双层越流系统内矩形开采区变流量非稳定流计算公式的探讨

前文研究了“双层越流系统内圆形开采区变流量的计算公式”。本文在前文的基础上研究了(一)三种情况双层越流系统内矩形公式,推广M·S汉土什1967年所得到的无越流补给的矩形开采区的不稳定流计算公式;(二)将所得到的一般公式简化为时间较长的渐近公式;(三)得到了越流补给量的一般公式。     

双层越流系统内圆形开采区变流量非稳定流计算公式的探讨

近年来关于“越流系统内的地下水不稳定流计算”已引起国内外广大的水文工作者和数学工作者的注意。M·S·汉土什、C·E·雅各布、S·W·纽曼与威瑟斯庞等人相继提出并解决了第一、第二和第三类单井抽水不稳定流的计算公式。这些公式业已用于确定水文地质参数及地下水评价、并获得了可喜的经济效果。M·S·汉土什1967年导出的在无越流补给系统内,圆形开采区不稳定流的计算公式,对评价圆形开采区不稳定流的资源起了一定的作用。然而他并未涉及多层越流系统内圆形开采区地下水不稳定     

双层越流补给系统内单井变流量非稳定流计算方法的探讨

近年来,在我国、在世界关于越流补给系统的计算方法已有一些讨论,但多数都将主含水层的顶托认为是水的贮量为零或很小,可以忽略不计。然而,大量的实际现象是,顶托属于半透水层,其渗透性虽然很低,但是常常可以从贮水量中给出相当大量的抽水量,因而多层越流补给问题是不可以忽略的。M·S·汉土什,C·E·雅各布已做了不少工作,然而他们对于多层越流补给单井变流量抽水的计算方法还未讨论。 本文的目的,探讨双层越流补给系统内单井变流量非稳定流的计算方法问题,得出:     

变流量抽水条件下的含水层参数计算

本文研究了适用于变流量抽水情况的无越流无限含水层的非稳定流公式,供实际工作中应用。因水平所限,不当之处请指正。一、流向变流量抽水完整井的非稳定流水井公式(一)承压水的非稳定流水井公式假设:(1)含水层各向同性、等厚、产状及原始水位水平;(2)无垂向越流补给,含水层具瞬时释放;(3)地下水为平面二维流,抽水量 Q(t)随时间变     

变流量抽水条件下的含水层参数计算

正 本文研究了适用于变流量抽水情况的无越流无限含水层的非稳定流公式,供实际工作中应用。因水平所限,不当之处请指正。一、流向变流量抽水完整井的非稳定流水井公式（一）承压水的非稳定流水井公式假设:（1）含水层各向同性、等厚、产状及原始水位水平;（2）无垂向越流补给,含水层具瞬时释放;（3）地下水为平面二维流,抽水量 Q（t）随时间变     

广东湛江铺仔水源地承压含水层系统补给资源量计算研究

湛江市铺仔水源地是由浅层、中层、深层及超深层含水层组成的多层含水层结构,各含水层之间通过自然通道相互连通,存在着一定的水力联系,组成统一的含水层结构系统,赋存有丰富的地下水资源,其补给来源主要为上层越流补给及区外的侧向径流补给.经计算,其上层越流补给量为 5611 万 m3/a,区外侧向径流补给量为 2066 万 m3/a,水源地各承压含水层系统获得的总补给资源量为 7677 万 m3/a.     

酒泉西盆地地下水资源及开发利用潜力

在系统论述酒泉西盆地区域水文地质条件的基础上,重点分析评价了盆地内第四系孔隙水的补给来源及补给量、储存量、允许开采量,并对酒钢公司水资源的供需平衡进行了深入分析。其结论是,酒西盆地地下水多年平均补给量为76.342 5万m3/d,北大河出山冰沟口—北大河水源地以南约34.5km长度内渗漏补给和盆地基底深层基岩承压水顶托越流补给是其主要补给来源,占总补给量的89.6%;储存量为191.73亿m3;已探明允许开采量为34.558万m3/d。现状地下水可供水量满足酒钢公司未来30年对水资源的需求,供需基本平衡。同时,从保护黑河流域下流生态环境的角度出发,提出了建立节水型钢铁企业的设想。     

降水入渗补给过程中优先流的确定

优先流是降水、灌溉水等入渗补给地下水的主要形式之一, 流速快, 流动路径复杂, 难以定量描述.针对优先流难以定量描述的问题, 以郑州地中渗透仪观测资料为基础, 探讨了新乡亚砂土等试筒降水入渗过程及其中的优先流补给量比例.根据土壤的水力性质、气候等资料建立不存在优先流的数值模拟模型来刻画降水入渗补给过程, 通过模拟获得的地下水入渗补给量与实测地下水入渗补给量的历时曲线, 将大于模拟值的实测值视为优先流的量及确定其在总补给量中所占的比例.结果表明, 优先流占总补给量的比例在10%~80%之间; 随着土壤粘性增加, 优先流所占比例呈增加趋势; 随地下水位埋深的增大, 优先流所占比例呈逐渐下降趋势.      

天津平原地面沉降条件下的深层地下水资源组成

根据天津平原地面沉降监测结果,采用水量均衡法,计算出深层地下水开采量中,浅层地下水越流补给量占38.2%,粘土性压密释水量占41.3%,弹性释水量占 5.6%,侧向流入量占14.9%.在控制地面沉降的条件下,深层地下水持续利用的对策是调整开采三维布局,适度开发利用浅层地下水对深层地下水的越流补给.     

夹弱透水层的双抽水含水层越流系统数学模型及有限元解法

众所周知,正确的数学模型是资源评价工作正确进行的必要前提,而有关的计算方法则是探讨模型的手段。随着人们对复杂的渗流机理研究和水文地质条件认识的深化及现代数学技术的发展,有关越流理论的探讨逐步获得进展。继M.S.汉土什和O.E.雅各布之后,S.P.纽曼与威瑟斯庞进一步就相邻含水层水头随抽水层开采发生变化且同时考虑弱透水层弹性储量的越流系统给出了数学模型及理论解。在模型中假设含水层为均质且各向同性、平面无限边界以及允许有一个开采含水层的情况。然而广泛存在非均质各向异性、不规则的有限边界和不同类型边界条件以及两个(或更多)开采层的复杂越流系统。     

太行山山前平原地下水补给规律分析:以河北栾城为例

采用水均衡法与通量法对太行山山前平原(河北栾城)进行了地下水补给评价,结果表明:近20 a地下水入渗补给量为8～172mm/a(水均衡法),平均值49.3 mm/a,变化幅度大.其中2004年入渗补给量(63mm/a)比采用通量法计算结果(28.2mm/a)大一倍,表明土壤优先流对入渗补给作用显著.年入渗补给量总体上随有效降雨量增加、地下水位下降速率减少、作物实际蒸发蒸腾量减少而增加,但与有效灌溉量和灌溉量之和的相关性不显著.通过长序列地下水位与灌溉量等数据估算得到研究区侧向净补给量为125.2 mm/a,约占地下水总补给量的71.7％(175.4 mm/a),说明地下水主要以侧向补给为主.同时计算了入渗补给与侧向补给地下水的延迟时间,分别为60 a和1个月.     

铀同位素混合比在岩溶水开采演化研究中的应用

在论述铀放射系不平衡原理的基础上,提出了地下水三元补给体系混合比的面积坐标算法.地下水三元补给体系的各补给源补给的混合比率,其数值等于在U含量-234U过剩直角坐标系中,以该三个端元为顶点围成的三角形内被补给点的面积坐标.在此基础上,以山东省双村岩溶地下水系统为例,说明了铀同位素技术在地下水开采演化研究中的应用方法、过程与效果.研究认为扩大岩溶水开采能够诱发岩溶地下水综合补给量的增加,但应同时注意地下水水质的变化.     

再论“单位涌水量就是导水系数”

传统地下水动力学中的径向稳定流理论不符合井抽水的自然条件。研究井抽水的理论必须从最基本的达西定律出发,考虑天然存在的径流量与降落漏斗之间的关系。通过分析井抽水拦载径流量达到平衡态的稳定流特征,建立了渗透系数与井出水量、补给半径、水力坡度及含水层厚度之间的定量关系,进而推导出一个新的公式,发现"单位涌水量就是导水系数"。砂箱试验证明这是一个符合自然规律的结果,可以回答现有径向稳定流理论不能解决的问题。     

巴丹吉林沙漠湖泊及其下游地下水同位素分析

本文通过环境同位素水化学等分析方法研究了祁连山北侧、龙首山、巴丹吉林沙漠、古日乃、拐子湖和额济纳盆地的泉水和井水的来源,揭示了巴丹吉林沙漠等下游地区的地下水来自于祁连山降水的补给,平均补给高程为3 300m,祁连山顶部存在大片裸露的灰岩地层,雪水融化后沿着喀斯特地层或山前大断裂补给到深部,穿过龙首山直接补给到巴丹吉林沙漠及其下游地区,在沙漠湖泊中发现的钙华与钙质胶结证明地下水经过了石灰岩地层,承压水通过越流补给到浅部含水层,通过蒸发量计算得到的地下水补给量接近6×108m3/a,承压水中地下水的年龄为20~30 a.     

扇形含水层井流计算通式的研究

扇形含水层井流计算公式,在1988年前没有规律性的研究归纳,形式上也混乱。1988年潘元伯导出了满足映射条件且完整单井位于扇形角平分线上的三个综合性稳定井流公式。本文进一步探讨了扇形含水层稳定流及非稳定流完整单井涌水量计算的规律性,找到了所有满足映射条件扇形含水层的稳定井流及非稳定井流的通式。并把通式进一步推广到不满足映射条件的扇形含水层井流计算中去,解决了非映射条件下扇形含水层井流计算问题。     

乌鲁木齐河流域柴窝堡盆地与河谷区地下水流模拟

乌鲁木齐河流域柴窝堡盆地与河谷区是乌鲁木齐市的重要供水水源地。为了更好地为地下水资源的可持续开发提供依据,本文尝试将几何形状及含水层厚度差异悬殊的柴窝堡盆地与河谷区联合起来,运用GMS模型系统建立了区域地下水稳定流和非稳定流数值模型。通过对观测孔地下水位过程线和地下水流场进行拟合,校正了研究区的渗透系数、给水度和储水率等水文地质参数。并运用模型分析了研究区的地下水流系统、地下水均衡量、地下水位变化趋势及地下水位监测网的设计。结果表明研究区地下水流主要存在两个径流排泄区:沿乌鲁木齐主河道的径流排泄区和以柴窝堡湖和大小盐湖为排泄中心的径流区;地下水储存量相对较大,能够调节季节性变化与地下水开采的影响;应加强主要河流洪积扇补给区和山前侧向补给带地下水位的监测与排泄区泉水流量的观测。     

天津市地下水流-地面沉降耦合模型

天津市平原区地面沉降主要由地下水大量开采引起,影响范围广、危害大,已成为天津市主要的环境地质问题。分析了研究区的水文地质条件,结合地下水开发利用状况,将研究区概化为6个含水层组,地下水流考虑三维非稳定流,地面沉降选用一维固结压缩模型,运用地下水流模型Modflow 2005和地面沉降模拟模块 Sub,建立了天津市平原区地下水流-地面沉降数值耦合模型,模型面积为1.1×10⁴ km²,利用1998-2008年地下水位等值线、过程线、地面沉降过程线等资料对模型进行了识别。模拟期的地下水均衡分析表明,在多年开采条件下,越流补给、压缩释水、侧向边界流入分别占深层含水层补给量的41.84％、32.15％和24.17％。将调试后的模型应用于南水北调实施后地下水控采条件下的地面沉降趋势预测,显示出停采或减少地下水的开采,有利于减缓地面沉降下降速度,且表现出开采层位越往下,地面沉降恢复难度越大的变化趋势。     

系统响应分析在降水入渗补给计算中的应用

针对常用的利用降水入渗系数法确定的降水入渗补给量不随降水频率等因素而变化的弊端,利用郑州市地下水均衡试验场地中渗透仪长时间观测的系列资料,通过对降水—降水入渗补给量进行系统响应分析,建立了4种岩性、5个水位埋深的年际和月际的降水—降水入渗补给响应函数.研究结果表明,根据当期及前期的年、月降水量数据,利用系统响应分析法建立的降水入渗补给函数能比较准确地计算相应地区的降水入渗补给量.     

齐齐哈尔市地下水水质污染与保护

齐齐哈尔市地下水超量开采,使地下水位逐年下降,形成降落漏斗,由于越流补给造成地下水污染.分析了地下水污染的主要原因,提出了建立地下水与地表水联合开发系统,调整监测井密度,加强管理防治措施.     

黄河聊城段侧渗分析研究

黄河在山东境内属地上河,常年补给两侧地下水,是沿河地带地下水资源的重要组成部分.依据黄河聊城段东阿县境内的艾山侧渗断面1986～1994年地下水位资料,在分析水文地质条件和地下水流态的基础上,应用水均衡原理分析计算导水系数T,并通过同位素示踪试验得到了验证.利用达西公式计算单侧年侧渗量,建立艾山水位、年径流-侧渗量关系,并与应量平衡法和地下水非稳定流公式计算的成果作了对照分析.