弹性变形承压含水层中的地下水流

在细微的地下水动态观测中,发现了一些传统水文地质学理论难以解释的现象。本文从含水介质的弹性和渗透性入手,讨论了承压含水层在弹性变形条件下,地下水的贮存和流动特征,导出了三维弹性变形承压含水层中地下水运动的一般微分方程及贮水率(S_S)的一般表述式。指出贮水率(S_S)是一个不受地下水流动影响的常数,含水层的受力或变形对孔隙压力或井孔水位的影响是一种普遍现象。从理论上解释了各种地下水位微动态的成因机理。     

非均质介质中地下水流动与溶质运移模拟——问题与挑战

对大空间尺度和长时间跨度的地下水流动及污染物质运移进行预测的需求, 使水文地质研究面临异乎寻常的挑战.这些需求来自于对核废料地质储放方法的安全性评价、地下水污染状况评价及其治理方案的选择.流动系统的非均质性是地下水流动及物质运移模拟中最主要的困难之一, 这种困难来自对非均质系统进行特征描述(通过原位观测实现)、概念化及模拟.评述了非均质介质中流动运移模拟的一些重要问题与挑战, 讨论了解决的途径.讨论的主题包括: 动力流动的沟道化, 示踪剂穿透曲线, 裂隙岩石中流体流动的多尺度, 观测的不同尺度, 模拟、预测与非均质性以及系统特征描述和预测性模拟的分析.      

MODFLOW三维有限差分地下水渗流模型的原理

ＭＯＤＦＬＯＷ是一套专门用于孔隙介质地下水流动数值模拟的软件,它的一个最显著的特点是采用了模块化的结构,解决许多地下水在裂缝介质中的流动问题。     

磁测剖面解释的新途径

绪论磁法推断解释工作中设计工作程序最大的困难是多数模型参数表现有非线性特征.所以计算模型参数的数值是通过使模型线性化,或者采用复杂的非线性最佳化的方法以迭代的方式来完成.两种方法都需要用计算机,而且计算所花的时间较长,以致在日常例行推断解释中费用很大.等效磁化分布的推断解释方法可以缩短计算所需的时间,但往往仍存在分辨能力问题.本文讨论一种推断解释二度磁异常剖面的新途径.如果已知场的两个分量,许多二度磁性体的公式可以反过来直接给出精确的     

序言

正多孔介质多相流广泛存在于自然界和工程应用领域.近年来,多孔介质中流体流动与传输过程及驱替与赋存机制受到广泛关注和重视.多孔介质多相流动是众多工程和技术领域的基础核心科学问题,在地下水、石油、天然气、煤层气、地热、核能等资源与能源开发及水利、水电、采矿、交通等工程建设中得到广泛应用,     

基于Modflow的岩溶管道概化与模拟探讨

在复杂岩溶介质中,由于岩溶形态存在小尺度的溶缝到大尺度的岩溶管道的变化,岩溶地下水流呈现为层流-紊流多种流态共存的复杂系统。对含水层中岩溶管道的准确概化是精确模拟复杂岩溶介质地下水流动的前提。在较为成熟的三维有限差分地下水流动模型（等效多孔介质）条件下寻找一种概化岩溶管道的方法,基于Modflow地下水流动模型,分别讨论模型软件中的单元渗流计算子模块（ BCF ）、排水沟子模块（ DRN ）、河流子模块（ RIV ）以及溪流子模块（ STR）对岩溶管道的概化模拟效果,发现河流子模块（ RIV）与溪流子模块（ STR）是概化岩溶管道的最优模块。     

鄂尔多斯白垩系盆地地下水流动系统驻点的理论与实际意义

地下水系统理论、达西定律和泰斯公式是水文地质学的三大支柱理论,地下水流动系统理论较好地刻画了盆地尺度地下水的循环特征,是指导区域地下水勘查与合理开发利用的重要工具。迄今为止,对地下水流动系统中驻点的形成机理和特征的认识一直停留在定性分析阶段,在实际的大型盆地地下水流动系统中发现并证实驻点存在的实例也不多见。以鄂尔多斯白垩系盆地北部的二号剖面为例,利用双Packer系统获取的不同深度地下水位、水化学和同位素的分层数据,采用水动力学、水化学和放射性碳同位素等综合方法,以实际资料证实并发现在大型盆地深层地下水流动系统中驻点的存在,但这个驻点并不是一个点,而是占据了一定的区域;理论研究认为驻点附近地下水的溶解性总固体较高,实际情况不一定如此,也可以是较低矿化的水,它取决于含水介质中可溶盐量的多少。该项成果进一步完善了地下水流动系统的理论,具有重要的理论与实际意义。     

介质润湿性和非均质性对重非水相运移影响孔隙尺度机制研究

重非水相（DNAPLs）是地下水常见的有机污染物,理解其运移机制对于污染物修复具有重要意义。为解释实验中多孔介质润湿性对DNAPL的流动速度及残余饱和度的影响,使用多相流相场法,在构造的二维孔隙中模拟DNAPL液滴的下落过程。结果表明：模拟能准确刻画多相流界面的不稳定性,重现与实验室尺度相似的现象。文章提出的双界面模型相较于以往的微观模型能够更好的解释介质润湿性对DNAPL运移的影响。DNAPL的下落速度受前后界面共同影响,而饱和度主要由后界面决定。同时,润湿性对运移的影响大小受制于多孔介质的非均质性。     

贵州高原斜坡岩溶地区逆断层两盘地下水开采规律探讨

岩溶地区地下水资源开采是当今岩溶水文地质学研究的难点和重点,是直接关系人民生产和生活的重要问题。贵州高原斜坡岩溶地区河谷深切,大部分地区地下水深埋且集中径流,其储存空间分布和相互间连通的高度不均匀性,给地下水资源开发带来了极大的困难。笔者等通过贵州高原斜坡地带岩溶区地下水资源开采探寻,结合逆断层上下盘打井成败经验,指出逆断层作为一种常见的地质构造形式,水文地质意义上具有"拦水坝"作用,其补给区地下水含水介质可充当"地下水库"作用。     

一种计算已污染的地下水和可渗透介质之间物质迁移的先进技术

在中国山东铝厂废渣堆放区进行的矿物成份、水文地质、和化学地质大调查的基础上，该论文论证了一种计算被污染的地下水和可渗透介质之间物质传送的一种新方法。含水介质作为一种矿物的集合体来考虑，地下水和含水介质之间的相互作用作为一系列的化学反映来考虑。于是，最小能量原理、物质平衡原理、电子平衡原理和电气中性原理被用来建立计算时的一个线性编程数学模型。最后，该数学模型通过一个简单的方法来解答。该方法推测出污水的渗透导致了废渣堆放区发生了大量的地质化学反映。地下水系统中的总能量逐渐减少，并且地球化学系统在地下水流动方向上趋于稳定。     

溪洛渡水电站坝址区地下水流动系统分析

针对溪洛渡巨型水利枢纽工程在玄武岩坝址区的勘探中遇到的较为复杂的水文地质异常现象，如冷水与热水、裂隙水“承压”现象、偶遇大水量突水点等异常现象，通过运用地下水流动系统理论，构建了坝区地下水流动系统模式；揭示了深部灰岩水越层排泄和玄武岩潜水混合排泄带的特征，以及浅部以层间层内裂隙发育为主的非均质玄武岩含水介质的特点；阐明了坝区地下水异常现象的成因与条件。     

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。     

瞬变电磁测量在潮水盆地寻找砂岩型铀矿中的应用

通过瞬变电磁测量在潮水盆地寻找砂岩型铀矿中的应用总结，综合推断解释了盆地盖层的结构特征、目的层顶底板埋深、岩性分布特征、地下水的补一径一排条件，探讨了砂岩型铀矿的成矿地质条件。     

略谈油气物化探勘查中的不确定性与评价

在油气物化探勘查中,不确定性使得对勘查区的评价产生困难.物化探资料的使用可以减小这种不确定性,但不能消除它.在决策的各个阶段,使用物化探资料有助于提高勘查的效果及见油成功率.概率方法的引进可以改善现有勘查中的解释推断,使评价与决策定量化.     

盆地地下水年龄空间分布规律

地下水年龄蕴含了地下水循环与演化过程的信息,是研究盆地地下水循环规律的重要信息来源。利用实测示踪剂年龄校正地下水模型,是当前国际水文地质学研究的前沿与热点。在数值模拟计算中,地下水年龄有三种确定方法,分别是利用"活塞流"模型计算对流年龄、根据同位素浓度结合半衰期计算浓度模拟年龄和利用地下水年龄控制方程计算直接模拟年龄。利用地下水年龄控制方程计算的直接模拟年龄适合于从理论上分析盆地中的地下水年龄空间分布规律。研究发现,在各级次流动系统内,从补给区到排泄区,地下水年龄有整体上变老的趋势;盆地下游,地下水年龄在垂向上会发生突变,可作为识别不同级次流动系统的实用指标。研究还发现,驻点位置或者附近,地下水年龄存在一个偏大的峰值。这些规律可为利用地下水年龄校正盆地地下水模型提供理论指导。     

《高等地下水水力学》

正目前地下水水文学仍存在一些科学和技术问题有待进一步研究,如水文观测及相关过程的尺度问题,水文地质的不确定性问题,随机地下水原理及其实际应用等问题。美国亚利桑那大学著名学者叶天齐教授于2017年11月在地质出版社出版的《高等地下水水力学》对以上问题进行了系统研究。该书将地质介质中地下水流动的传统理论与随机分析的最新成果进行了综合,重点回答了随机理论在地下水水文学中的适用性以及如何用随机     

三度体磁异常特征的研究

过去,我们在解释磁异常时,都假定矿体的走向为无限长,即所谓二度体.而实际的矿体都是有限长.因此,在解释异常时,经常碰到的困难是:一、用选择法作定量推断时,异常的负值部分总是符合不好;二、有时磁异常的走向并不与矿体的走向一致;三、有的地方,推断的矿体比实际的矿体小得多,特别是在磁异常的端点附近.实践及初步研究表明,这些困难主要是由于用二度体磁异常的规律来解释三度体磁异常所引起.     

岩溶区地下水数值模拟研究进展

岩溶含水介质的不均一性导致岩溶地下水流动、溶质运移和热量迁移的数学模拟研究成为地下水模拟的难点。本文综述了岩溶区地下水流模拟的几种方法,重点阐述了等效多孔介质法、双重连续介质法和三重介质法的定义、发展过程和适用范围,并回顾了这几种方法的研究成果。从等效多孔介质法到三重介质法,模拟精度不断提高,适用范围也逐渐由大区域实际问题向小区域理论研究过渡。介绍了溶质运移模拟和热迁移模拟的研究方法及实例。溶质运移模拟以对流弥散方程为基础,其中尺度效应是溶质运移模拟的重点研究问题;热量迁移模拟应考虑地下热水密度变化对地下热水运动的影响。溶质运移模拟和热量迁移模拟往往是将迁移模型和已经调试成功的地下水流动模型相耦合,从而达到模拟溶质及热量迁移的目的。由于溶质运移和热量迁移的复杂性,现阶段水流模型多数处于等效多孔介质模型阶段。综合理论及实际应用,指出精确刻画裂隙及管道和注重基础数学算法是岩溶水数值模拟进步的关键。      

达西定律成立吗

目前在地下水渗流研究领域公认的是:当雷诺数Re<(1~10)时,达西线性定律是描述地下水渗流运动的最基本方程,地下水流动的数学问题都可以基于该线性方程而导出.通过对当年达西实验数据的再分析以及利用透水石孔隙介质进行的渗流实验发现:即使在雷诺数Re<(1~10)的条件下,地下水渗流也不服从达西线性定律,而是呈现出随着雷诺数的增大,水流阻力也在逐渐增大,孔隙介质中的地下水渗流服从非线性渗流规律.达西线性渗流定律只是对斜率变化不大的非线性渗流规律的近似表征.     

四川锦屏落水洞岩溶地下水示踪

在岩溶水文地质调查的基础上,进行钼酸铵示踪试验。结果显示,落水洞沟水在落水洞附近进入地下含水层后,沿T2z / T1 岩层接触边界或断层( F6- F9)分成两股,一股向东排向磨房沟东大理岩地下水排泄带,另一股向南转西南、西北分别排向景峰桥- 牛圈坪沟段西雅砻江河床。磨房沟泉流域地下水向西袭夺造成该流域西部地表、地下分水岭不一致。而西雅砻江示踪段构造裂隙发育,地下水主要沿具有双重含水介质(稀疏裂隙和少量岩溶管道)的大理岩流动,天然条件下地下水流动缓慢。其中的局部大型溶蚀裂隙或串珠状溶洞成为主要地下水储水空间,其疏干性突水对工程施工有一定影响。