抽灌水作用下土层变形及应力－应变本构律的研究

简要介绍了自行研制的高压渗透固结仪的主要结构及模拟试验方法，根据模拟试验资料，详细地分析了抽水压密与回灌膨胀过程的基本特征，确定了适用于解释含水层（组）土骨架抽水压密与回灌膨胀（回弹）力学机制的线性粘弹性应力－应变本构律的函数表达式。     

反复抽灌作用下土层变形与地下水运动的关系

反复抽灌作用下土层变形与地下水运动的关系本项研究通过室内模型系列试验，结合现场试验探索各种土层在反复抽灌水作用下的变形机理，从理论上开拓抽水压密与回灌膨胀的非弹性多孔介质变型模型以及非弹性多孔介质渗流理论。主要研究结果包括：（１）通过试验发现：抽水压...     

周期性开采和回灌条件下浅层地下水位变化特征研究——以天津滨海新区为例

针对天津滨海新区进行的周期性抽水与回灌试验,根据抽水试验计算了含水层的渗透系数和抽水的影响范围,并据此分析了抽水与回灌试验的叠加效应;根据实测数据分析了抽水回灌周期、流量、不同采灌方式等因素对地下水位埋深的影响。不论是连续式还是间歇式的周期性抽水与回灌方式,产生的地面沉降量都很小,并且间歇式周期性抽水回灌方式优于连续式周期性抽水回灌方式。试验结果表明采用周期性抽水与回灌的方法建立人工渗流场可有效减小地源热泵工程中的地面沉降。     

抽水与注水引起的变形机理

根据室内抽水压与注水膨胀模拟试验成果，详细地分析了土骨架的抽水压密与水膨胀变形的基本特征，确定了适用解释含水层土骨架的抽水压密与水膨胀变形力学机制的 线性粘弹性应力－应力变关系。     

水源热泵井群布置方案对地下水流场影响分析

以某地下水源热泵系统工程为例,依据工程场地实际抽水-回灌试验数据,建立研究区地下水流数值模拟模型,分析该地区适宜的井群布置方案,并定量研究不同井群布置方案对地下水流场的影响范围与程度,为确定合理的井群布置方案提供技术支撑。研究表明：对于同一含水层回灌,随着抽水-回灌时间的延长,就有利于抽水-回灌能力及尽量减小对周边地下水开采的影响而言,抽水井、回灌井交叉布置,部分回灌井集中布置的方案较为合理。     

山东济宁杨营煤矿工业广场新近系砂层水井回灌量分析

杨营煤矿拟采用水源热泵空调系统替代传统的取暖、空调设施。为满足水源热泵空调系统室外地能换热系统设计的需要,需确定静水和动水无压回灌的效果,抽水井、回灌井的数量和间距。通过对杨营煤矿工业广场新生界砂层含水特征及新近系深水井的抽水和回灌试验,进行了静水和动水无压回灌的比较,发现动水无压回灌的效果较好,回灌量较大,回灌比达67%,从而确定了实现全部回灌的井群布置方式:根据系统需水量大小,采用抽水井、回灌井为1∶2或2∶3的比例设置水井数量,井间距不小于75 m。     

基于TOUGH2数值模拟软件的延津地区热储采灌研究

本文采用TOUGH2数值模拟软件,根据研究区对井在预设情景下运转30年的模拟结果,对河南省延津县下新近系热储层压力场、温度场进行模拟,在模型验证的基础上,对不同回灌率及不同采灌井间距工况进行模拟研究,结果显示:回灌井的回灌过程会使地下水水温降低,回灌时间越长水温降低幅度越大,影响范围也越大,根据模拟抽水井和回灌井不同间距条件下(55 m、150 m、250 m、300 m)温度场变化情况,建议区域下新近系地层地热回灌项目抽水井和回灌井间距应大于等于250m,以保证抽水井出水温度;而不同回灌率工况下分析化学场和压力场的模拟数据可以看出,回灌率越大,地热水水质、压力影响越大,基本呈线性关系。为区域地热资源回灌-开采提供示范和指导。     

天津地热对井回灌系统中的同位素示踪技术

为深入分析地热回灌开采中回灌水运移规律、求证热储参数,笔者选取二组中元古界雾迷山组地热对井,分别注入放射性同位素^35S（T1/2=87天）、^125I（T1/2=60天）进行示踪试验,并分别于第130天、51天检出峰值,以此数据计算出的热储层的渗透系数、导水系数等有关参数,与传统的抽水试验算出的结果吻合良好;注入示踪剂在地层中的运移方向也与抽水试验观测到的结果完全一致,且直观形象、检出精度更高。同位素示踪技术能为进一步深入研究热储层在回灌前后压力场、温度场、水化学场的变化特征提供大量基本数据,也为天津乃至华北地区地热资源实施循环开发提技术保障。     

水源热泵井施工中水文地质参数确定的探讨——以东煤沈阳钻探机械研制中心厂房水源热泵井施工为例

以单井抽水试验资料为基础,计算出该区的新近系砂砾岩含水层的出水量为40m^3/h。为解决水源热泵系统的热源及同层回灌问题,进行了较长时间的带有观测孔的抽水试验及回灌试验。试验表明：该区的渗透系数为32.16m/d,影响半径为166m,回灌渗透系数为14.38m/d,回灌影响半径为61m。据此计算干扰井单井抽水量为38.51m^3/h,干扰井单井回水量为11.14m^3/h,同时确定该区的抽灌井比例为1∶4。根据用水需求,该区设计抽水两口,回灌井8口,备用一口回灌井,形成该区的水源热泵系统。系统运行近两年来,单井出水量、回灌量及水位降深均符合设计要求,达到了预期效果。     

利用单井抽水试验确定含水层系数

本文阐述了井中水跃值的存在，分析论证了影响半径Ｒ与渗透系数Ｋ的关系。从而利用井中水跃值ΔＳ和Ｄｕｐｕｉｔ稳定渗流理论可推导的完整井出水量公式建立方程Ｓ＝Ｓｃ＋ΔＳ。再用单孔（井）多落程（不少于三次）稳定渗流抽水资料计算含水怪渗透系数Ｋ。通过室内模拟试验和室外抽水试验，将试验的精度提高到９０％以上，且无需增打观测孔，从而节省了大量的资金。该方法也可作为观测孔抽水试验对照计算方法之一。     

复杂环境条件下地铁降水回灌系统设计与研究

针对北京市地铁丰益桥南站和丰益桥南站—终点区间施工降水回灌场地周边复杂环境,基于抽水试验、场地回灌试验、周边回灌试验等,从回灌池的深度、回灌井的深度、单井回灌水量、回灌井布置等方面设计了回灌系统.分别采用解析法和数值法检验了回灌系统方案的合理性,最终确定了以84眼小口径井和1眼大口井进行补充的回灌方案能满足施工降水排水需求.经实际运行显示,系统回灌总量7261×104 m3,实现了地铁降水排水100％资源性回灌.     

利用任意阶梯抽水试验资料求解含水层参数的通用方法

含水层参数的准确程度直接决定地下水资源评价的质量。研究确定含水层水文地质参数的方法是地下水动力学的主要课题。文献[1]提出的利用间歇抽水试验资料确定水文地质参数的方法不愧是一种好方法。因而引起了广大水文地质工作者的特别关注。 阶梯抽水试验的类型是多种多样的。根据流量可分为:当Q_i>0,一般被称为阶梯抽水试验,当Q_i<0,一般被称为阶梯回灌试验;当Q_i=0,一般被称为恢复试验。试验进行的状态无非是抽水、恢复、回灌,可是这三种状态进行的先后顺序却可以是千变万化     

陕西渭河盆地关中城市群地热尾水回灌试验研究

通过室内模拟实验,分析了地热回灌堵塞形成机理,提出了消除各种堵塞因子的方法,研制了由抽水系统、水处理系统、回灌系统和监测系统四部分组成的地热回灌系统装置。通过采取过滤、加压、化学除垢等方法进行的地热尾水回灌试验,取得了历史最大回灌量,验证了渭河盆地新近系热储层具有回灌性,为关中城市群地热资源可持续开发利用提供了科学依据。     

郑汴新区中细砂含水层水源热泵井回灌新技术

在郑汴新区中细砂含水层中,通过新、旧回灌技术的现场试验对比研究发现,新回灌技术在成井时间、回灌量等方面大大优于旧(传统)回灌技术;单位回灌量、抽灌比大为提高,回灌稳定时间大为缩短,并对其原因进行了分析探讨.依据多落程(升程)的抽水、回灌现场试验,建立了回灌量与水位、井距关系方程.依据本研究成果,在郑汴新区一带地下水源热泵系统可实现一抽一灌的地下水换热模式,换热系统(室外)费用节约率可达50％,基本上解决了中细砂含水层回灌困难的老问题.     

岩溶裂隙热储层采、灌井井间连通试验研究——以天津市王兰庄地热田回灌井HX-25B示踪测试为例

为探明回灌流体进入热储层后的运移方式和空间,1998～1999年地热井开采期间,天津市王兰庄地热田在包括一眼回灌井、五眼观测井的试验井场首次进行了化学示踪剂(KI)回灌试验;2001～2002年在同一井场又进行了放射性同位素(35S)示踪回灌试验.前后两次连通试验均与传统的水文地质方法如抽水试验结果吻合较好,但在判断热储层渗流场特征、采灌井间的水力联系等方面,放射性同位素示踪连通试验结果具有更直观、明显、量化等特点.     

海河流域地下水资源保护

地下水资源在海河流域至关重要的资源。海河平原的浅层和深层含水层大面积处于严重超采状态。地下水资源的的过量开采造成了严重环境问题。为了保护地下水资源，评价了可行的技术。利用洪水和废水进行人工回灌已进行了试验。在很多地区可以应用地表回灌系统，城市地区实施深层含水层的回灌。更好地策略是减少地下水的抽取量，特别是为了减缓地面沉降和海水入侵。应该联合运用减少地下水抽水量和人工回灌，以解决地下水位持续下降和含水层恢复的问题。     

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.     

济南富水孔隙黏性土地层渗透性试验研究

以济南市轨道交通R1线大杨庄站主体基坑降水工程为例,研究表明发育于济南区域孔隙黏性土地层黏性土内具有独特的空间网状孔隙、孔洞结构。通过4种渗透性试验成果对比分析,室内试验、声纳渗流试验测定的渗透系数均较小,与实际地层渗透能力相差很大;抽水试验与回灌试验测定的渗透系数相近,远远大于一般黏性土的渗透性,渗透系数随着回灌压力的增加而呈线性提高,回灌引起周边地下水位上升较小,影响范围有限,符合济南孔隙黏性土地层的富水性强和渗透性好特性,具有独特性和鲜明的区域特点。相关试验成果可以为相关区域基坑降水与回灌设计、施工和泉水环境保护提供参考。     

河南省新乡市小店工业园区地表水回渗与管井回灌试验研究

要:为了缓解新乡市小店工业园区地下水水位持续下降问题,避免工业园区与周围村镇居民生活和农业灌溉用水矛盾加剧,采用柳青河地表水回渗与管井回灌2种试验方法,探讨补充浅层地下水有效水量的可行方法.该区包气带岩性为粉细砂、粉土,试验目的层为浅层含水层(第Ⅰ含水层组),其岩性为细砂、中砂和粗砂,上部包气带地层孔隙与下部浅层含水层孔隙连通性较好,有利于地表河流回渗补给地下水,地表回渗试验效果显著.管井回灌量选用与之对应的抽水时的单位涌水量,试验第Ⅰ含水层组的回灌能力,单位回灌量与单位涌水量之比小于50％,说明第Ⅰ含水层组回灌能力较差,不适宜本地区或类似地区.     

河南省新乡市小店工业园区地表水回渗与管井回灌试验研究

要:为了缓解新乡市小店工业园区地下水水位持续下降问题,避免工业园区与周围村镇居民生活和农业灌溉用水矛盾加剧,采用柳青河地表水回渗与管井回灌2种试验方法,探讨补充浅层地下水有效水量的可行方法.该区包气带岩性为粉细砂、粉土,试验目的层为浅层含水层(第Ⅰ含水层组),其岩性为细砂、中砂和粗砂,上部包气带地层孔隙与下部浅层含水层孔隙连通性较好,有利于地表河流回渗补给地下水,地表回渗试验效果显著.管井回灌量选用与之对应的抽水时的单位涌水量,试验第Ⅰ含水层组的回灌能力,单位回灌量与单位涌水量之比小于50％,说明第Ⅰ含水层组回灌能力较差,不适宜本地区或类似地区.