毛细饱和带横向渗流数值模拟

自主编写计算机程序构建了分别基于达西定律和非线性渗流规律的渗流数值模拟技术,并开展了稳定毛细条件下多孔介质中的横向渗流实验,揭示了多孔介质毛细饱和带中渗流流场的分布特征及其变化规律:①在渗透性良好的多孔介质毛细饱和带中的渗流,当补排水水位差增大时,总水势等势线在各区域均增大,分布得更为密集;压力势水平向梯度在各区域亦均增大;压力势垂向梯度在上升流动区增大,在下降流动区减小,在中部近水平流动区变化不大;毛细饱和带厚度在上升流动区减小,在下降流动区增大,在中部近水平流动区变化很小,且仍近似等于水静止时的毛细饱和带厚度。②在低渗透性多孔介质毛细饱和带中的低速渗流,在整个渗流区域,按达西定律推算的相同总水势值的等势线比按非线性渗流规律推算的更靠近排泄区;在水势梯度较小的区域,按达西定律计算出的总水势等势线分布比按非线性渗流规律推算的更稀疏;反之,在水势梯度较大的区域,按达西定律计算出的总水势等势线分布比按非线性渗流规律推算的更稠密;结果表明,以非线性渗透规律为基础的数学模型对低渗透多孔介质毛细饱和带中低速渗流规律的刻画更为准确。      

基于离散裂隙网络法和水流数值模拟技术的地下水封洞库水封性研究

水封性是保证地下水封洞库安全运营的关键,目前研究地下水封洞库水封性的主要难点在于裂隙岩体含水层强烈的非均质性和各向异性。以某地下水封洞库工程为背景,通过实测裂隙几何参数分析裂隙发育特征,建立了研究区离散裂隙网络模型。之后对研究区进行网格化划分计算了各单元体渗透系数张量,基于对裂隙渗流基本规律的理解和假设建立了研究区高精度的非均质各向异性渗流模型,并对研究区渗透性特征进行分析。通过建立非均质各向异性渗流模型对水幕系统水封性能进行了探讨并与传统均质各向同性渗流模型进行对比分析,利用该模型可以弥补传统均质各向同性渗流模型的不足,更加准确地评价由于裂隙岩体非均质各向异性造成的储品泄漏风险。     

岩溶多重介质地下水模拟技术及应用进展

由于岩溶发育的极不均匀性和岩溶含水介质的多重介质性等特征,使得岩溶水系统的地下水运动规律呈现出复杂多变的特点,在孔隙或微小裂隙含水介质中岩溶水满足达西流,而在岩溶管道中可能出现非达西运动,这给岩溶区地下水模拟带来了极大挑战。系统地梳理了岩溶水流和溶质运移模拟的主要方法,总结了复杂岩溶多重介质系统地下水模拟技术的现状,并结合我国南方岩溶和北方岩溶各自的特点,提出岩溶水模型在实际应用中需要关注的要点。主要包括：需加强野外调查和观测,提高模型中对岩溶含水介质结构非均质性表征的精度;进一步深化对岩溶水运动机理的研究,刻画岩溶多重介质的水流特征以及水交换机理;针对北方岩溶水系统模拟,可选择等效连续多孔介质模型,重在耦合区域分布的岩溶溶孔-裂隙介质中慢速渗流与脉状分布的强径流带快速流;对于南方岩溶区,建议考虑建立分布式流域水文模型与能刻画集中管道流多流态变化的多重介质模型的岩溶地下水耦合模型。     

低渗透油藏非达西渗流面积井网见水时间计算

根据低渗透油藏面积注水开发的特点,在流管模型基础上推导出考虑启动压力梯度的四点井网、五点井网、反九点井网的油井见水时间的计算公式,并结合油田实际生产数据给出计算分析结果.该方法解决了低速非达西渗流不同于达西渗流的生产井见水时间的计算问题,为低渗透油田注水开发方案的设计提供了理论依据.     

黄河水侧渗补给地下水的定量研究

研究黄河水测渗补给地下水,以往多用稳定流理论。本文拟介绍用非稳定流理论的研究方法、理论公式,研究黄河水测渗补给及其实用价值。本文根据专门性的黄河测渗研究工程,将试验段刻划为一个“二元结构”模式多孔介质渗流模型。并建立了相应的数学模型。反演以推求水文地质参数,正演以藕合水位信息,既验证了参数的可信性,又识别了模型的合理性。由此计算的测渗量具有一定的精确性。用非稳定流理论来研究黄河水测渗补给地下水系统,在国内还是初次,其理论公式及计算结果,具有一定的理论研究价值及实用意义。     

地下水非稳定流排放诱发地表位移的精密计算

基于地下水非稳定流Ｔｈｅｉｓ理论，导出了地下水非稳定径向辐射渗流单井排放诱发的地表位移的解析表达式，阐述了计算方案，并以２０个节点的Ｈｅｒｍｉｔｅ求积公式编制了相应的数值积分计算程序，给出了模拟计算实例。在地下水非稳定流场地区进行高精度动态大地测量时，可按照这一计算方法，精密顾及地下水排放所诱发的地壳形变对测站的影响。     

三元结构含水层非稳定流计算公式的研究

本文根据第二种三元结构含水层的地下水非稳定运动的规律与条件,提出这种运动规律的数学模型,求出抽水过程中的理论降深公式与可供计算的渐近公式,特别是时间较长的渐近公式可直接应用于资源评价。最后还给出越流补给量的计算公式。     

地下水径向辐射渗流单井排放诱发地壳形变的解析表达

本文把地下水径向辐射渗流单井排放诱发的地壳形变问题化为多孔弹性介质点源力诱发的平面应变问题来处理，利用多孔介质的本构方程和弹性半平面的Ｇｒｅｅｎ函数，在Ｓｅｇａｌｌ工作的基础上，导出了通过地下水水位降深Ｓ表达的地下水径向流排放诱发的地面垂直位移和水平位移的解析表达式。     

基于改进阻力系数法的悬挂式帷幕基坑渗流计算

帷幕结合基坑内降水的方案是深基坑工程中地下水控制的主要趋势,由于基坑渗流场的复杂性和尺度效应,业内尚无成熟且精确的解析计算方法。在分析悬挂式帷幕基坑与闸坝渗流场特点异同的基础上,对闸坝改进阻力系数法进行修正,提出了承压水条件下悬挂式帷幕基坑渗流段的分段方式,推导了新的考虑基坑特殊段"水平汇流段"的等效阻力系数计算公式,并将之拓展至含水层各向异性条件下,实现了悬挂式帷幕基坑涌水量和坑外水位降深的定量计算;最后,结合典型基坑案例,通过数值模拟验证了该方法的精确性。研究表明:经过合理分段、等效和修正处理后,改进阻力系数法在悬挂式帷幕基坑承压水渗流计算中,与数值法计算结果的相对误差能控制在5%以内,精度较高,且具有分段灵活、计算简单的优点,能适用于不同场地条件下基坑降水设计的计算。      

储层油气产能的预测模型和方法

从达西渗流产量公式出发,通过以相对渗透率与含水饱和度的函数关系为纽带,导出油气储层产能与储层有效孔隙度、渗透率以及电阻率之间的理论模型.在此基础上,结合测井学的基本理论,探讨了利用测井资料进行储层产能预测的基本思想,采用人工神经网络技术建立了储层产能预测系统,该方法用于新疆克拉玛依油田八区克上组储层的油气产能预测,效果良好.     

等效渗透原理在岩溶地下水矿坑涌水量计算中的应用

文章以德保铝土矿巴头矿段为例 ,在采用分析计算法计算矿体底板有粘性土与下伏灰岩相隔部分的矿坑涌水量时 ,尝试采用等效渗透原理 ,把粘性土底板面积等效为无粘性土相隔的灰岩底板面积计算。以此计算矿坑的涌水量能较好的反映灰岩直接底板与粘性土底板充水的差异性 ,反映粘性土底板厚度以及粘性土底板渗透性能对充水量的影响 ,并能将两种底板混杂分布时的复杂运算简单化 ,较好地解决了矿坑涌水量的计算问题 ,为矿床开采提供科学依据     

不同pH值水对碳酸盐侵蚀作用的研究

地下水的ｐＨ值可在３～１０的范围内变化，碳酸盐的溶解受地下水ｐＨ值的影响很大。本文从实验和理论上定量探讨了方解石、菱铁矿、菱镁矿、菱锌矿和重晶石在水中溶解度随ｐＨ的变化规律。笔者从溶度积常数出发，在考虑了金属离子和碳酸根的副反应及其活度系数的基础上，导出了一个计算溶解度的公式，给定不同ｐＨ值，就可用微机计算出该条件下的ｌｇＳ～ｐＨ的溶解度曲线。实验证明：计算与实测溶解度曲线形状相同。     

计算Darcy流速时第一类边界的处理

提出了一种求解Darcy流速时一类边界的处理方法.该法利用有限元方程得出一类边界节点的水力坡度和渗流速度,并且模拟了一个理想算例,结果显示解析解与数值解吻合地很好,这表明了该法的有效性.     

The Effect of Flow on Pollution and Remediation in Groundwater

1IntroductionFlow is the key mechanism by which pollutants are transmitted from one point to another in hydro-geologic systems. Groundwater flow is not indepen-dent of the geological formation within which it occurs. Hydraulic conductivity which is a measure of groundwater flow is strongly related with the am-bient geologic properties such as texture,porosity and topography. These properties do not only con-trol the rate of groundwater flow but also limit the occurrence,hence the dispersion of…     

The Effect of Flow on Pollution and Remediation in Groundwater

Flow, solute transport and pollution remediation through attenuation in unconsolidated porous media were investigated in this study. The variables used in the investigation include soil texture, porosity, topography and hydraulic conductivity. The study revealed that hydraulic conductivity is highly dependent on soil texture, porosity and topography.Hydraulic conductivity was noted to have a controlling influence on groundwater flow and residence time, and the degree of natural attenuation in hydrogeologic systems. Contaminant transport simulated with the MODFLOW Model revealed dominance of advective transport of contaminants in unconsolidated porous media. However, attenuation through sorption (linear isotherm equilibrium controlled) and reaction (first-order irreversible decay) also retarded contaminant plume migration. Thus natural attenuation was found to be highly feasible in clay formations due to low hydraulic conductivity and long groundwater residence times. Though natural attenuation processes including dispersion, diffusion, dilution, mixing, volatilization and biodegradation were not investigated for in this paper, it is shown to be a sound remediation technique of contaminated ground water due to its capacity to destroy or transform contaminants or at least retard their flow.     

2D-Cell Experiment on Methyl Tert-Butyl Ether Transport in Saturated Zone of Groundwater

As an additive of gasoline,methyl tert-butyl ether(MTBE)has a higher solubility in water,which is about 20 times as high as that of benzene.This characteristic results in MTBE dissolving out of the gasoline into the soil and groundwater.Due to relative unique physicochemical behavior of MTBE it would be an ideal candidate for use in environmental forensic investigations.In order to study the transport and distribution of MTBE in saturated zone of ground water,a two-dimensional experimental cell was setup to simulate the real environment of the groundwater flow.The effects of soil and groundwater flow velocity on the MTBE transport were investigated.The results show that the mobile distance of MTBE in vertical direction was smaller than that in horizontal direction paralleling with the groundwater flow.Because the main dynamics of groundwater flow direction was convection and dispersion,the movement of MTBE is also diffusion in the vertical direction.In addition,the transport of MTBE was more quick in high permeability porous media,and the increase of groundwater flow velocity can accelerate the MTBE plume de-velopment,but the irregularity and randomness of the plume are enhanced synchronously.These research results can give some helps for the investigation of MTBE movement in the groundwater,also can make some references for other petroleum contamination behavior.     

地物杂波区内降雨回波信号损失问题初探

为解决地物杂波区内降雨回波精确定量化问题,本文利用蒙特卡洛理论,在9836C微型计算机上建立了在不同速度方差的地物杂波区内,对不同速度方差的降雨回波模拟信号经地物杂波抑制器处理后的回波功率损失计算软件系统,并提出实现杂波区内降雨回波精确定量化综合处理方案。     

定降深抽水引起的泰斯承压含水层水平运动

根据Darcy-Gersevanov广义渗流关系式，导出了单井定降深抽水引起的泰斯含水层水平位移和水平应变解析表达式。数值计算分析表明，定降深抽水引起的含水层水平运运方向沿径向向内，水平运动速度随抽水时间增长呈指数衰减，位移量则随抽水时间增加呈指数增长。定降深抽水引起的含水层径向应变在空间上具有近井挤压，远井拉张的分区特征，且近井挤压区随抽水时间增加不断向外扩展；切向应变主要表现为环向挤压，且其应变大小随半径增大迅速衰减，随时间增长呈指数增大。     

渭北翘起带镶嵌构造格局及其控水作用

本文划分了渭北翘起带的镶嵌构造格局,分析了构造控水作用,揭示了渭北地下水的网状流及其“偏流效应”规律,指出了“贫水带”与“富水带”相互依存的辩证关系,为深入研究该区地下水开辟了一条新的途径。     

对西安地裂缝形成机制的几点新看法

本文从鄂尔多斯周缘断陷带的形成历史及其周缘断裂系的活动方式入手，阐述了西安地区临潼─长安断裂的活动模式并说明了西安古地裂缝是该断裂的次级断裂，它控制了该地区的地裂活动，然后，对西安地区现今地裂缝活动幅度和速率提出了一些看法，指出西安地区地裂缝活动量大与断裂活动加速和抽水引起的地层不均匀压密有关。