地下水混合井流解析模型

建立了地下水定流量抽水的稳定混合井流模型和不稳定混合井流模型,后者包括未抽水条件的混合水位（初始混合水位）模型和定流量混合抽水模型。得出若干基本规律。并与前人的相关问题做了对比,证明了Sokol D.,Hantush M.S.,Бочевер Ф.М. 和 Веригин Н.Н.及 Neuman关于混合观测孔水位建议方程所需要的条件以及MODFLOW软件关于混合抽水井各层流量的分配与各层的导水系数成正比建议所需要的条件。     

地下水混合井流解析模型

建立了地下水定流量抽水的稳定混合井流模型和不稳定混合井流模型,后者包括未抽水条件的混合水位（初始混合水位）模型和定流量混合抽水模型。得出若干基本规律。并与前人的相关问题做了对比,证明了Sokol D.,Hantush M.S.,Бочевер Ф.М. 和 Веригин Н.Н.及 Neuman关于混合观测孔水位建议方程所需要的条件以及MODFLOW软件关于混合抽水井各层流量的分配与各层的导水系数成正比建议所需要的条件。     

地下水不稳定混合抽水的模型及模拟方法

本文指出在混合井抽水量已知的情况下,不能预先分配各层的分流量,只能从刻画混合抽水的模型运转中获取。提出“窜流”是混合井孔的最基本特征,建立了符合混合抽水机理的渗流-管流耦合模型.文中提出“折算（层流）渗透系数K1”的概念及其表达式,解决了管流与渗流耦合的困难,并提出了混合井井流的模拟方法。     

陈崇希教授的学术思想和成就综述

在地下水资源评价理论方面, 陈崇希教授分析了"平均布井法"不符合质量守衡原理的实质, 纠正了以"地下水补给量计算可持续开采量"的错误, 提出了基于"质量守衡"的地下水资源评价原则, 强调分析"补给的增加量与排泄的减少量"在评价地下水可持续开采量时的重要意义.在地下水动力学领域, 陈崇希教授纠正了稳定井流"影响半径"模型的错误, 恢复了Dupuit"圆岛模型"的原貌, 拓展了Theis公式和Hantush公式的应用条件, 改进了地下水非稳定井流理论, 完善了其中的某些基本概念.在水文地质模拟仿真技术方面, 陈崇希教授提出确定滨海承压含水层海底边界的理论和方法; 提出地下水混合井流的模型和模拟方法, 解决了混合抽水试验确定分层水文地质参数的难题; 提出岩溶管道-裂隙-孔隙三重介质的地下水线性-非线性流动的模型; 建立了考虑井管水流雷诺数对滤管入流量分布的水平井-含水层系统的地下水流模型; 完成了"渗流-管流耦合模型"的砂槽物理模拟, 并用数值方法仿真了地下水流的规律; 最近向观测孔水位形成的传统观念———常规观测孔中的水头降深反映该孔滤水管中各点的平均降深———提出质疑.陈崇希教授建立的"渗流-管流耦合模型"使传统的基于线汇/线源的井孔-含水系统模型提高到新的水平.陈崇希教授积极倡导"防止模拟失真, 提高仿真性", 强调精细地分析水文地质条件、合理地概化模型和采用正确的仿真技术的重要性.      

承压含水层井孔储存效应对气压波动引起的井孔水位波动的影响

定量研究了井孔储存量对气压波动引起的承压含水层井水水位波动的抑制和滞后效应,建立了相应的数学模型,并推出了其解析解,给出了承压含水层井孔水位波动与气压波动的定量关系.分析发现,对于常见承压含水层完整井来说,当其井径大于0.1m时,井孔储存量对气压波动引起的井水水位波动具有明显的控制和滞后效应.随着井径的增大或者含水层水力扩散系数的减小,气压波动引起的井水水位的波动减弱.当井径无穷大或含水层水力扩散系数无穷小时,井水水位不再随气压波动;反之,当井径无限小或含水层水力扩散系数无穷大时,井水水位则正好以反相位随气压波动,且井水水位波动幅度和气压波动幅度之比刚好为气压效应系数.     

露天矿坑岩质边坡浸润线及稳定性研究分析

浸润线是露天矿坑岩质边坡的生命线。针对山东三山岛露天矿坑尾矿库高陡岩质边坡非恒定渗流问题,依据同一条浸润线不同渗流截面的渗流量相等以及不同浸润线同一截面的渗流量差值为库水位的增量建立平衡方程,求解浸润线方程的解,运用Seep/W进行模拟,将理论计算结果与模拟值进行对比,验证浸润线方程的正确性;同时将浸润线方程应用到工程实际中,将库水位监测数据进行曲线拟合,与观测孔数据结合分析浸润线位置的变化,运用ABAQUS流固耦合模型对尾矿库边坡的塑性区和安全系数进行分析。研究结果表明:浸润线方程的解与模拟值最大误差为0.01%,满足实际要求;浸润线观测孔数据与理论计算数据基本吻合,误差最大为0.75m,进一步证明理论可靠性;尾矿库水位的上升增加了塑性区范围,安全系数与尾矿库水位变化曲线为"V"字形,库水位为100m时,安全系数最低为1.06,处于极限平衡状态,同时应将库水位设定在-45m以下,为后期库水位设计提供依据。     

井孔水位的微动态特征综述

我国的地震水文地质界,多年来在以地震预报为目的的井孔水位动态的观测与研究中,特别注意井孔水位的微动态特征。井孔水位的微动态,一般指井孔中地下水位的微量变化,其水位变幅常以毫米为单位。这种动态一般来说,和传统水文地质学所关心的含水层水量的增减引起的宏观动态有所不同,是和地壳中的应力状态的变化有关,只是含水层中的孔隙水压力的变化所致的。形成井孔水位的微动态的因素很多,     

JWS—139型手提式井温水位仪

为了提高在长期水文观测孔中所测资料的质量,并减少工作量,我们设计制作了手提式井温水位仪,一次可取得孔内水位及逐点井温资料。      

基于阶梯流量压水试验水位恢复的含水层参数计算

承压含水层阶梯流量井流公式与水位恢复井流公式可解决不同流量变动条件下含水层参数求解。针对野外压水试验中流量与水压难以控制且观测精度低, 但阶梯流量压水后水位恢复曲线易于准确观测的特点, 根据叠加原理, 从非稳定承压含水层阶梯流量井流基本公式中推导出阶梯流量水位恢复公式。根据现场阶梯流量压水试验资料进行了含水层参数计算, 验证了公式的可行性。      

加速井孔抽水试验的方法

井孔抽水試驗是野外水文地質調查中一項重要的工作,它关系着水文地質工作者是否能正确解决問題。大家都知道,抽水試驗必须进行到降落漏斗稳定和与孔中水位降低相应的流量稳定时为止。根据現有的规范;一般在抽水試驗时,要使稳定的降落漏斗和相应的稳定流量保持8—12小时(在多孔抽水时,利用观测孔來确定降落漏斗是否已稳定)。因此,在形成了稳定的降落漏斗和得到相应的稳定流量后,为了証明它們不再变化,抽水工作还须继     

沈阳市阳光港湾建筑群基坑降水施工研究

沈阳市阳光港湾建筑群高层建筑采用筏板基础,多层建筑采用人工挖孔灌注桩基础,在基础施工时,均需进行相应的降水工作。采用了分期降水的施工方法,首期降水施工是在分析场地水文地质条件的基础上,利用稳定流"大井法"预算基坑的涌水量,布置了9口井,使基坑周边的1#、2#、3#、4#观测孔水位均下降至5.11m,基本上达到了首期的降水的目的;第二期降水是利用首期降水观测的水位资料,采用稳定流干扰井群计算公式对场区地下水位进行了预报,重新设计了3口井。12口井全部投放使用后,测得稳定排水量为43 000m3/d,并形成了以基坑为中心的地下水降落漏斗,降水效果明显。此经验值得同类工程借鉴。     

台兰河地下水库辐射井抽水过程的非稳定渗流场的有限元分析

针对台兰河地下水库大口径辐射井抽水效果的数值模拟问题,在分析了大口径辐射井渗流行为基础上,提出了应用辐射井子结构法和子结构开关器等辐射井精细模拟技术,并联用改进的截止负压法、迭代增量法和求解大型稀疏矩阵的预处理共轭梯度算法进行有辐射井影响的地下水非稳定渗流场的有限元分析。应用自主研发的三维可视化渗流有限元计算软件GWSS对台兰河地下水库辐射井抽水试验过程中的非稳定渗流场进行了数值模拟研究。研究结果表明：所有观测井计算水位的平均绝对误差为0.22 m,单井水位的平均误差最大值为 0.40 m,最小值为0.02 m,各观测井地下水位的模拟值与实测值的变化趋势吻合较好。经验证算法的合理性和程序的可靠性较好。提出的辐射井子结构法可以精细模拟辐射井的渗流行为和局部精细渗流场,可用于分析辐射井抽水过程中的地下水非稳定渗流变化及取水效率评价。     

屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层连通示踪试验

雨水回灌后对岩溶水的影响分析和效果需要对回灌井和下游的观测井监测数据说明。由于岩溶含水层中岩溶发育极不均匀,在测定地下水位并判定出地下水流向的基础上,连通示踪试验是选择与回灌井相对应的观测井的有效办法。用氯化钠作为示踪剂,监测不同测井不同埋深地下水电导率随时间变化的方法确定了岩溶水观测井选址、岩溶含水层的结构及水文地质条件。示踪试验结果表明,3#观测井(西院井)可用来监测雨水回灌效果,并计算出该地区的地下水势流速在9 m/h～20 m/h之间。该成果对北方地区岩溶含水层回灌和环境评价具有重要的参考价值。     

抽水井周围饱水介质场三维水位动态观测及地下水流运动特征

利用设计建造的抽水试验装置,采取多项潜水及承压水的抽水试验,获得大量的抽水井周围饱水介质场三维动态观测数据。试验发现：无论是潜水还是承压水状态,抽水井附近观测井的水位变化,均具有距抽水井愈远愈高、愈近愈低的漏斗状分布,抽水井附件的地下水位降落漏斗是显著的;同时发现每个观测井不同高度上的观测点的水位,均呈现上高下低的特征,说明地下水具有由上到下的运动分量,地下水由周边的供水边界向抽水井聚集运移时,运动方向是下斜向的,潜水如此,承压水也如此。分析认为,这是水头压力与水体自身重力同时起作用的结果。由此推断,在抽水时,靠近承压水含水层顶板存在强势水流,且越靠近补给源,这种强势水流越强。     

断裂两盘井水位同震响应特征对比分析——以北京八宝山断裂带中段大灰厂两观测井为例

地震常引起分布于断层两盘观测井的水位同震响应动态变化特征不同。而研究断裂两盘观测井同震响应能力、水位变化特征的差异性及其控制因素,有助于揭示断裂带的渗透性演化过程、可深化地下水位对地震响应机理的认识,对于指导地震观测井网布局具有重要意义。本文尝试从北京八宝山断裂带中段（大灰厂）上下两盘井的水位同震响应次数、形态、幅度、记震能力等方面进行对比分析,通过去除趋势项,采用数字滤波求取井孔气压系数,采用Baytap-G程序求取潮汐参数,并反演出7次大地震对大灰厂区两口井所在含水层产生的体应变量,进而判别两盘震前震后渗透性的变化。结果显示,两口井同震响应特征具有明显差异,上盘井对大震的同震响应次数较多、能力较强;这不仅与断裂带起屏蔽作用有关,而且与井所处含水层渗透性呈不同规律变化密切相关。     

Numerical simulation of operation performance on production and injection of a double well geothermal system in Kailu Basin,Inner Mongolia

Inner Mongolia is abundant in geothermal resources, but the development and utilization of medium-depth geothermal resources for clean heating in winter is still in the preliminary stage compared with the neighboring provinces. In this paper, a recently developed geothermal heating system using the Mesozoic sandstone reservoirs in Baokang of Kailu Basin, Eastern Inner Mongolia was investigated, a three-dimensional geological model of a pair of production and injection well was established, and numerical simulations on the long term operation performance were conducted and verified by pumping test and water level recovery test data. The effects of flow rates, the direction of wells, injection temperature and ratios on the flow field and water level in the thermal reservoir were analyzed. The results show that considering a 30-year operation period and a production rate from 90 m³/h to 110 m³/h, the optimum well spacing can be increased from 225 m to 245 m, with an average value of 235 m. With the decrease of the injection temperature, the cold front of the injection water has an increasing influence on the temperature in the production well. A complete injection or the principle of production according to injection is recommended in order to maintain the long-term operation stability. In addition, the location of the injection well should be arranged in the downstream of the natural flow field. The present results can provide a useful guide for the optimum design and performance prediction of geothermal wells, thus maintaining the production and injection balance and promoting the sustainable development and utilization of medium-depth and deep geothermal resources.     

张家川水源地渗流井允许开采量的数值模拟计算

在分析渗流井的结构与水流特征的基础上,通过引入等效渗透系数,结合当地地质、水文地质条件,构建渗流井取水的“渗流-管流”耦合模型,用于神木县张家川傍河水源地渗流井取水工程。确定水源地的布井方式与开采方案,计算水源地的平、枯水期允许开采量。结果得出：干水期允许开采量为35500 m3/d,枯水期允许开采量为11800 m3/d。     

渗流井合理竖井降深确定

通过采用单位面积河流在单位水头差作用下的渗漏量来表征河流渗漏能力,建立渗流井取水理想模型,分别计算了在不同河流渗漏能力和含水层渗透性能条件下,竖井降深对渗流井出水量的影响。建立渗流井取水非稳定流模型,计算了在前期稳定竖井降深不同条件下,河流断流后渗流井出水量衰减过程及竖井降深发展过程。提出渗流井合理竖井降深应根据河流与地下水是否脱节以及含水层渗透性能,在岸边渗流井中部及一侧各布设一个观测孔,根据观测孔水位进行确定。对于含水层渗透性能较强地区,渗流井竖井降深应使得渗流井范围内地下水位与河流脱节,但高于辐射孔顶面;对于含水层渗透性能较差地区,渗流井竖井降深应使得侧部观测孔水位接近河床底面或刚出现脱节。