孔隙-裂隙含水层地下水向水井流动特性的研究

本文讨论了孔隙-裂隙含水层地下水向水井流动特性。假定条件是孔隙、裂隙发育均匀、岩石骨架刚性等。通过1960年巴连勃拉特建立的孔隙-裂隙双重介质模型,分别对孔隙、裂隙导出了普遍适用的承压含水层地下水渗流基本微分方程。 与裂隙中水的渗流速度相比,孔隙中水的渗流速度很小,可以忽略,并借助达西定律、状态方程等辅助方程,对无越流、无限含水层轴对称问题,用拉普拉斯变换方     

应用电网络模拟抽水试验求水文地质参数

(一) 模拟承压含水层抽水试验的基本原理 应用电网络模拟抽水试验反求水文地质参数,与解析解一样是针对轴对称(井)问题,以二维流偏微分方程的极座标形式为基础,然后依据该方程与电流方程的相似性进行模拟试验。 1.基本方程的变换和差分方程 如图(1) 设ρ=1gγ,则承压含水层二维渗流偏     

渗漏含水层中近水平流的扰动分析

扰动分析方法是用来分析两个含水层中控制水流的方程,这两个含水层被一个半渗透岩层分隔开来。上部含水层是潜水(非承压)含水层,下部是半承压含水层。近水平流的逼近法导出一个双含水层的耦合方程,尤其对潜水含水层来说,该方程为非线性的。参数扰动法对线性化方程和分解方程是一种简便方法。这里就两个简单问题介绍扰动方程的解析解法。     

二维各向异性岩土介质中渗流分析的等参有限元方法

为了建筑环境的保护,软土地区基坑围护中的坑内降水与坑外水位保持常是一对矛盾的课题.而坑内外的水位差,极易形成止水结构两侧的渗流运动.对饱和各向异性、水平延伸、厚度大致相等、且存在一、二类边界时的承压含水层中的承压水二维非稳定流渗流问题,本文推导出了二维、各向异性渗流等参有限元方程,用以进行基坑围护止水结构附近渗流场分析,并给出了算例.     

江苏姜堰孔隙承压地下水资源评价三维数值模拟

通过建立符合该地区承压地下水赋存条件和渗流特征的地下水三维数值模型,并在模型识别、验证的基础上,根据各承压含水层的水位控制要求,调整现有地下水的开采布局,以乡镇为单位,确定出各含水层的地下水可开采资源量及最优开采布局,并预测2011—2020年底逐年地下水水位动态变化情况。     

基桩对含水层渗流阻挡作用效应研究

超高层建筑的桩基础通常会打入到深度较大的承压含水砂土层中;在承压含水层的上方通常会进行超深基坑的开挖构建超高层建筑的地下室。为了保持超深基坑的基底稳定,需要在承压含水层中进行降水施工。由于深基坑存在大量的桩基础,基桩的存在会影响降水时地下水的渗流路径,继而影响土体的渗透性状。应用室内试验研究基桩对含水层渗流阻挡作用的机制。试验采用PVC管模拟基桩,将颗粒较均匀的砂土作为试验土体,通过室内渗流试验来研究基桩对地下水渗流的影响。试验结果表明,基桩对于地下水渗流有明显的阻挡效应：基桩的数量以及布置形式会对渗透效应产生较大的影响。考虑砂土体积置换率的有效介质理论可以用来分析矩形布置的基桩对渗透系数的影响,但对梅花形布置的基桩应用有效介质理论计算所得的渗透系数会有将近20%的偏差;其原因是梅花形布置的基桩,会使渗流路径增加。基于对渗流路径的分析,提出了考虑有梅花形布置的基桩存在时等效渗透系数计算的修正方法。     

上海市承压含水层系统应力-应变特征及地面沉降防治对策

1990年以来，上海市地下水开采与人工回灌格局发生了较大的变化。承压含水层地下水位变化与压缩变形均表现为新的特点与发展趋势。通过对上海中心城区含水层系统的应力一应变特点分析，总结了承压含水层随地下水位下降所表现出的弹性一弹塑性一塑性变形的演化规律。上海中心城区第Ⅱ、Ⅲ承压含水层总体上处于地下水开采与人工回灌的平衡状态，表现为弹性变形；而第Ⅳ、Ⅴ承压含水层由于地下水位目前已严重低于其“临界水位”，表现为持续压缩的塑性变形。目前，第Ⅳ承压含水层对中心城区地面沉降贡献率已达到了49．3％，西部华漕地区第Ⅴ承压含水层变形的贡献率为46．7％。针对各承压含水层不同的变形特点，提出了地下水资源管理与地面沉降防治对策。     

用变分不等式-截断方法求地下水中的自由边值问题的数值解

一、引言 对承压渗流问题,一般说来,只要边界已知,就可以通过有限差分法或有限单元法求数值解。对于无压渗流问题或无压-承压渗流问题,在数学上是属于椭圆型方程(如果流体是不可压缩的)或抛物型方程(如果流体是可压缩的)的自由边值问题。对于自由     

在三维渗流问题中等参数有限元法的应用

实际水文地质问题往往比较复杂,很多是空间问题,如大降深的矿床疏干、倾斜含水层以及多个含水层中的渗流问题等。研究三维渗流问题不仅有理论意义,还有重大的实际意义。等参数法是研究三维问题的一种有效方法。1976年发表了S.K.Gupta等人用迦辽金法研究三维承压渗流问题的报导。     

江苏长强钢铁厂地下水环境影响评价

为正确评价江苏长强钢铁厂拟建项目的建设运行对地下水环境的影响,在合理概化水文地质概念模型的基础上,构建了与之相应的地下水渗流和溶质运移的数值模型。通过对新建厂区运行20年的污染物运移情况进行数值模拟,确定出污染物扩散范围。结果表明,新建厂区周围地下水环境已受到污染,但影响范围及程度有限,平面上仅局限在厂区内,均未超过污染源下游100m;剖面上仅局限在潜水含水层及微承压孔隙含水层内,不涉及承压含水层。     

滤管两端均不在含水层层面的承压不完整井近似计算方法研究

不完整井在实际工程中应用广泛,且存在某些承压不完整井,其滤管顶、底均不在含水层层面,不能直接按常规的方法进行计算。可根据流线图中的水平流线对渗流场分层后进行简化计算,但分层位置的确定非常困难。因此,提出了简便可行的渗流场分层方法,包括假设上下部渗流场渗径相等的等渗径改进方法、假设上下部渗流场中井滤管长度与其含水层厚度比值相等的等比例改进方法和以等比例方法为基础的等效阻力法,并以此为基础对计算简便、精度较高的沙金煊公式进行完善,得到了适用于滤管顶、底均不在含水层层面的承压不完整井近似计算方法。经过算例验证和与有限元比较,该方法计算精度较高,实用性较强。     

半承压含水层按稳定流承压含水层求参数的讨论

用稳定流承压含水层公式对半承压含水层求参数时,计算出的导水系数“T”比非稳定流计算出的要大,影响半径R与经验系数相比普通偏小.用水位恢复法计算也同样.原因在于半承压含水层中地下水受潜水垂向越流补给及水平径向补给,因而用稳定流承压含水层法计算时,或者修改公式,或者用非稳定流计算.     

地下水向水平井三维流动的有限层分析

基于地下水向水平井三维流动数学模型,利用半解析数值分析原理推导了层状各向异性承压含水层有限层方程,给出了水平井源汇项计算公式,编制了相应的计算程序,实现了有限层方程的求解。通过算例的解析解和有限差分解验证了有限层法及程序的正确性,对比分析了有限层法与有限差法的计算效率。结果表明,有限层法适于层状各向异性承压含水层中地下水向水平井三维流动问题的模拟分析,且具有较高的计算效率。     

含水层中海水入侵的数学模型

提出了考虑过渡带的适合潜水含水层和承压含水层的海水入侵数学模型,导出了相应的方程和定解条件.经实例验证,模型是合理和可靠的.     

承压含水层井流-盖层弯曲效应的解析理论

指出承压含水层盖层的弯曲变形与开采井周围的径向地下水运动存在相互作用, 而这一效应在传统的井流理论中没有被认识到.通过引入弹性薄板理论, 建立了无越流的承压含水层井流-顶板弯曲效应的解析模型, 同时考虑了含水层和水的压缩性, 结果表明Theis井流方程给出的抽水降深偏小.在此基础上推导了有越流承压含水层井流-盖层弯曲效应的偏微分方程, 求出了解析解, 并与传统理论的结果进行了对比, 表明Hantush-Jacob公式计算的降深也是偏小的.在抽水井附近和抽水初期, 传统理论可能导致显著的相对误差.      

承压含水层中非完整井附近“非达西-达西”两区渗流模型近似解析解

抽水井附近由于流速过快往往发生非达西流,而远离抽水井随着流速下降又变为达西流.为了描述这些特征,建立了承压含水层中非完整井附近“非达西-达西”两区渗流模型,即距离抽水井较近的区域由于流速较快假设发生非达西渗流,并利用Izbash公式刻画,而距离抽水井较远由于流速较慢假设仍然满足达西定律,含水层中垂向流速较小也利用达西定律描述.通过线性化近似方法结合Laplace变换和有限Fourier余弦变换对模型进行了求解,分析探讨了该两区模型下水位降深曲线特征.结果表明:抽水初期,非达西渗流区域水位降深与全非达西渗流模型结果吻合,而抽水后期两区模型非达西渗流区域的水位降深与全达西模型水位降深基本一致,但大于全非达西渗流模型的水位降深;抽水初期,两区模型中达西渗流区域的水位降深比全达西渗流模型结果大,但比全非达西渗流模型结果小;对不同时间的水位降深随井距变化曲线分析发现非达西渗流区域水位降深随Izbash公式中的幂指数n增大而减小,而在达西渗流区域水位降深基本不受n值的影响.研究成果对非完整井抽水试验参数反演具有重要理论意义.      

承压含水层对地壳应力应变信息的响应

以位于著名的郯庐断裂带中段沂沐带中的地声井含水层为例，在建立其水文地质模型的基础上，用Ｂｉｏｔ理论推导了承压含水层中地声波动的频率方程，结果表明，只有振动频率大于某一基频的地壳应力应变信息含水层对其才有响应。响应频率的大小取决于承压含水层的弹性常数，孔隙度，厚度以及水和骨架的质量密度等因素。     

越流区开采条件下承压含水层易污染性机理研究——以单井开采为例

地下水易污染性分析是合理开发利用地下水资源、保护地下水环境的一项重要的基础性工作.长期以来针对潜水含水层易污染性的研究进行的较为深入,而对承压含水层易污染性的研究较为少见.同时,易污染性评价方法又以经验方法为主,受人为主观因素影响较大,因此需要通过对承压含水层污染机理进行研究,以减少人为主观因素对评价结果的影响.本文以单井开采承压含水层为例,通过分析承压含水层受污染的原因,以单位面积上越流补给量占开采量的比重为承压含水层易污染性指数,在建立越流区承压水向完整井稳定运动的微分方程的基础上,得到易污染性指数的解析表达式,并分析了各参数对易污染性的影响,使承压含水层易污染性评价有了一定的理论依据,对合理开发利用承压含水层有一定的指导意义.     

水资源和环境工程中水平井研究简介

简单介绍了水平井在水资源和环境工程中的近期研究进展, 重点介绍了在不同含水层(如承压含水层、潜水含水层、越流含水层及河下含水层) 中, 水平井抽水条件下降深的半解析解, 同时分析了降深随抽水时间变化的标准曲线和微分标准曲线.这些半解析解可用于分析小流量水平井在中长时段的降深特性.分析了用于排水和供水的大流量水平井的水力学特征, 并介绍了求解渗流-管流耦合井流系统的一种新方法.同时介绍了在非饱和含水层中水平井抽取气体的动力学特征, 并分析了地面覆盖和未覆盖2种情况下的气体清除效率, 报告了在不同饱和含水层条件下水平井的捕获区和捕获时间的计算.      

潘北矿A组煤层底板高承压水数值模拟及疏水量预报

建立高承压含水层数学模型,识别其参数特征,是预报不同开采方案下该含水层水量合理疏放大小的依据。在分析潘北煤矿地质及水文地质条件基础上,利用–490 m水平4个阶段放水试验成果资料,利用Modflow建立了A组煤层底板灰岩水渗流水文地质模型及其数值模型,经识别和验证后,获得了太原组灰岩含水层水文地质参数,并结合“突水系数”,分别预报了–490 m和–650 m水平在确保A组煤层安全开采下的疏放量,其计算结果,给太原组灰岩水的防治提供了决策依据。