陇东黄土塬地区某煤矿排矸场包气带防污性能研究

包气带岩土层具有保护地下水的功能,包气带的研究对于地下水污染治理与防治十分重要,本文依托陇东某煤矿工作区地下水环境现状调查与监测项目,通过资料收集、水文地质调查、水文地质钻探、渗水试验及水土岩样测试等工程技术方法,获取包气带和含水层的各种参数,通过对试验结果分析,计算出渗透系数,确定包气带防污性能,并提出矸石堆底部铺设隔水层、埋设渗水盲管以及指定垃圾处理场排放等针对性的地下水资源防治和保护措施,为陇东黄土地区进一步合理开发利用地下水资源提供科学依据。     

关于上海勘察规范中钻孔降水头注水试验计算公式几点讨论

本文分析了钻孔降水头试验的渗透系数计算公式,并与上海勘察规范的渗透系数计算公式进行对比,发现上海规范公式未能反映渗水段的各种边界条件、套管内径与渗水段直径差异、土层各向异性。在粉土或砂土层做注水试验、且套管隔水设置在上覆粘性土层中或者在夹粉土较多粘性土层做注水试验,采用上海规范公式计算得到的渗透系数将偏小。采用钻孔+隔水带注水试验方法时,采用上海规范公式计算得到的渗透系数将偏大。综合分析结果,建议对上海规范公式进行适当修正。     

珙县某危险废物填埋场水文地质特征研究

本文根据在珙县某危险废物填埋场开展的野外调查工作和试坑入渗试验,结合前人在区内进行的水文地质普查成果,划分了研究区的含水层岩组与地下水类型,阐述了不同类型地下水的补给、径流和排泄等水文地质特征,并结合入渗试验测的渗透系数对包气带防污性能进行了初步评价,结果可知:研究区地下水类型可划分为碎屑岩类孔隙-裂隙水和松散岩类孔隙水两类,主要来源是大气降水补给,地下水动态随降雨变化明显,水量一般较少至中等,红层承压水在静水压力作用下向深部运动,通过机井揭露排泄,水量较丰富;利用双环试坑渗水试验可知,场址区粉质粘土层的渗透系数为0.011～0.013 m/d,渗透性等级为弱透水,防污能力较好。     

基于野外水力试验的玄武岩渗透性及尺度效应

在金沙江溪洛渡水电站坝区玄武岩中,进行了3种水力试验,探讨玄武岩渗透性及其尺度效应。平硐渗水试验的试验尺度为1～2 m,渗透系数为10-4～101 m/d,非常离散;地下水示踪试验的尺度为70～145 m,渗透系数为10-0.5～100.5 m/d,非常集中;压水试验的试验尺度为4～7 m,渗透系数值10-2～100 m/d。试验结果显示渗透系数随着试验尺度的增加而增大,笔者认为产生尺度效应的原因在于非均质性。小尺度试验常作用在局部基质段或单条裂隙上,而大尺度试验常穿越几条大裂隙,所获得的渗透系数值要大于前者。在进行裂隙岩体地下水渗流研究时,针对不同尺度的研究对象,应选择不同尺度的野外水力试验来求取渗透系数。     

包气带岩土渗透系数在地下水环境影响评价中的意义

包气带岩土层具有保护地下水的功能。建设项目各污水池、沉淀池等在包气带中位置不同,可根据其基础最深的池体基础之下的包气带渗透系数、岩土层厚度和连续稳定性确定包气带防污性能分级。污染源强可按包气带垂向平均渗透系数、从各池体结构特点确定的污染部位形状及大小、池体有效水深、污水中污染因子浓度计算。在采取相关规范要求的防渗工程前提下进行的预测,如果结果不满足地下水环境功能要求,需采取提高设施本体防渗性能,并在设施基础与包气带之间设置工程防渗层以满足环境功能要求。     

基于随机模拟的浑河冲洪积扇地区地下水压采风险预报

在分析随机因素对水位模拟结果影响程度的基础上建立地下水流随机模拟模型,可为地下水资源风险管理和决策提供重要依据。以浑河冲洪积扇地区为研究区,基于蒙特卡罗原理建立了区域地下水流随机预报模型,对压采条件下的地下水位上升进行风险预测和评价。参数灵敏度分析结果表明,地下水水位对含水层渗透系数的变化最敏感,其次是给水度,而对河床沉积物渗透系数和降雨入渗补给系数的灵敏性较差,且渗透系数和给水度在其率定值附近增加或减少时,灵敏度系数随之增加或减小。研究表明,压缩开采地下水资源能够有效缓解地下水水位下降带来的环境问题,地下水开采量以每年5%的速度压采时,区内地下水水位平均上涨3.3 m,但水位恢复的同时也可能诱发局部地下工程渗水,且地下建筑物的设计安全水位越低,渗水风险越大。     

某尾矿库工程渗透性分析

对尾矿库的的渗透性进行分析,通过钻孔和井探针对不同岩性分别作注水试验、渗水试验、抽水试验及压水试验得出渗透系数,解决尾矿库的渗漏问题。在运营过程中做好库区排水措施,增加库区水向下游排泄量,并在下游地段或泉眼处做好地下水位监测及水质监测工作,以防库区含金属离子造成地下水污染。     

西安地铁穿越地裂缝的抽水试验研究

查清地裂缝水文地质情况可以为西安地铁设计和施工提供科学依据。根据西安地铁勘察工作需要,2008年7月～9月选择地裂缝穿过的西安市劳动路小学院内场地首次尝试进行跨地裂缝水文地质专项现场试验。试验内容包括试坑渗水试验、钻孔注水和抽水试验,并以1号抽水井的稳定流抽水试验为典型,研究地裂缝对地下水渗流的影响。采用带1个观测孔的稳定流潜水完整井公式、带2个观测孔的稳定流潜水完整井公式以及潜水完整井水位恢复速度计算公式等3个渗透系数计算方法,得到了地表浅层土体沿地裂缝走向和垂直于地裂缝走向的渗透系数,分析了渗透系数的差异性;最后利用MADIS有限元软件模拟场地内建筑物对地基土施加应力,探讨了建筑物对场地土体的影响。结果表明：利用上述3个公式计算,都得到沿地裂缝方向土体的渗透系数比垂直地裂缝方向的土体稍大;在同一落程中,利用潜水完整井水位恢复速度公式计算得到的渗透系数最大,利用带2个观测孔的稳定流潜水完整井公式计算得到的渗透系数次之,利用带1个观测孔的稳定流潜水完整井公式计算得到的渗透系数最小,这主要是由井损造成的;建筑物对场地土体的影响主要集中在素填土层、黄土层和古土壤层,粉质黏土层以下影响则逐渐减弱,影响深度在18 m左右;由于建筑物长期对地裂缝上盘土体施加荷载,附加应力作用使地基土固结压密,导致地裂缝上盘土体的渗透系数较下盘小。     

原位“Darcy实验”方法研究与实践

在室内Darcy实验原理和装置的基础上,设计了一套原位“Darcy实验”装置,原位试验条件满足Darcy定律的假定条件,能够应用Darcy定律确定包气带浅表层土的渗透系数.与室内“Darcy实验”相比,原位“Darcy实验”的测试结果更能准确地反映结构性土野外状态下的渗透性能.与其它原位试验相比,该方法在获取渗透系数方面具有试验装置简单、操作方便、观测数据直观的优点.应用该方法在中国西北部半干旱的黄土台塬开展了3组测试,成功地求取了区内包气带浅表层饱和黄土的垂向渗透系数,并将测试结果与双环试验、室内渗透试验、抽水试验及颗粒分析方法求得的渗透系数结果进行对比分析,发现应用原位“Darcy实验”求取的渗透系数更能准确地反映包气带浅表层土的渗透性能.同时,总结和探讨了一套原位“Darcy实验”的技术方法.     

溶浸采矿区地下水化学特征及水资源保护——以福建上杭洋坡坑为例

溶浸采矿工艺是直接向花岗岩风化层中注入酸、碱等化学试剂,然后从浸出点抽取浸出液以获得所需元素。这一工艺显著的环境影响是化学试剂将会直接污染到花岗岩风化层中地下水资源。且在南方部分地区,花岗岩风化层往往会富集具有供水意义的地下水资源。在这种矿区地下水资源的保护显得尤为重要;研究分析矿区花岗岩风化层的地下水资源的水化学特征,结果表明,矿区地下水类型以HCO3-Na和HCO3-Na.Ca为主,且与该地区的地质背景情况有很好的对应关系,其成因是岩石风化与大气降水共同作用的结果,是大气降水渗入岩层并经过溶滤作用、阳离子交换吸附作用等复杂水文地球化学过程,最终形成现今的地下水类型。阐明矿区地下水水化学特征及其成因机制的基础上,对溶浸采矿区的地下水资源保护提出合理化建议。     

利用测井资料估算洪海沟铀矿床砂体渗透系数

砂体渗透系数是砂岩型铀矿勘查工作中的一项重要水文参数,也是评价地浸开采有效性的重要指标,准确获取该参数对砂岩型铀矿勘查具有重要意义。目前,砂体渗透系数主要由3种方法确定,即岩心分析法、测井评价法和抽水试验法。文章主要采用测井评价法来研究洪海沟铀矿床砂体视电阻率与渗透系数之间的关系,建立拟合方程估算砂体渗透系数,探讨砂体渗透系数的空间分布特征。结果表明,在洪海沟铀矿床,砂体视电阻资料具有估算砂体渗透系数的理论基础,数学模型能够比较准确地反映渗透系数与视电阻率之间的关系;砂体渗透系数影响地下水渗流方向及层间氧化带的主要展布方向,砂体渗透系数大的地区是地下水渗流的主方向,也是层间氧化带的主要发育方向。该成果可为洪海沟铀矿床外围勘查提供一定的依据。     

浅谈渗水砼渗透系数的计算方法

利用有孔混凝土作为排水材料可以起到造价低、耐久性强、排水效果好的作用，但其渗透系数的计算方法是一个需解决的问题，本文通过对试验结果的整理和分析，提出了渗水砼的渗透系数计算方法。     

川北山丘区地下水补给特征与定量研究

针对川北山丘区地下水资源和污染防护研究中地下水补给难以定量等问题,以川北典型山丘区平溪河北岸的山丘区子流域为研究对象,布设监测孔并对其地下水的水位和水温开展动态监测,并基于大气压监测数据校正地下水监测水位,分析了山丘区地下水水位及水温的年内动态变化特征;采用渗水试验和分段双栓塞水文地质试验获取含水层空间渗透系数;基于达西断面法定量计算了研究区内观测断面的地下水径流补给量,并建立了月降雨量与降水入渗系数的函数关系,结果显示:研究区多年平均大气降水入渗补给量为16.61mm,多年平均降水入渗系数为0.0182;月降雨量与降水入渗系数呈幂函数关系;此成果可为研究区地下水资源、地下水防污性能评价及地下水数值模拟等研究提供重要依据。     

新疆乌拉泊水均衡试验场凝结水对地下水补给的观测研究

通过1989~1995年新疆乌拉泊水均衡试验场潜水埋深4m处包气带凝结水对地下水补给的观测:卵砾石2.58mm/a、细砾3.15mm/a、中砂9.90mm/a、细砂35..87mm/a、粉土10.04mm/a。最有利于包气带凝结水形成的时间是每年的4~9月;包气带凝结水量的大小与土体颗粒相对比表面积和渗透系数相关,推测粉砂的凝结水量约为20mm/a,粘性土小于10mm/a;凝结水对地下水补给的最大量约为50mm/a。综合气候和水文地质条件分析,认为本试验研究成果在我国西北干旱区具有代表性,估算西北地区凝结水对地下水的总补给量大于3×1010m3/a,可能大于平原降水入渗量,在某些区域可能是最主要的地下水补给源。     

五彩湾矿区一号矿井地下水水文地质参数获取的试验研究

水文地质参数是研究地下水运动的重要参数,抽水试验是获取水文地质有关参数的一种重要方法。本文以五彩湾矿区一号矿井地下水为研究对象,在分析区域水文地质条件资料的基础上,进行了7组单孔稳定流抽水试验。研究结果表明:对具有供水意义的第四系松散岩类孔隙含水层渗透系数为0.13~2.85 m/d,新近系碎屑岩类裂隙孔隙含水层渗透系数为0.07~0.316 m/d,白垩系碎屑岩类裂隙孔隙含水层渗透系数为0.02 m/d,侏罗系碎屑岩类裂隙孔隙含水层渗透系数为0.009~0.034 m/d。本次实验结果与对比收集资料结果完全一致。     

黄河河床沉积物渗透性的试验研究

本文应用竖管测定法对黄河中游龙门—潼关段的河床沉积物的渗透性进行了试验研究,测得了黄河河床沉积物的垂向渗透系数和水平渗透系数;应用地下水模拟软件,研究了河水与地下水的相互作用,为研究黄河水与地下水相互关系奠定了基础。     

地下水环境容量研究——以郑州市平原岗区为例

同地表水体一样,地下水系统本身也具有一定的纳污能力,即地下水环境容量。目前,国内外真正意义上的地下水环境容量研究开展得非常少,主要是进行了与地下水环境容量相关的地下水溶质迁移理论和试验研究。以郑州市平原岗区为例,分析了污染物在土壤包气带中随下渗水体向下迁移的机理过程,借助数值模型计算了不同岩性和厚度包气带的水环境容量,成果可为地下水污染防治提供科学依据。     

白洋淀湖岸带地表水与地下水垂向交换研究

地表水与地下水相互转化关系一直是水文地质研究的热点问题。以往研究更多关注河流的河岸带,但对于相对静止水体——湖泊的湖岸带研究相对偏少。选择白洋淀湖岸带作为研究对象,在周边湖岸带系统部署水位、水温监测系统,采用温度示踪法,开展白洋淀湖岸带区域的地表水与地下水垂向交换量化研究。同时,结合达西定律,间接反演获取垂向渗透系数,系统总结出一套联合利用温度示踪法和达西定律定量研究湿地垂向水交换的方法。结果表明,白洋淀湖岸带以地表水渗漏补给地下水为主,其垂向交换流速可达0.2～1.1 cm/d,沉积岩性主要为粉质黏土、粉土及粉细砂,垂向渗透系数为0.038～0.912 m/d。研究结果可为制定白洋淀湿地补水方案和生态环境保护措施提供基础数据支撑。     

区域地下水系统防污性能评价方法探讨与验证——以鲁北平原为例

区域地下水系统防污性能评价,面临影响因子多又复杂、评价指标难以客观性选定和权重不易确定等难题,以至严重影响评价结果的可信性。本文以鲁北平原为例,在以往地下水脆弱性评价常用的DRASTIC模型基础上,采用创新的迭置指数方法,改进为"DRITCS法",选择地下水位埋深、包气带综合岩性、地表2 m内单层厚度大于0.5 m的粘土层厚、含水砂层厚度及其渗透系数、和地下水净补给量等因子,组成区域地下水系统防污性能评价模型。合理地确定了区域地下水系统防污性能评价中关键指标——包气带粘性土层变化影响,并在鲁北平原示范性应用和通过以面源污染为主的三氮污染现状验证的结果表明:本文提出的方法能够客观地反映流域性相变造成的地下水系统防污性能空间差异性和区位分布特征,具有较强的实用性。     

河床地形影响潜流交换作用的数值分析

选取对潜流交换具有重要影响的河床地形作为主要研究内容,采用数值模拟(MODFLOW程序)的方法研究在河床横剖面地形不均匀的条件下,潜流交换量的空间分布以及地下水流场的演变机制。结果表明:在河床地形起伏不均的情况下,潜流交换量更易发生在河道的深水区域;地下水流向受河床地形影响较小;近河床界面处的地下水流速受地形起伏影响剧烈,深水区域的地下水流速远大于浅水区地下水流速;通过与现场试验结果对比分析,得出河床地形起伏是引起潜流带渗透系数非均质现象的重要原因之一。