武汉长江Ⅰ级阶地各含水层水文地质参数的基本规律和特性,即：各含水层渗透系数自上而下逐渐增加且表现为各向异性,其水平渗透系数大于垂直渗透系数,其比值介于1.6～2.6之间。工程实例表明,采用各向异性的水文地质参数和三维渗流分析进行的超深基坑降水设计,结果更接近于实际,且有利于降低工程造价和基坑周边环境损伤,亦有利于节约宝贵的地下水资源。     

“大井法”中渗透系数及含水层厚度的优化

大井法"是矿井涌水量预测的常用方法之一,但预测误差较大,分析误差原因,主要是含水层厚度与渗透系数不能完全反映实际情况,且取值人为影响较大。通过区域构造复杂程度与抽水试验所得渗透系数的统计分析,发现构造复杂程度与渗透系数呈正相关关系,运用分形理论,对"大井法"的渗透系数取值进行了优化,使其更贴近实际;针对采动破坏沟通顶底板不同含水层导致涌水量变化,提出含水层厚度采用累计加权厚度以及分层涌水量叠加。经过参数优化,避免了其取值时的随意性,范各庄2190工作面涌水量预测结果表明,改进的"大井法"精度大幅提高。      

江汉平原典型含水层水文地质参数反演

含水层参数对于定性分析区域地下水资源评价、数值模拟及预报、开发利用与保护及科学管理具有重要意义,而江汉平原水文地质参数求解的研究却相对较少.2015年江汉平原1:50 000水文地质调查项目完成杨林尾图幅与陆溪口图幅,选择杨林尾图幅和陆溪口图幅中的4个代表性钻孔,分别做了3组抽水试验和一组压水试验.对抽水数据使用Dupuit公式法结合抽水稳定阶段数据求解含水层参数,同时利用Aquifer Test软件中Theis标准曲线法、直线图解法对抽水试验中非稳定条件下抽水数据对含水层参数求解,得到孔隙水含水层渗透系数及弹性给水度;利用压水试验工程规范求解基岩裂隙含水层的渗透系数.探讨了利用非稳定抽水试验条件下求解含水层参数方法的可行性及该方法的优势.计算结果表明:杨林尾镇浅层(20.2~64.55 m)含水层渗透系数为0.075 m/d,弹性给水度为5.8×10-2;深层(138~160 m)含水层渗透系数为9.89 m/d,弹性给水度为2.3×10-5;陆溪口镇浅层(19.4~36.4 m)含水层渗透系数1.26 m/d,弹性给水度为1.1×10-1;基岩渗透系数为0.012 m/d.通过结果对比分析发现对于单孔非稳定抽水试验,对前期水位降深数据筛选分析,同样可以利用非稳定井流理论反演含水层参数,结果比较可靠.      

利用CFCs定年数据计算静升盆地含水层渗透系数

文章利用CFCs(氟氯碳化合物)定年数据,计算山西静升盆地含水层渗透系数。结果表明:补给条件较好的区域与补给条件差的深层承压区相比,地下水年龄偏年轻;从冲洪积扇顶部到扇缘,地下水径流逐渐变缓,含水层渗透系数变小;盆地南部较北部,地下水流动缓慢,渗透系数整体偏小。该方法获得的渗透系数符合实际地质条件。     

电测深资料求解灰岩含水层渗透系数的可行性──以吴家营水源地为例

本文从电流场与渗流场相似入手，从理论上进行探讨，用类比的方法剖析相关量的物理含义及其量纲的类同。把视电阻率与渗透系数作为相关量，讨论二者间的关系规律，提出用平均视电阻率来研究和计算渗透系数的方法。实践证明吴家营水源地灰岩含水层渗透系数（Ｋ）与平均视电阻率（ρｓｍ）之间具有一定的相关关系且符合理论模型，而且Ｋ随ρｓｍ的变化具有地段性特点，此乃水文地质条件分区不同富水性地段的特征显示。用回归方法摸拟Ｋ随ρｓｍ的变化，给出相关系数较高的数学模型，以此计算水源地的渗透系数（Ｋ）。个别地段Ｋ等值线的分布特征，被后期成井抽水资料验证，其成果被应用于水源地的地下水资源评价。     

含水层压密引起其特征参数变化的实验

水文地质参数在含水层压密过程中不断变化,这是诸多地面沉降模型实际应用中的难点之一。就含水层压密对水文地质参数的影响开展了初步的实验,结果表明,压密前后含水层的渗透系数和给水度发生了较大的变化。其中：渗透系数随模拟含水层介质压密过程的变化几乎呈线性的减小趋势,线性拟合决定系数为0.959 2~0.997 1;给水度随着含水层的压实而表现出下降的趋势较为复杂,随介质类型的不同而有差异。渗透系数和给水度的下降速度在不同介质中也有一定的差异。在本研究的实验模型尺度下,给水度和渗透系数呈现一定的线性正相关关系,一次线性相关函数斜率为0.001 3~0.005 1,截距为0.011 6~0.038 1,基本相近且在相同数量级。     

推估渗透系数垂向变化的多深度微水试验及其应用

含水层皆具有异质性,因而垂向上不同深度的渗透系数会有差异,为了准确的获得含水层不同深度的渗透系数,采用多深度微水试验实现按需分层推估渗透系数的目的。利用前人建立的微水试验分析模型,对实际测得的一组多深度微水试验数据进行分析,推估出试验区内井N01周边不同深度的渗透系数值,确定了渗透系数的垂向变化,并验证了其与地质钻探岩性资料基本一致。     

渗透系数的空间变异性对污染物运移的影响研究

随机水文地质学方法,较传统的确定性方法而言,是解决非均质含水层中水流和溶质运移问题的一种更为合理的手段。据以往研究,假设渗透系数场遵循对数正态分布,利用直接傅立叶变换方法来生成渗透系数随机场。应用基于随机理论的蒙特卡罗方法,来研究渗透系数的空间变异性对污染物运移结果的影响。实例研究表明,污染物在含水层中运移过程中污染羽的展布范围(二阶矩)随着渗透系数空间变异方差的增大而扩大,而污染羽在空间上的质心位置(一阶矩)基本不受方差的影响,仅取决于渗透系数随机场的均值大小。另外还分析了污染羽在各点的浓度变化方差和变异系数分别随渗透系数变异方差的变化状况。     

基于变渗透系数的地下水开采-地面沉降三维模拟研究

在地面沉降过程中伴随着土体孔隙率和渗透系数的变化,但在模拟计算中为了降低计算量而忽略其变化,因而在一定程度上造成模拟结果与实际偏离。为了研究地面沉降数值模拟过程中孔隙率和渗透系数变化对模拟结果的具体影响,在Biot固结理论的基础上,耦合了Kozeny-Carman方程,建立了考虑固结过程中渗透系数变化的三维固结模型。以北京平原区的典型含水层结构为模拟对象,分别在考虑和忽略渗透系数变化的情况下进行抽水模拟,发现在考虑渗透系数变化的情况下,抽水后地层的渗透率体现了不均匀变化,在抽水井井壁附近渗透系数有所降低;考虑渗透系数变化下的地表最终形变量大于忽略渗透系数变化的情况;忽略渗透系数变化导致的模拟误差在沉降初期较小且具有继续发展的趋势,中后期较大并逐渐趋于平稳,且这一误差与抽水量正相关,与承压含水层压缩模量和渗透系数负相关,且随着承压含水层厚度的增加呈现先增大后减小的趋势。     

解地下水渗流问题的有限差分法(四)

含水层的导水系数是它的渗透系数与厚度的乘积,即(设渗透系数为PERM[I,J]); T[I,J]=PERM[I,J]*TH[I,J]其中,TH[I,J]为[I,J]结点上含水层的厚度。而含水层厚度等于含水层顶板标高与底板标高之差。对承     

综合物探方法在城市应急水源地调查评价中的应用

以潍坊应急水源地东小营富水区为例,在充分了解研究区水文地质及地球物理特征的基础上,分别对高密度电阻率法和水文测井的原理、工作方法及应用效果进行综合分析,解释推断研究区含水层结构特征,建立水文地质参数测井解释模型,对含水层的矿化度、渗透系数及单位涌水量等参数进行估算。结果表明,物探解释成果与抽水试验及水质分析结果吻合度较高。研究认为,综合物探方法在水文地质特征分析中具有较好的适用性,可为应急水源地调查评价提供技术支撑。     

利用电测深曲线极大值计算水文地质参数的探讨

利用电测深成果(含水层电阻率或地层因素)估算含水层渗透系数的问题,前人已做了很多工作^[1,2].作者针对安阳市安阳河北水源地电测深资料的解释和水文地质勘察成果,提出采用电测深K型曲线极大值计算水文地质参数的方法,建立了ρ_{s max}～K之间的4种回归分析模型.结果表明,K与ρ_{s max}存在对数相关关系.经计算的成果图件(K、T等值线图)对评价该区水文地质条件,估算单井涌水量及水井位置选择等都具有十分重要的实用价值.     

常州地区含水层渗透系数与特征粒径的相关性研究

渗透系数受到土层颗粒级配的影响。基于常州地区第5层粉土粉砂层渗透系数及特征粒径实测数据,建立土层渗透系数K与特征粒径之间的关系式。结果显示,该含水层渗透系数与土层等效控制粒径d60之间的关系式相关性高,对该含水层渗透系数的确定具有参考意义。