大武水源地岩溶地下水开采动态数值模拟分析

综合考虑大武水源地复杂的水文地质条件,运用三维数值模拟技术,采用断层带状剖分方法,在大武水源地建立了地下水流动的三维数值模型。模型采用任意多边形网格有限差分法求解,把断层带作为单独的水文地质参数分区参与模型运算,较好地刻画了断层的性质,模拟计算水位结果与观测水位资料拟合检验效果良好。为了保证大武水源地岩溶地下水能够合理的持续开发利用,在此模型基础上和在不考虑上游太河水库放水条件下,模拟计算得出了平水段和枯水段水源地地下水的允许最大可开采量分别为39. 7万m3 /d和26. 2万m3 /d      

地下室抗浮设防水位标高取值的讨论以及抗浮措施

地下水勘察是岩土工程勘察的一项重要任务。近年来,带有深基坑的高层建筑和地下广场式建筑大量兴建,一旦地下水可能高于地下室基础底板时,必须提供合理的抗浮设计水位,并对地下室抗浮有关问题提出建议。因此,抗浮水位的合理确定问题,它直接涉及到工程的安全性和成本问题,而实际中抗浮水位情况是比较复杂的,抗浮水位的标高取值尤其对一些水位变化大的地方,一直纠结于业内人士。抗浮水位取高了则造成浪费,估算低了则容易出事故,危险性很大。本文结合了不同的地貌地质和水文地质等条件探讨并总结了如何合理的确定地下室的抗浮水位以及相应抗浮措施,运用工程实例区别于传统的“拉压抗浮”设计方法,倡导节能绿色技术以“疏”代“抗”的疏水降压方法及时的降低地下水位,满足地下室抗浮要求。为相应的勘察与设计、施工单位确定抗浮水位或抗浮措施提供参考依据。     

峰峰五矿底板突水数值模拟及涌水量预测

利用峰峰五矿的突水资料进行了矿区地下水数值模拟和矿井涌水量预测。首先,根据水文地质条件,建立矿区地下水渗流的数学模型。然后,运用突水资料对模型进行检验,模型检验中各观测孔的实测水位与模拟水位拟合较好。最后,利用所建模型进行矿坑涌水量预测,结果表明,-100m水平以下煤层的开采,矿坑涌水量大,开采成本较高。     

北京市平原区地下水流动数值模型应用研究

以北京市平原区地下水系统作为研究对象,系统地收集整理了相关的地质和水文地质资料,通过对资料的综合分析,对边界条件、含水层结构等进行合理概化,建立了水文地质概念模型。在此基础上,运用MODFLOW软件建立了北京市平原区地下水流动的三维数值模型。模型垂向上剖分为10层,平面上每层剖分为499行×499列不规则矩形网格,有效单元共计1 103 000个,以刻画复杂的含水层结构和地下水三维流动特征。依据实测地下水位数据进行模型参数识别与校正,绝大多数计算水位与实测水位拟合较好,模拟流场与实测流场吻合,参数符合水文地质条件,表明本研究建立的数值模型能够较好地刻画北京平原区地下水流动特征。     

奥灰水文地质条件的数值模拟探讨

基于数值模拟技术以象山矿11#煤底板奥灰含水层放水试验成果为基础,深入分析与合理概化水文地质条件,采用三维地下水模拟软件Visual MODFLOW建立研究区地下水系统的三维数值模型。经过模型的校正分析,认识矿井水文地质条件,反演得出含水层主要水文地质参数,最终合理的预测了该矿井11#煤研究区底板带压涌水量及首采面奥灰含水层涌水量。     

Modflow在新疆博州地下水资源评价中的应用研究

地下水过量开采已经引起新疆博州平原区地下水位持续下降,降落漏斗逐年扩大,艾比湖湿地萎缩以及一系列环境问题。在分析平原区水文地质条件的基础上,建立了博州平原区水文地质概念模型和地下水流数学模型。进一步利用Processing Modflow建立了平原区地下水数值模拟模型,并利用地下水位长期监测资料对模型参数进行了识别验证,使模型具有较好的模拟仿真度。利用识别后的模型预测了在两种开采方案下,研究区地下水位变化情况,结果可知:在地下水均衡分析的基础上, 2014年博州平原区地下水补给资源量为58 775×10~4 m~3/a,若维持现状开采,地下水水位将持续下降,形成更大的降落漏斗;提出将地下水开采量减少到40 000×10~4 m~3/a,可作为博州平原区适宜的地下水开采量,有助于区域地下水位得到逐渐恢复。     

乌鲁木齐市轨道交通2号线抗浮设防水位研究

本文在对乌鲁木齐轨道交通2号线地质条件分析的基础上,结合以往研究工作和野外实地调查,对研究区抗浮水位的设计进行详细分析,并通过数值模拟法计算预测百年一遇洪水工况下轨道交通2号线地下水水位的上升幅度和趋势,最终确定乌鲁木齐市城市轨道交通2号线一期工程抗浮设防水位的合理建议值。进而可以解决百年一遇洪水情况下的乌市轨道交通2号线抗浮设防与防渗水位问题,并提出相应的成果,满足工程设计的要求。     

FEFLOW软件在地下水动态预测中的应用

在分析大屯中心区地质及水文地质条件的基础上,运用GIS技术确定了研究区范围和定解条件,建立了地下水系统概念模型和数学模型,利用基于有限元原理的FEFLOW软件对模型进行求解,用水文观测井的地下水动态观测资料,对数值模型进行了识别和校验。运用识别后的数值模型对研究区地下水动态进行预测,表明大屯中心区Ⅰ＋Ⅱ含地下水属于周期性变化的动态类型,在现状开采下,降水能够以丰补歉,降落漏斗基本稳定。     

基于数值模拟法的临河建筑抗浮设防水位计算——以成都金马河临河某商住楼为例

临河建筑因靠近河流,场地渗透系数较大、地下水水位埋藏浅,场地内地下水流场受河水位变化影响大,故确定合理的抗浮设防水位具有十分重要的意义。地下水数值模拟法具有较高的仿真度,已发展成为解决地下水各种问题的主要方法。采用数值模拟法对临河建筑抗浮设防水位进行计算,能有效模拟各类水文条件下临河建筑场地内的地下水流场的变化情况,从而确定科学合理的抗浮设防水位。以成都金马河临河一大型商住楼为研究区域,基于数值模拟法,将金马河作为计算区的西部边界,同时将北、东、南边界作为不因研究区周围水位升降而产生明显水位变化的流量边界建立水文地质概念模型,并结合勘察期间取得的研究区相关参数及基础水文地质资料相关数据进行模型识别和模拟计算,研究结果可知:该计算模型能较好的反应研究区的地下水渗流情况,当遇到100 a一遇洪水(P=1%)3号闸泄洪时,金马河水位迅速上涨,计算出的研究区地下水位位于512.1～512.7 m之间,结合1 m保险系数,最终建议抗浮设防水位取513.7 m,与原勘察报告中的516.0 m设计值对比降低了标高,减少了项目的抗浮投资,在工程投资的经济性和临河建筑的安全性之间实现了较好的平衡点。     

区域含水层系统结构的体视化表达及地下水位预测——以江苏省宿迁市为例

本文结合宿市区域水文地质条件的实际状况,利用GMS对宿迁市区域含水层系统结构进行了体视化表达,使建立的区域水文地质概念模型更加直观,在概念模型的基础上建立了相应的数学模型,并利用Visual MODFLOW对宿迁市不同开采条件下的地下水位变化进行了预测。结果表明：2009年末将出现两个较大的水位降落漏斗区。根据模型预测结果,提出了该区地下水合理开采的建议。     

基于GMS软件的柳条沟水源地地下水数值模拟

在水文地质条件分析的基础上,概化含水层水力特征、垂向、侧向边界后,依据水文地质概念模型建立了地下水数学模型,比照采用地下水均衡分析法计算结果,地下水数值模拟结果可靠。说明含水层结构、水文地质参数的确定、边界条件的概化等处理较为合理,所建立的模型可以用来评价该区地下水资源量。     

双柳煤矿矿井涌水量数值模拟研究

如何比较准确的预测矿井涌水量一直是国内外煤矿相关研究人员努力探求的重要问题之一。在充分认识和掌握研究区水文地质条件的基础上,建立了与实际情况相符合的矿井涌水量数值模拟数学模型,重点研究了模型的边界条件、模型的时间和空间离散、含水介质水文地质参数的确定,并运用目前较为流行的地下水数值模拟软件Visual Modflow对研究区进行了矿井涌水量数值模拟,得出了比较合理的矿井各水平井下涌水量,为矿井水害防治提供决策依据。     

鲁能运河电厂长沟岩溶水源地水位模拟预测

长沟水源地是鲁能运河电厂供水水源地,通过预测水源地水位变化趋势,为电厂制定用水计划、及时调整开采布局提供依据。水位模拟预测是在五年长系列动态监测资料及地下水开采量调查基础上进行的,利用数值模型演练和预测了嘉祥单斜蓄水构造单元内在现状岩溶水开采状态下及增加20%开采量条件下的区域地下水流场变化特点,所模拟的曲线与实测曲线相吻合,所推算出的水文地质参数合理,为保证水源地合理、稳定、持续的开采提供了科学支持。     

岩溶区地下室抗浮水位问题讨论——以贵州省安顺市西秀区城区某建筑物地下室为例

针对近代岩溶山区城镇建设中频发的地下室底板突水问题,以发生了突水的贵州省安顺市西秀区城区某建筑物地下室为研究对象,采用对场区相关资料的分析、水动力计算,以及实地钻孔水位验证等手段进行综合研究。结果表明,地下室建设导致建设场区地下水动力条件改变增加"附加水头",是造成建筑深基坑底板突水的主要原因。在此基础上,指出了传统岩土勘察对地下室底板抗浮水位确定存在的问题,提出了工程建设"附加水头"的概念,以及"抗浮水位"和"附加水头"预测计算方法。     

变异条件下内蒙古呼包平原地下水演化趋势

重点探讨气候变异对内蒙古呼包平原地下水资源、地下水流场和动态的影响。在介绍呼包平原水文地质条件的基础上,运用地下水模型软件PMWIN 5.1建立了研究区双层地下水流模型,并根据1998年地下水动态观测和统测资料对模型进行识别。通过对近51 a降水量的分析,确定将连续出现的2个特枯年作为地下水的变异条件,运用地下水模型对变异条件下地下水状态进行模拟,结果表明：2年间对地下水的严重超采,使地下水亏空量达75 296.34 万m³,潜水和承压含水层的地下水位大幅度下降,潜水位最大下降4 m左右,承压水位最大下降17 m左右;漏斗中心主要集中在开采量大的呼和浩特和包头市区。     

基于三维随机水文地质结构模型的地下水流数值模拟: 以西辽河平原为例

为了探究水文地质结构对地下水流数值模拟的不确定性,可以运用随机模拟建立地下水位的预测模型。根据转移概率地质统计方法模拟多孔介质岩性分布,利用非线性规划的思路计算岩性与水文地质参数之间的关系,从而建立相对精确的随机水文地质参数场。将不同的水文地质参数场运用到MODFLOW中,得到不同的随机模拟结果。通过比较随机模型和确定模型的末流场拟合情况以及水位动态拟合图,发现确定模型和随机模型具有相似趋势,都能与实测流场拟合较好,但是随机模型更能体现真实的水文地质特征。对随机模型预测10年后的地下水水位做不确定性分析,得到水位平均变幅介于-5～5 m之间,且95%置信度水位变幅的平均上限线约为0.146 m。研究结果为决策者提供科学依据。     

江苏吴江盛泽地区建筑物荷载对地面沉降的影响

为了准确模拟预测江苏吴江盛泽地区建筑荷载引发的地面沉降量,基于比奥固结理论,在概化盛泽地区水文地质概念模型的基础上,建立建筑物荷载、地下水渗流与地面沉降三维全耦合数值模型。利用实测水位和地面沉降监测数据对模型参数进行识别与验证,模拟预测了在现有建筑物荷载的作用下,自2015年9月1日至2030年9月1日研究区地面沉降的发展趋势。结果表明:至2030年,盛泽镇区最大累计地面沉降量为442.11 mm,南麻社区最大地面沉降量为113.79 mm,建筑荷载越密集的地方,地面沉降量越大。     

Visual Modflow在甘肃某矿区地下水数值模拟中的应用

在分析甘肃某矿区的水文地质条件基础上,建立了研究区水文地质概念模型,运用国际的可视化标准软件 Visual Modflow 对研究区地下水进行了数值模拟计算,预测了区内地下水水位随时间缓慢上升,地下水处于微弱正均衡状态,地下水位将以高于1 m幅度升降,极限水位是1.6 m,矿区地下水水位边界线将向东南侧(厂址范围)移动约214 m,距离厂址范围边界最近287 m,地下水水位上升后对拟建厂址范围内项目建设无安全影响,同时为今后研究矿区地下水资源的合理开发利用、矿区建设及环境保护等提供了科学依据.     

汾河二库蓄水对兰村水源地影响的数值模拟研究

首先建立了汾河二库及其下游地区水文地质概念模型,然后根据地下水水头长观资料识别模型的水文地质参数,运用可视化标准软件Visual Modflow,建立了地下水三维不稳定流模型来刻画汾河二库地下水下游区域流动的基本规律。运用识别后的模型预测了未来2010年和2015年水库不同蓄水位条件下的地下水动态变化。模拟结果表明,汾河二库的建成使周围地下水流动发生了变化,水库蓄水造成流域地下水位的上升,但对兰村水源地的影响有限。     

西宁市轨道交通一号线抗浮水位数值模拟研究

西宁盆地含水层主要为第四系松散岩类孔隙潜水含水层和新近系碎屑岩类孔隙裂隙含水层。在水文地质调查、水文试验、地下水动态长期监测、大量勘探资料的基础上,刻画了研究区三维地质结构模型以及含水层分布特征,建立了西宁市地下水的三维流数值模型。通过对研究区降雨量、洪水等水文资料的分析,预测了已发生连续丰水年组遭遇百年一遇洪水情形下的地下水位,在次基础上确定了西宁市轨道交通一号线抗浮设防水位。研究结果表明整个轨道交通一号线地下水位上升幅度在2. 18～4. 73 m,各车站均受到抗浮设防水位的影响,设计需采取相应的抗浮设防措施。