贵州黔西地下水保护区划定及保护措施模型研究

利用地下水流场和溶质模拟软件系统FEFLOW建立地下水数值模拟模型,模拟地下水的流场分布和补给、径流和排泄规律,结合数值模拟结果和流线追踪技术描绘地下水水源地汇流补给集水区域,分级划分地下水水源地保护区范围,提出保护区综合保护措施,以防止地下水源受到污染,保障当地饮水安全,为区域水资源合理开发利用和综合管理提供理论依据和决策工具。     

数值模拟法划分地下饮用水源保护区——以内蒙古呼和浩特市城市水源地为例

科学合理地划分地下饮用水源保护区,有助于以最低的经济代价防范地下水源被污染。以内蒙古呼和浩特市为例,在对其水文地质条件进行详细分析的基础上,利用MODFLOW建立地下水渗流场,利用MODPATH进行粒子反向示踪模拟,然后以井口粒子运移100 d和1 000 d的范围为标准确定一级和二级保护区的范围。根据水源地的特点,从社会经济和工程技术等方面提出了合理的地下水保护建议及保护区管理措施,为地下饮用水源保护区划分的发展趋势和研究方向提供借鉴,并更好地实现地下水资源的可持续发展。     

北京市大兴新城水源地保护区划分

北京地下水资源持续超采,已出现水资源枯竭和浅层地下水大面积污染问题,建立饮用水源地保护区是保护地下水水源的有效手段。本文应用数值模拟法和公式法,对北京大兴新城水源地保护区进行划分。考虑大兴水厂所在地水文地质条件,分别对第四系和基岩进行保护区划分,对不同分区进行叠加,得出水源地保护区范围。通过两种方法计算出的保护区面积相差不大,但是数值模拟法计算出的二级保护区面积比公式法计算的结果小5.5km2,主要因为公式法计算时没有考虑地下水含水层边界条件和岩溶地下水富水性不均一等因素,而数值模拟模型在水文地质条件的基础上进行水源地保护区划分,比较符合水源地所在区域实际的水文地质条件。通过对划分结果的对比和分析可以看出,公式法划分水源保护区的方法简便易行,但是概化结果与实际地质条件差异较大。数值模拟法对含水层结构和水文地质条件的概化相对客观、详尽,但是该法应用过程较复杂。在实际划分水源保护区的工作中,应将公式法和数值模拟法结合应用。     

水源热泵开发对地下水动力场影响范围研究

为分析研究水源热泵开发利用对地下水动力场的影响,选取安阳市金秋能源科创大厦地下水源热泵系统为实例工程,利用试验场观测数据建立地下水热耦合数值模型,对现状条件及长期开发利用条件下水源热泵开发利用对地下水动力场的影响进行分析预测。研究结果表明:在长期开发利用情况下,地下水的区域流场受抽灌水作用的影响范围较小,影响半径小于100 m。系统在多年运行的情况下,同期地下水流场基本相同,系统对地下水流场的影响范围比较稳定,没有进一步扩大的趋势。     

划分地下水源地保护区的数值模拟方法

本文提出了一种划分地下水水源地保护区的方法,首先用地下水模拟系统中的MODFLOW建立研究区的数值模拟模型,获得地下水流场;然后再将水源地划分为3级保护区,用MODPATH确定各保护区的范围;最后根据国家饮用水标准,采用MT3D确定主要污染质在保护区中的可释放阈值,并给出了应用实例。     

数值模拟法在地下水水源地保护区划分中的应用

地下水资源是北京供水系统的支柱,设立地下水水源地保护区,是保护水源地最大可能免受人类活动影响、保证水质安全的重要措施。论文以北京市某典型水源地为例,在收集相关水文地质勘查、长期动态观测、水源地开采现状、规划及周边污染源调查等成果资料的基础上,建立了地下水系统水文地质概念模型,模拟出地下水流场。通过质点追踪技术,计算水源地水力捕获带范围。综合考虑水源地周边地形、地物和潜在风险污染源等因素,确定了水源地保护区的范围。结果表明,数值模拟法能客观详细地刻画实际地下水含水层的结构与水文地质条件,划分结果可靠、准确,能为地下水管理部门提供有效合理的保护依据。     

水源热泵系统对地下水流系统的影响评价

地下水水源热泵系统是一种"绿色"利用资源与能源方式,它对地下水流系统的影响程度,关系到水源热泵系统建设的可行性.依据实例中的地下水抽水与回灌试验数据,利用数值模拟模型,定量研究水源热泵系统对地下水流系统的影响程度,为水源热泵系统建设中水资源保护,提供技术支撑.     

基于OLHS随机模拟的地下水源地保护区划分

为解决确定性模型可能为地下水源地划分带来的保护不足或过保护问题,探索采用基于正交拉丁超立方抽样法的地下水模型研究,并结合粒子反向追踪技术,进行地下水流随机模拟和对应保护区的概率统计分析,最终得到具有分布概率的保护区范围。为验证该方法的实用性与可靠性,选取北京市平谷区王都庄应急水源地进行实例应用研究。在考虑渗透系数和降雨补给量随机抽样组合基础上进行地下水流动随机模拟,并完成对应保护区划分和加权统计。与确定性模拟划分结果相对比:一级保护区中,确定性模拟划分结果仅相当于随机模拟结果中统计概率70%以上的范围;对于二级保护区,确定法对应保护面积相当于随机模拟结果中50%概率以上的范围。实例研究表明,基于正交拉丁超立方抽样的随机模拟法可完成多个不确定性输入变量条件下的随机模拟,且在小样本数的基础上获得理想结果,适用于复杂水文地质条件下的地下水源地保护区划分研究。     

地下饮用水水源保护区划分三维渗流与溶质运移耦合数值模型

针对《饮用水水源保护区划分技术规范（HJ/T338-2007）》要求,以河北省邯郸市羊角铺岩溶地下饮用水水源保护区划分为例,通过对其水文地质特征的概化,建立了相应的水文地质概念模型;在此基础上,构建了与此相适应的地下水渗流与溶质运移三维耦合数值模型,并通过对羊角铺地下饮用水水源周围溶质运移规律的模拟预测,划分出羊角铺地下饮用水水源的一级保护区和二级保护区。     

大区域地下水流数值模拟研究现状及存在问题

在分析大区域地下水流数值模型构建缘起的前提下,系统论述了近年来地下水流数值模拟在大区域地下水资源评价、水文地质参数确定、地面沉降、溶质运移、海水入侵、盐渍化、风险评估、地下水管理及地表水与地下水的联合开发利用等方面的国内外研究应用现状;归纳、总结了目前大区域地下水流数值模型在灵敏度分析、裂隙和岩溶介质中模型建立、基于地下水流数值模拟的溶质运移模型建立、地下水流数值模型构建所需工作量等理论和方法研究及实际建模过程中存在的一些问题;展望了今后大区域地下水流数值拟在研究范围、模拟技术与方法以及与其它模型耦合等方面的发展趋势。      

数值模拟方法在隐伏岩溶水源地保护区划分及污染治理中的应用

文章以北京市东南郊大兴迭隆起隐伏岩溶水子系统内的两个水源地（大兴念坛水源地与通州龙旺庄水源地）为例,研究数值模拟方法在隐伏岩溶地下水水源地保护区划分中的应用。研究基础为基于GMS建立的包括第四系与岩溶含水层在内的三维非稳定流地下水数值模拟模型,采用的主要技术手段为质点追踪技术,结合溶质质点迁移100 d与1 000 d的距离划分水源地的一级与二级保护区,并提出相应的污染防控措施。研究得出,对于隐伏岩溶水大部分来自上覆第四系松散孔隙水越流补给的情况,岩溶水源地保护区即是上覆松散含水层的保护区范围,应加强第四系孔隙含水层地下水污染的防治,以保护岩溶水不受污染。      

Groundwater protection in Mediterranean countries after the European water framework directive

The European Water Framework Directive (WFD) has driven the protection of groundwater and characterization of water bodies. Development of appropriate and efficient approaches which consider the special features of the hydrologic regime is essential. The results of different projects that have been carried out to integrate characterization and protection of water bodies are summarized herein. In the Les eaux de la Mediterranée (AQUAMED) Project, applicability to the Mediterranean Region of guidelines provided by the European Commission to facilitate the WFD implementation has been verified. The Background criteria for the identification of groundwater thresholds (BRIDGE) Project developed a methodology to establish threshold values of pollutants contributing to the chemical status of groundwater bodies. This method has been applied to pollutants used to classify groundwater bodies as at risk of not achieving objectives of the WFD. Selected features of protection areas for drinking water and safeguard zones are analyzed, as well as the possibility of using wellhead protection areas.     

相邻基坑土条土压力计算方法探讨

基坑工程实践中,经常遇到相邻基坑土条土压力如何计算的问题,现行基坑规范尚没有计算方法。通过理论探索和工程实践,对前、后期的基坑支护型式进行了归类和组合,提出了相临基坑宽度的确定原则;提出了建立在库仑土压力理论基础之上的简化计算方法--叠加法,推导并给出了非黏性土和黏性土在不同坡率和地面分布有荷载条件下主动土压力系数和土压力的计算公式,并提出了临界宽度的概念和土条土压力折减系数的计算公式。利用所提出的叠加法、临界宽度的概念和土条土压力折减系数的计算公式,可以简捷地计算不同土层、不同坡率和地面荷载条件下的土条土压力合力及土压力强度。工程实践表明,该方法概念清晰、理论依据充分、计算公式简便,以此设计的基坑支护结构安全合理,可供类似基坑支护工程设计参考。     

高陡山区房柱法开采岩体移动预测及山体失稳判据

在实测资料统计分析基础上,以概率理论为基础,建立了高陡山区房柱法地下开采岩体移动变形预测分析模型,并给出了岩体变形破坏的极限值。利用本模型对山区地下开采工程实例进行了具体的计算分析,通过工程实例分析说明,理论预测结果与现场实测结果吻合。     

深埋隧道岩爆规模现场快速估算方法

以岩爆破坏的洞壁面积及爆落的岩体体积作为衡量岩爆灾害规模的重要指标,提出一种基于现场测量信息的爆坑几何形态快速建模及岩爆规模估算方法,该方法的重要组成部分包括:爆坑形态类型的概化、爆坑测量断面的选取、控制测点的确定及坐标记录、爆坑纵横断面轮廓线线型的拟合、洞壁破坏面积与爆坑体积估算公式的推导。针对工程中常见的窝型与V型爆坑,分别建立了适用于隧道直线形与拱形洞壁的岩爆规模估算公式,探讨了非典型窝型与V型爆坑,岩爆规模估算的近似处理方法。将所提出的方法应用于我国西南锦屏二级水电站深埋引水隧洞工程的岩爆规模估算,典型案例验证结果表明,利用该估算方法所给出的结果与现场实际的岩爆规模接近一致,估算误差约为15%以内。研究成果能够为岩爆烈度等级划分及严重程度的评定提供重要的基础性指标。     

Delineation of groundwater protection zones by the backward particle tracking method: theoretical background and GIS-based stochastic analysis

The backward particle tracking method, an effective and powerful tool that can be used to delineate groundwater protection zones, is presented. The theoretical background and insights on the applicability of this method are provided. Moreover, the present work enriches the backward particle tracking method with an uncertainty analysis concerning the porosity values, applying a Monte Carlo (MC) approach, coupled with the use of geographical information systems (GIS). As an application example, a wellfield in the Komotini area, Greece, is investigated. The present study may serve as a potential guideline for wellfield delineation, particularly in areas like Greece where lack of data related to the hydrogeological system is often a problem.     

怀柔应急备用地下水源地减采热备影响分析

综合怀柔应急水源地多年气象及地下水动态监测资料,重点分析了2015年9月份水源地减采热备前后地下水水位、水质、水源井动水位等监测资料,评价了应急水源地热备涵养对水源地及周边地下水系统的影响。结果表明,水源地运行至2015年8月31日,中心区地下水位已累计下降31.34m。水源地减采热备后,应急水源地及周边地下水位恢复明显,相对于2015年8月31日至2015年12月底,区域地下水位平均上升了1.69m,中心区升幅最大,南部地区升幅大于北部地区。水源浅井动水位平均上升了8.07m,水源深井动水位平均上升了18.34m。减采初期,深层承压含水层水质有所恶化,接近于浅层承压水。随着时间的延续,地下水位的升高,水质恢复到减采前水平。怀柔应急水源地作为首都最大的应急备用水源地,在南水北调来水后的新水情下进行热备涵养,对于保障首都供水安全有着重要意义。     

Protection of groundwater intended for human consumption: a proposed methodology for defining safeguard zones

Carbonate aquifers constitute a water reserve of essential importance for human supply. For this, it is necessary to establish suitable protection measures in order to achieve the good status of groundwater bodies intended for human supply according to the requirements of the Water Framework Directive. The objective of this paper is to present a methodology to define safeguard zones for the protection of carbonate groundwater bodies intended for human consumption. To do this, firstly the risk of groundwater contamination is evaluated through a combination of characterising pressures and the evaluation of the intrinsic vulnerability to contamination. Secondly, the existing water abstraction points are identified and their zones of contribution are delineated in order to establish priorities when defining protective measures in the region. Finally, the existing wellhead protection areas and those defined according to the proposed methodology must be integrated into the delineated safeguard zones. The results obtained in a carbonate groundwater body in southern Spain are consistent with the existing quality data and they show the percentage of land that must be protected to preserve the quality of water intended for human consumption, thus facilitating their future integration into adequate land use planning tools.     

埋藏型岩溶地下水源地的三维数值模拟——以天津市宁河北岩溶地下水源地为例

根据宁河北岩溶地下水源地已有的水文地质勘查成果和大型抽水试验资料,对研究区水文地质条件进行概化,建立地下水流三维非稳定流数学模型并进行数值计算,对开采性抽水试验的地下水位变化过程进行模拟。结果表明,该模型可以刻画埋藏型水源地地下水流场的变化过程,用它对规划的水源地三种开采方案的开采动态进行预测计算也取得了良好的效果。模拟计算中将开采条件下浅层第四系含水层对深层奥陶系灰岩含水层的越流补给处理为边界条件,可以刻画埋藏型水源地在开采条件下获得的补给增量。      

Discussion on the calculation of the rights protection radius of the geothermal well for stratified thermal reservoir

In order to ensure the sustainable exploitation of geothermal resources and prevent the occurrence of thermal breakthrough during the process of geothermal water reinjection, the authors systematically summarized the calculation formulas of the rights protection radius of the geothermal well in this paper. Three shortcomings in the calculation method of the rights protection radius of the geothermal well were identified through theoretical derivation. (1) The parameter f, which is defined as the ratio of the specific heat of water to that of thermal reservoir rocks, is defective. (2) The value of the thermal reservoir recovery rate defined as 0.15 is relatively unilateral, which is not applicable for geothermal wells with different lithology. (3) The calculation time is fixed as 36 500 d, which is not appropriate for geothermal wells with interval development. Based on the problems above, the authors redefined the parameter f and used variables to replace the previous thermal reservoir recovery rate and exploitation time, which can be identified according to different thermal reservoirs and specific exploitation time. By comparison of the applicable conditions of different calculation formulas of the rights protection radius of the geothermal well, the authors proposed that different calaulation formuas should be chosen based on the relationship of the size between β^-1-α and 3λ. And by comparison of the rights protection radius calculation formulas for the mining well and the recharge well, it is found that the rights protection radius of the mining well is always bigger than that of the recharge well. Finally, Shuiwen residential area of Decheng district was taken as an example to verfity the theoretical results.