泉域地下水数值模拟及泉流量动态变化预测

本文对位于岩溶地区的小南海泉泉域地下水进行了数值模拟和水平衡分析，全面分析了降雨、河、渠、库地表水系入渗对地下水动态变化的影响，模拟了泉流量动态变化与区域地下水关系。在此基础上，分析了不同气候条件和开采方案对泉流量的影响。模型计算结果表明，小南海泉流量多年平均相对变化率与降雨量多年平均变化率基本一致，减少泉域地下水开采量，特别是矿坑排水可有效地增加枯期泉流量。     

山西辛安岩溶泉形成条件及随机模型

本文详细分析了山西辛安岩溶泉的水文地质条件,并通过对泉域岩溶水的补给、径流、排泄条件的分析,将辛安泉域概化为单输入单输出线性时不变集中参数随机系统的概念模型。利用24年的水文序列资料进行基流分割,获得泉多年月平均流量过程曲线,求得泉年平均流量和年平均补给量。在此基础上,应用滑动平均模型（MA）,自回归—滑动平均模型（AR-MA）及泉流量调和分析—残差自回归等三个模型,对泉域地下水进行模拟,获得了满意的结果,不仅揭示了泉水动态特征,而且对泉流量动态进行了预报,为晋东南区域经济规划提供了有益资料。     

干河矿井煤炭开采对郭庄泉域水环境的影响分析

在对干河矿井水文地质条件分析的基础上,评价了井田煤炭开采对郭庄泉域水环境的影响,提出了保护郭庄泉域水环境的防治措施.     

黑龙洞泉域地下水流数值模拟与预测

为了对黑龙洞泉域水资源进行评价, 通过对地质条件、水位观测资料的深入研究, 以水均衡原理、地下水渗流理论为基础, 建立了黑龙洞泉域地下水渗流数值模型.以灰色序列预测模型为辅助手段, 结合历年的降水规律, 对未来现状开采条件下的年均降水量、地下水流场、水位及泉流量进行了不同保证率条件下的预测, 若2010年为丰水年(保证率20%)、平水年(保证率50%)、枯水年(保证率75%), 黑龙洞泉汛期地下水位标高分别为超过130m、达到130m、低于130m, 汛期泉流量分别为超过10m3/s、7m3/s、5m3/s.计算结果有利于指导黑龙洞泉域地下水资源的管理和开发利用.      

宁东枣泉煤矿矿井水文地质类型划分探讨

通过对枣泉煤矿矿井水文地质条件、矿井充水因素、矿井涌水量、矿井受水害影响程度及防治水难易程度等方面分析,以实际资料为依据,结合对《煤矿防治水规定》的理解,提出枣泉煤矿矿井水文地质类型为复杂型的结论,从而分析和评价矿井水害危害程度,经济合理地搞好矿井防治水工作提供了基础资料。     

双柳煤矿矿井充水特征分析

双柳煤矿地处河东煤田中部,在水文地质单元中属柳林泉域系统。因下组煤上覆有太原组薄层灰岩,下伏有奥陶系高承压含水层,所以该部分煤炭资源的开发将面临矿井水害问题。本文对煤系地层含水层的补给来源,补给方式以及径流排泄关系进行了分析,分析结果：双柳煤矿上煤开采时,矿井漏水以顶板山为主;下煤开采时,矿井漏水主要来自顶板右水。     

柳林泉域降水补给的时滞研究

柳林泉位于山西省柳林县东川河河谷,是中国北方最大的岩溶泉之一.1984～2005 年间的平均流量为 3.29 m3/s.流域内的大气降水是泉水的主要补给来源.根据柳林泉域水文地质条件的灰色系统特征,通过对泉域降水补给的时滞问题研究,提出了带有时滞的灰色关联分析模型.在此基础上,运用该模型对泉域不同地区的降水量与泉水流量进行了时滞分析.结果表明,柳林泉域不同区域的降水对柳林泉域的补给时滞存在差异.离石、中阳和方山的降水时滞分别为 3 a、4 a 和 6 a.该方法可应用于山西省其它岩溶大泉的岩溶水动态分析.     

神头泉流量变化规律研究--灰色系统理论的具体应用

在分析神头泉流量衰减特征的前提下，利用灰色系统理论建立了描述神头泉流量变化规律的数学模型。以1985年为界，神头泉的流量变化过程可分为两个阶段，GM（1，1）模型与灰色预测校正模型则分别用于对这两个阶段的流量变化特征进行刻画。神头泉2000－2004年的流量预测值表明，在神头泉域保证90年代中期的高降水量和朔州市各地下水用户对泉域内的地下水不进行超采的基础上，神头泉的流量在未来的一段时间内会维持1993年以来的增长趋势。     

裂隙-管道介质泉流域水文地质模拟试验

为了深入认识岩溶泉流域的流量过程影响因素和作用机制,以西南岩溶泉流域水文地质概念模型为原型,建立了实验室尺度下的裂隙-管道介质物理模型和数值模型。选取补给雨强、泉口直径、落水洞与开采井的位置作为影响因子,模拟了泉流量过程。试验结果表明:单次降水试验可以观测得到泉流量增加、平稳波动和衰减共三个阶段;同一泉口直径条件下,补给强度对泉流量衰减系数的影响极小,直径为3,4,5,7 mm的泉口直径对应的衰减系数分别为0.003 6,0.006 7,0.011 5,0.012 9,泉口直径与衰减系数呈近似对数关系;落水洞汇流水量占泉流量的比例远大于裂隙;2~3 mm是微小裂隙与较大裂隙的过渡区域,两种类型的介质泉流量过程差异明显;开采井分别位于泉口附近、模型中间位置和落水洞时,泉流量衰减系数依次减小。     

山西省离柳矿区沙曲井田数值模拟及矿井涌水量预测评价

沙曲井田位于山西河东煤田离柳矿区的中部,处在柳林泉域岩溶水系统的径流区。矿区奥灰水水量大,水位标高为+797～+802m,其中的4#煤底板承受奥灰水压2～5MPa,10#煤底板承受奥灰水压3～6MPa,属带压开采矿井。利用井田以往的地质及水文地质勘探资料,应用GMS软件建立矿区三维立体模型和地下水渗流的数学模型,实现水文地质结构三维可视化,使数学模型能正确地反映预测区的水文地质条件,达到数值仿真效果;应用有限差分数值法,对开采上组煤(3#+4#)和下组煤(8#+9#、10#)时,石炭系太原组灰岩含水层和奥陶系峰峰组含水层的疏降进行矿井涌水量预测,为矿井的安全生产和防治水工作提供依据。     

Assessing the impact of large-scale dewatering on fault-controlled aquifer systems: a case study in the Acque Albule basin (Tivoli, central Italy)

The development of large-scale bedrock quarry operations often requires high-volume and long-term groundwater extraction to maintain a sustainable working environment. These dewatering activities often influence groundwater levels and flow patterns regionally. In the present study, the influence of the dewatering of the travertine quarry operations near the city of Tivoli, Italy, are quantitatively investigated through an integrated analysis of field data and numerical modeling. Lowering of regional groundwater levels in the vicinity of the quarry has led to destructive land subsidence and alterations to the flow system sustaining a hot-spring area. The study employs a finite element numerical model (FEFLOW) to evaluate and quantify the impact of the extensive dewatering on fault-controlled regional groundwater flow in the Acque Albule basin. By incorporating the physical field data and historical hydrologic information, the numerical model was calibrated against three groundwater scenarios, reproducing the effects of different exploitation activities, coupled with natural changes over the course of the quarry operation. The results indicate that groundwater withdrawals by the mining industry and by “Terme di Roma” spa resulted in the cessation of flow from the primary thermal spring and a drop in the phreatic level in the area consequently affected by land subsidence.     

基坑工程降水回灌一体化装置研制

为保证基坑降水工程中回灌水满足济南泉域地下水系统的水质要求,研制了基坑工程降水回灌一体化装置。该装置包括回灌主机和集水箱2个部分,主要组件由水泵、过滤器、压力罐、电控系統、集水箱、回灌井管材等构成。介绍了回灌设备工作原理、技术特色。通过济南轨道交通R1线大杨庄站基坑降水工程的成功应用,验证了该基坑工程降水回灌一体化装置取得的良好环境效益和社会效益。     

基坑降水引起地面沉降的实时预测

由于基坑降水引起周围土体应力的重新调整,造成基坑相邻建筑物地基不均匀沉降,情况严重则造成相邻建筑物破坏,因此对不均匀沉降量的预测具有现实意义。利用地下水动力学的非稳定流原理及土力学基本理论,介绍了基坑降水设计中引起周围地面沉降的实时预测方法,探讨了不同土层在降水过程中孔隙水压力消散对土层固结的影响,通过实例分析了公式中不同参数的取值合理性,编制了相关程序。该方法对分析、预测由于基坑降水所引起的周围地面沉降有一定参考价值。     

Groundwater dewatering optimization in the Shengli no. 1 open-pit coalmine, Inner Mongolia, China

Impacted by groundwater, faults, lithology, and other factors, the slope of the Shengli no. 1 open-pit coalmine has been in a state of instability. Among these factors, groundwater in the quaternary aquifer is considered primary. Thus, an optimum design for dewatering well pumping rates is presented in this paper. A two-dimensional groundwater simulation model is built to characterize the groundwater flow of the study area. A steady-state model was applied to the observed data (head and discharge) to verify and calibrate the groundwater model. The pilot point method, with a regularization option provided by parameter estimation, was used to identify the hydraulic conductivity field. Afterward, a groundwater optimization model is integrated with the calibrated simulation model to realize groundwater dewatering optimization in the studied open-pit coalmine, and an optimization method called modified Pareto dominance-based real-coded genetic algorithm is adopted. Taking into account the safety of the mine, slope and dewatering wells, seepage discharge is added to objective function and the maximum aquifer saturated thickness is set as the constraint condition in the optimization model. The results indicate that the dewatering optimization procedure developed in this paper can serve as a useful template and framework for solving mining related water problems.     

城际铁路新郑机场站基坑工程降水设计与施工

郑州至新郑机场城际铁路新郑机场站工程基坑开挖范围内地层条件复杂,砂性土与粘性土互为透镜体,开挖范围内主要为粉土、粉砂、粉质粘土,属黄土类地层,渗透性能差,若降水井施工质量差,抽不出水且容易带走细颗粒,开挖时又容易发生流砂。对此类复杂地层的降水设计应充分考虑地层条件、围护结构的特性,保证将水位降至开挖面以下,同时避免流砂、管涌、突涌的发生,确保基坑开挖安全。在采用三维数值模拟分析场区水文地质渗流情况的基础上,进行降水设计,并采取有效的降水井施工技术措施,实践证明取得了良好的降水效果。     

基于基坑降水优化设计的地面沉降数值模拟

深基坑降水引起的地面沉降给工程和周边环境带来很大的危害,以天津地铁 XX站深基坑为例,通过使用有限差分模拟软件Processing Modflow建立三维地下水渗流场与地面沉降耦合模型,利用抽水试验数据反演识别场区的水文地质参数,对基坑降水对周边环境的影响进行预测。结合施工要求,本着在规定时间内用最少的抽水量完成降水要求,并对基坑周围造成的环境影响最小的原则,对基坑降水进行优化设计。     

滨海地区深基坑减压降水地面沉降研究成果及应用——以上海市为例

针对地下空间开发中深基坑减压降水地面沉降发育特征、沉降机制及防治对策等研究进展,以上海市为例,总结了近年来滨海地区深基坑减压降水地面沉降研究取得的主要成果。建立了深基坑减压降水地面沉降防治综合分区方法,探索了深基坑减压降水地面沉降防治原型试验设计方法,掌握了上海市浅部承压含水层深基坑减压降水地面沉降规律,提出了深基坑减压降水地面沉降-地下水位双控模式及控制指标,提出了深基坑减压降水地面沉降防治措施,构建了深基坑减压降水地面沉降管控体系。这些研究成果在特大型城市安全管理、重大市政工程建设及运营服务中得到应用,对同类地区地面沉降研究和防治工作具有借鉴意义。     

基于井下放水试验的矿井疏降量预测评价

井下放水试验作为特殊的水文地质试验,克服了地面抽水试验存在的不利条件,有着十分重要的实践和理论意义。为了探查双柳煤矿太原组灰岩含水层的水文地质条件,通过两次井下放水试验取得的相关水文地质参数,控制了太灰含水层的动态流场。基于井下放水试验取得的水文地质条件信息,利用Visual MODFLOW三维数值模拟软件,建立放水试验期间反映模拟区太灰地下水分布、储存及其时空变化规律的参数模型;根据拟定的预测方案,对太灰含水层的疏降涌水量进行预测。通过本次工作,对双柳井田下一阶段进行疏干降压,减少太灰含水层对上组煤（4#煤层）开采的威胁,同时为下组煤（8＋9#煤）开采提供疏降方式和水文地质依据。     

长江三角洲地区深基坑降水与地面沉降模拟预测耦合模型研究

长江三角洲地区深基坑降水复杂,且极易引起地面沉降地质灾害问题,传统的基于地下水动力学原理的解析解模型(Theis公式或Dupuit公式)已难以满足降水设计模拟计算的需要,尤其是无法预测降水引起的地面沉降问题,深基坑降水与地面沉降耦合模型将地下水渗流模型和土体应力-应变模型耦合起来,可根据基坑地下水位的控制要求,同时模拟计算出降水井的布局、各井的开采量和地面沉降量。据此确定出的基坑降水方案既能满足地下水位的控制要求,又能对降水引起的地面沉降进行最优化控制。     

Low-pressure dewatering kinetics of incompressible filter cakes,II. Constant total pressure loss or high capacity systems

The dynamic dewatering model is extended to systems where the total pressure loss across the cake is constant (that is dewatering is effected by a pump which is able to maintain the vacuum). Using the model, prediction of dewatering characteristics is facilitated when a representative value is assigned to the pore size distribution index. The effects of altering process variables on the decreasing cake saturation and increasing air flow rate are quantified and discussed. The methods presented may be a useful tool for assessing changes in process variables or in the initial sizing of filters.