滦县新建地下水源地开采方案论证

合理的水源地开采方案对地下水资源可持续利用,避免影响周边水资源和地质环境,均有重要的意义。以滦县新建傍河地下水水源地为研究对象,在明确研究区域水文地质参数的基础上,对水源地开采方案即水源井数量、布置方式、水源地中心点位降深、允许开采量及对周边环境地质的影响进行论证。开采方案确定为靠近滦河布置两排共12眼水源井,开采水量4×10⁴ m³/d。结果显示,连续开采30 a中心点水位降深为7.35 m,开采条件下对滦河的激发补给量会有所增加,水源地开采4×10⁴ m³/d地下水是有充分保证的,地下水仍保持采补平衡略有盈余的状态,且对周边的地质环境不会产生不利影响。     

Visual ModFlow在第四系松散层地下水数值模拟中的应用——以渭南市北郊水源地为例

本文首先建立了渭南市城区水文地质概念模型,其后运用目前国际通用的可视标准软件Visual ModFlow对勘探区地下水进行了数值模拟计算,得出了该区天然补给量为17.21×104m3/d,在保证农业现有开采量20862.26 m3/d的条件下,开采资源为216898.30 m3/d,其中渭南城区开采95536.04 m3/d(潜水开采64857.54 m3/d,中层承压水开采25595.00 m3/d,深层承压水开采5083.50 m3/d)。北郊水源地开采100500.00 m3/d(潜水开采94500.00 m3/d,浅层承压水开采1500.00 m3/d,中层承压水开采3500.00 m3/d,深层承压水开采1000.00 m3/d)。在上述各量开采下,不论渭南城区及北郊水源地各层水水位均达到稳定。但渭南城区目前潜水超采5025.00 m3/d;中层承压水超采4900.00 m3/d;深层承压水超采485.00 m3/d。通过计算得知渭南城区必须对超采的量进行压缩。才能保证地下水长期有效的开采,为地下水合理开发利用及管理提供科学依据。     

新蔡县城市应急水源地评价

新蔡县城市应急水源地是新蔡县城市地质调查的重要组成部分,对提高新蔡县在特枯年、连续干旱年以及水污染事件突发时的危机应对能力发挥重要作用。本文选取应急水源地为研究区,通过分析水源地的水文地质条件,评价水源地地下水开发保障能力。研究表明,水源地中深层地下水丰富,水质良好;经计算求得可开采量为1. 78×104m3/d;规划开采井9眼,东西向分二排布设,梅花状交错分布,井深为300 m,单井出水量1 800 m3/d,总开采量为1. 62×104m3/d;水源地以1. 62×104m3/d的开采量开采中深层地下水,100 d后水位下降速度迅速减小,400 d时水位下降速率0. 005 m/a,趋于稳定,水源地的开采量在设计的开采年限内有保障。     

山东淄博沣水泉域岩溶水系统模拟及水源地优化开采预测

沣水泉域岩溶水系统是淄博市及周边地区最主要的供水水源,因原有大武水源地水质严重污染,急需开辟新的水源地,故须重新开展泉域岩溶水资源评价和开采规划工作。文章在充分概化研究区水文地质概念模型的基础上,借助FeFlow软件,建立了基于等效连续介质的三维非均质各向异性岩溶水模型,并利用2016年水位动态数据对模型进行识别和验证。经模型计算可知,在2000-2015年,研究区岩溶地下水日均补给量为104.47万m3/d,排泄量为80.27万m3/d,正均衡24.20万m3/d。对原大武水源地与新增刘征水源地优化开采方案预测的结果表明,最优开采方案为:（1）保持大武水源地现状35.91万m3/d开采条件下,刘征水源地最大开采量为5.5万m3/d,刘征 -大武富水地段最大可开采量为41.41万m3/d;（2）满足刘征 -大武富水地段最大开采条件,大武水源地最大可减采至33.41万m3/d,刘征最大开采量为8万m3/d。      

基于T-PROGS的地下水三维数值模拟及应用

首先阐述转移概率地质统计软件(T-PROGS)基本原理,然后充分利用已知钻孔的岩性信息,应用地质统计学条件模拟技术建立研究区水文地质结构模型;在此基础上,采用基于概念模型的方法建立研究区水文地质概念模型;最后通过水文地质单元流(HUF)软件包实现二者有机集成,最终建立和识别研究区地下水三维数值模型,水文地质参数以岩性赋值,并应用该模型进行水源地开发利用方案预测,得出水源地日供水8×104m3是有保障的,其可开采资源量为26.23×104m3/d。     

山东省重点城市应急供水水源地研究

山东省2006年采用挖潜、开发与调输相结合的技术路线,进行了17个地市级重点城市应急供水水源地的调查与评价研究工作。在深入分析全省水文地质条件、查清环境地质问题及水源地开采潜力的基础上,提出了应急供水水源地的确定、评价原则及开采、规划利用方案;确定应急供水水源地53处,评价应急供水量374×104m3/d,相当于目前各城市供水总量的77.65%,为各重点城市应急供水机制建设提供了可靠的资源保障。     

郑州市万滩应急地下水水源地评价

为保障郑州市突发时刻供水安全,在郑州市沿黄河的万滩一带勘查一处应急后备水源地。水源地的选址以资料收集及野外补充调查为主,通过资料综合分析,筛选出合适的水文地质计算参数,通过计算机DOS编程,采用解析法对水源地开采进行水位预报评价,用比拟法对开采资源量进行了验证,确定开采资源量为19.8×104 m3/d,在连续应急开采200d后,中心井位最大水位降深为10.81m,水位降深引发的地质环境问题较小。郑州市万滩应急地下水水源地处于黄河下游的黄河冲积扇中上部,第四系孔隙含水层巨厚,地下水储存量丰富,黄河常年补给地下水,具有丰富的地下水资源补给保障且水质较好。水源地可以作为未来突发时刻郑州市中短期供水的补充水源。     

内蒙古清水河水源地地下水允许开采量计算

为解决内蒙古清水河县城新区供水问题, 在分析水源地水文地质条件的基础上, 利用勘察获得的资料, 对评价中相关水文地质参数的确定进行了讨论。经计算, 研究区的降水入渗系数为0.19, 河流补给量为873.13 m3/d。采用均衡法进行地下水资源评价, 确定了研究区地下水允许开采量为 40 769.14 m3/d, 能够满足该区未来需水量。     

烟台市王家庄地下水应急水源地评价

依据烟台市王家庄地区地质、水文地质条件,进行了地下水开采性抽水试验,计算了该区在开采条件下的地下水补给量为1.11×104m3/d。按每天应急供水量2×104m3计算,预测水源地运行3个月的地下水位下降40.5m,6个月下降81m。     

河北省重要城市地下水应急水源地方案建议

根据河北省水文地质条件和地下水开发利用现状,提出了11个重要城市的的13处地下水应急水源地方案建议,分别给出了具体的应急开采约束条件。对13处拟选应急水源地,平原区采用干扰井群法、山区岩溶水采用大井法、山丘区及盆地区采用补给法与排泄法,评价出最大应急开采总量为155.03×104m3/d。最后分析了应急水源地的恢复能力,提出了保护措施建议。     

江汉平原典型含水层水文地质参数反演

含水层参数对于定性分析区域地下水资源评价、数值模拟及预报、开发利用与保护及科学管理具有重要意义,而江汉平原水文地质参数求解的研究却相对较少.2015年江汉平原1:50 000水文地质调查项目完成杨林尾图幅与陆溪口图幅,选择杨林尾图幅和陆溪口图幅中的4个代表性钻孔,分别做了3组抽水试验和一组压水试验.对抽水数据使用Dupuit公式法结合抽水稳定阶段数据求解含水层参数,同时利用Aquifer Test软件中Theis标准曲线法、直线图解法对抽水试验中非稳定条件下抽水数据对含水层参数求解,得到孔隙水含水层渗透系数及弹性给水度;利用压水试验工程规范求解基岩裂隙含水层的渗透系数.探讨了利用非稳定抽水试验条件下求解含水层参数方法的可行性及该方法的优势.计算结果表明:杨林尾镇浅层(20.2~64.55 m)含水层渗透系数为0.075 m/d,弹性给水度为5.8×10-2;深层(138~160 m)含水层渗透系数为9.89 m/d,弹性给水度为2.3×10-5;陆溪口镇浅层(19.4~36.4 m)含水层渗透系数1.26 m/d,弹性给水度为1.1×10-1;基岩渗透系数为0.012 m/d.通过结果对比分析发现对于单孔非稳定抽水试验,对前期水位降深数据筛选分析,同样可以利用非稳定井流理论反演含水层参数,结果比较可靠.      

基于解析法和数值法的非稳定流抽水试验参数反演

含水层的水文地质参数是进行地下水资源计算、地下水污染防控等所必需的基础数据,结合数值模拟技术进行含水层参数反演很有必要.按照1:5万水文地质调查规范在江汉平原仙桃市杨林尾镇复兴水厂不同含水层位开展抽水试验,包括深层含水层单孔抽水试验以及浅层含水层中群孔(2孔)抽水试验.对于单孔抽水试验,应用第1类越流系统井流理论进行参数反演;对于群孔抽水试验,推导了特定综合井函数,并利用特定标准曲线匹配法和直线图解法求解了含水层参数.随后利用FEFLOW软件建立了相应数值模型,拟合了含水层参数.结果表明:浅层含水层的渗透系数变化范围为21.66~54.00 m/d,贮水率变化范围为1.28×10-5~8.00×10-4 m-1;深层含水层渗透系数变化范围为1.27~7.00 m/d,贮水率变化范围为3.90×10-6~5.00×10-6 m-1.对于深层承压含水层而言,越流补给量较大.采用数值模拟方法结合抽水试验数据求参,综合考虑了含水层结构,拟合效果好,所得结果更加可靠.      

基于数值模拟的岩溶地下水源保护区划分技术研究

以山东省邹城市某岩溶水源地为例,研究数值模拟方法在岩溶地下水水源地保护区划分中的应用,以及水文地质参数对于水源地保护区划分结果的影响。基于GMS软件构建了研究区三维非稳定流地下水数值模型,采用质点追踪技术,通过反向追踪示踪粒子在运移100 d、1 000 d以及25 a后的位置及迁移轨迹,对该岩溶水源地进行保护区划分;改变数值模型中的主要水文地质参数,以变化后的保护区面积作为衡量参数敏感度的指标,并计算各参数的敏感度系数,研究水文地质参数对于保护区划分范围的影响。结果表明:当参数改变幅度在20%范围内时,一层垂向渗透系数(VK1)的敏感度系数最大可达到2.63×10-3,二层垂向渗透系数(VK2)的敏感度系数最大可达到3.64×10-3;垂向渗透系数的敏感度明显高于其他参数,说明垂向渗透系数对保护区划分范围的影响最大。因此,在应用数值模拟法对岩溶地下水源地进行保护区划分时,应尤其注意模型中各含水层垂向渗透系数取值的准确性和合理性。      

基于多源数据的弱透水层水文地质参数反演研究

弱透水层是含水层系统的重要组成部分,其水文地质参数的准确获取一直以来都是研究难点,传统室内试验难以克服应力状态及环境变化对土层参数的影响,因此如何在原位状态下评价其水文地质参数有着重要意义。选取呼和浩特盆地某淤泥层为研究对象,基于抽水试验和溶质运移试验获得的多源数据,采用基于控制体积有限差分法的非结构化网格（Unstructured Grid）方法,建立三维地下水流-溶质运移耦合模型,对弱透水层水文地质参数进行反演。结果显示:模型计算的抽水井中水位和溶质浓度变化规律与实际观测数据能够较好拟合,模型识别出的抽水含水层渗透参数（4.8 m/d）与通过解析法计算得出的结果（4.17 m/d）相近,建立的数值模型符合实际水文地质条件;反演得到淤泥质弱透水层垂向渗透系数为1.2×10?4 m/d、储水率为1.0×10?5 m?1。基于多源数据的参数反演方法可为弱透水层参数研究提供借鉴。     

基于不同开采方式的煤矿涌水量预测及其环境影响分析

煤矿开采不当会对水资源与水环境造成破坏,尤其在生态环境相对脆弱地区更是如此。针对目前矿井涌水量预测大多以单一工作面或煤矿为评价单元,对沟域内煤矿群同时长期开采的地下水环境影响重视不够。选择头道河则沟域为研究区,以地下水勘查、井田勘探资料为依据,构建了头道河则完整沟域的地下水三维非稳定流数值模型,根据地下水、地表水监测数据和煤矿群开采涌水量的长观资料进行模型的识别与验证,以9#煤矿为典型矿区,分析综采和条带充填2种不同开采方式下矿井涌水量及其对水环境的影响。研究结果表明：(1)综采状态下,矿井涌水量增加0.70×10⁴ m³/d,导致地下水溢出量减少0.20×10⁴ m³/d,引发矿区及区域地下水水位下降0.21～17.92 m;条带充填开采状态下,矿井涌水量增加0.11×10⁴ m³/d,导致地下水溢出量减少0.04×10⁴ m³/d,引发矿区及区域地下水水位下降0.01～0.44 m。(2)煤矿按综采方式开采,...     

中试尺度下可渗透反应墙位置优化模拟——以铬污染地下水场地为例

可渗透反应墙（PRB）是一种高效的地下水污染原位修复技术。不同水文地质条件下,污染场地墙体位置布设合理性影响其修复效果,而利用地下水数值模拟可实现墙体位置优化。文章以某Cr6+污染地下水场地为例,基于Visual Modflow建立了研究区平面二维稳定流数值模型,并通过模型检验。根据墙体的设计尺寸（长20 m×宽2 m×深12 m）及填充材料的渗透系数（80 m/d）,利用所建模型分别计算了4种布设方案（墙体尺寸大小和填充材料渗透系数相同,布设位置不同）下墙体的捕获区宽度、粒子滞留时间和通过墙体的Cr6+通量。结果表明:4种布设方案模拟的滞留时间和捕获区宽度取值差异性不大,变异系数小于2%;Cr6+通量差别较大,变异系数高达76.32%,主要由地下水中Cr6+浓度空间分布不均引起。对比分析4种方案的各评价指标,方案2求得的捕获区宽度为21.9 m,粒子滞留时间为4.1 d,Cr6+去除量可达127.7 mg/d,可作为最佳布设方案。本研究建立的地下水流数值模型符合场地实际情况,可有效评估PRB截获污染羽的范围和去除目标污染物的能力,为铬渣类污染场地PRB原位修复工程设计与实施提供技术支撑和参考依据。     

大武水源地岩溶地下水开采动态数值模拟分析

综合考虑大武水源地复杂的水文地质条件,运用三维数值模拟技术,采用断层带状剖分方法,在大武水源地建立了地下水流动的三维数值模型。模型采用任意多边形网格有限差分法求解,把断层带作为单独的水文地质参数分区参与模型运算,较好地刻画了断层的性质,模拟计算水位结果与观测水位资料拟合检验效果良好。为了保证大武水源地岩溶地下水能够合理的持续开发利用,在此模型基础上和在不考虑上游太河水库放水条件下,模拟计算得出了平水段和枯水段水源地地下水的允许最大可开采量分别为39. 7万m3 /d和26. 2万m3 /d      

基于地面沉降控制的区域性松散沉积层地下水可采资源规划评价

为了满足区域性松散沉积层地区地面沉降的防控要求,规划评价地下水的可采资源量,根据渗流理论和土力学理论,建立了地下水三维非稳定渗流与地面沉降耦合数学模型,并考虑了含水层孔隙度、渗透系数、储水率随含水层发生固结沉降的变化特征。采用三维有限元数值分析方法,以江苏省南通市地下水开采为例,基于地面沉降的控制要求,规划评价出了各乡镇各含水层的地下水可采资源量。结果表明：地下水开采布局科学规划后,总的可采资源量为17 870.56×10⁴ m³/a,较现状开采量10 902.32×10⁴ m³/a有较大幅度的增加。地下水三维变参数非稳定流与地面沉降耦合模型可以更加精确地刻画三维水文地质体的特征,更加符合实际情况。     

Groundwater system division and compilation of Groundwater Resources Map of Asia

Based on landform, climate, river system, geological structure and hydrogeological structure and from the perspective of systematology, the groundwater system of Asia can be divided into 36 secondary groundwater systems under 11 primary ones by the intercontinental scale. A scientific evaluation of groundwater resources in Asia can be secured using water balance method and runoff modulus method through water circulating analysis and feature study of groundwater system on the basis of groundwater system division of Asia. With natural recharge(runoff) modulus(10~4m~3/km~2·a), the total amount of water resources and those available for exploitation of primary groundwater system can be evaluated-continuous aquifers in plains and basins contain 242.465× 10~9 m~3/a of water, 169.725× 10~9 m~3/a of which is recoverable; discrete aquifers contain 186.695× 10~9 m~3/a, 130.686× 10~9 m~3/a of which is available for exploitation; other scattered aquifers contain 38.614× 10~9 m~3/a, 27.029× 10~9 m~3/a of which could be exploited. In total, there is 467.774× 10~9 m~3/a of groundwater with 327.440× 10~9 m~3/a recoverable. The groundwater map of Asia is compiled according to groundwater system division, evaluation of the total amount and aquifer types to reflect the macro features of groundwater resources in Asia, laying a scientific foundation for exploitation and management of water resources here and for avoiding disputes over groundwater resources and environment among Asian countries.