海河平原北部地区水土地质环境研究中的若干问题

海河平原北部地区属于半干旱自然地理环境且仍在干化,自山前至滨海的山麓堆积-河流沉积-海陆交互沉积序列的平原地貌地质环境,土壤地球化学环境以高Ca、Mg、F,低Se、Mo、I和弱碱性为特征且正在经历酸化过程,潜水环境以淡水-微咸水-弱碱性为特征且有碱化的趋势。人为作用与自然作用一起构成了本区水土地质环境演化的双重驱动力,但在表现形式和区域分布方面驱动强度存在明显的差异性,土壤环境质量良好但潜水环境质量较差且均在恶化。     

海河平原北部地区主要水土环境问题及影响因素

将土壤和潜水作为一个相互作用的系统,提出了研究区土壤酸化及地下水碱化、土地沙化、湿地退化、土地盐渍化等主要水土地质环境问题。系统地研究了海河平原北部地区土壤、潜水等地质环境的影响因素。以土壤剖面实测数据为基础,认为土壤环境主要受自然因素的控制,人类活动的影响也不容忽视;以地下水监测数据为基础,认为潜水环境受自然因素和人类活动双重作用的控制。为研究区水土地质环境保护提供了重要的依据。     

北京平原区域地下水流模拟

为深入研究北京平原地下水资源的现状及未来的变化趋势,探讨地下水资源可持续开发方案,文章建立了北京平原三维地下水流非稳定流模型。在充分分析北京平原区水文地质条件的基础上,建立了三维数字水文地质概念模型。从区域上将北京平原含水层系统划分为5个含水层和4个弱透水层互层的多层系统。在此基础上利用GMS模型软件建立了三维地下水稳定流模拟模型和非稳定流模拟模型。首先利用1995年丰水年的地下水均衡量建立和校正了稳定流模型。之后在稳定流模型的基础上建立和校正了非稳定流模型,非稳定流模型的模拟期为1995～2005年。最后用模型分析了北京平原区地下水流场的变化趋势。与20世纪60年代天然流场相比,北京市平原区区域地下水流场发生了巨大变化。除了区域地下水位整体下降外,在不同深度的含水层形成了规模不等的地下水位降落漏斗。自1999年以来的连续干旱,导致河流基本干枯,地下水补给量减少,加之应急水源地的投入运行,使地下水贮存量被持续地大量消耗,地下水位快速下降。长期以往,必将造成含水层地下水疏干。控制和减少地下水开采势在必行。     

基于WellTester的岩溶含水层水文地质参数估算

Well Tester是计算地热含水层水文地质参数的软件,该软件通过对水压力过程曲线进行拟合,进行参数计算。该软件界面友好、操作简单,且具有输出单井报告功能。文章对Well Tester软件各模块及各界进行简要介绍的基础上,以＂北京岩溶水资源勘查评价工程＂中新建岩溶水井为例,对各个操作步骤进行了介绍。通过对比分析Well Tester软件与经验法的结果,表明该软件可对岩溶裂隙含水层的水文地质参数进行计算,且该软件对成井质量评价有一定指导意义。目前该软件还未广泛应用于岩溶裂隙含水层,为获取较多的水文地质参数,笔者认为该软件在我国具有一定的推广价值。     

基于正交试验设计的梧桐庄矿岩体力学参数反演

在岩土体力学问题的数值模拟研究中,力学参数选取正确与否直接影响模拟结果的准确性。本文在分析不同岩体力学参数确定方法基础上,以梧桐庄矿开采沉陷项目为背景,结合现场实测数据和相关理论成果,应用"数值模拟-正交设计"法,建立了一套确定岩体物理力学参数有效实用的方法。试验中以下沉系数为评价指标,选择围岩体4个基本力学参数弹性模量E(GPa)、泊松比μ、内摩擦角φ(°)、粘聚力c(k Pa)为反演因素,模拟计算各参数不同水平组合,通过对结果的极差与方差分析,得出各参数对下沉系数的影响显著性,再进行二次优化实验计算,综合分析确定一套优选参数组合。此方法使得参数合理化,模拟结果可以更真实的反映煤岩体实际采掘的变形移动情况。     

基于GMS的北京顺平地区三维地质结构模型

地下水数值模拟软件GMS提供了基于钻孔资料的三维地层生成模块,借助于GMS软件中地层模拟模块,利用钻孔数据、地层剖面资料、地质图和DEM数据,结合虚拟钻孔方法,构建了复杂地质结构区—北京顺平地区三维地层结构模型,模型包括太古宇密云群,长城系、蓟县系、青白口系、寒武系、奥陶系、石炭—二叠—侏罗系、深层第四系和浅层第四系等9组地层,刻画出了各层分布的空间范围,模拟了山区地表高程的起伏变化、断层产生的地层错动等情况,为研究区地质和水文地质条件分析及地下水数值模型的建立奠定了基础。     

从地下水赋存运移规律的再认识谈北京平原地面沉降发生的另一原因

通过主要对分层专门监测井进行取样,从水位、水质、水温及氘、氧-18、碳-14等方面进行分析,认为本区在扇缘及以下的冲洪积平原区地下水具有明显的呈层性,层间联系较差;运用氘、氧-18稳定同位素方法及碳-14定年确定出15个古水点,认为扇缘以下冲洪积平原区平均大致250m深度以下多出现古水点,表明深部水交替整体非常缓慢,局部滞留。据此分析,产生分层、深部交替缓慢及局部滞留的主要原因是由于黏土类地层的阻隔及地层的沉积压实,尤其是差异性压实,会形成相对封闭的滞留含水层。并认为地下水交替缓慢及局部滞留而不能及时获得补给是本区地面沉降发生的另一重要原因。     

岩溶水数值模拟研究进展

本文从岩溶水赋存介质及特性出发,介绍了岩溶地下水数值模拟模型研究的国内外研究发展状况,几种常用软件特点及其应用情况,提出了岩溶水模拟研究存在的不足,并就开展进一步研究提出了相应的建议。     

一井多层地下水监测井施工关键技术与设备

一井多层地下水监测井引入了westbay分层监测系统,实现了一井多层地下水监测,推动了地下水监测技术发展。一井多层监测井,在施工材料和施工工艺方面有所创新。