北京市潮白河地下水库建库条件与方案建议

北京市潮白河冲洪积扇分布有大中型地下水源地10余座,区域地下水位持续下降,含水层腾出了巨大的储存空间,在此建设地下水库储蓄南水北调水和本地地表水,可提高北京市应急供水能力、增强水资源可持续利用能力、改善地质环境。本文以潮白河冲洪积扇为研究对象,论述了潮白河地下水库建设的地质条件、回灌水源、地下水人工补给方式等基本条件,研究了地下水回灌的工程模式、能力与调蓄方案。结果表明,潮白河地下水库可建设怀柔应急与水源八厂两个回灌工程,理论入渗能力可达136 m~3/s,调蓄方案实施一年,库区地下水位可上升5~15m,储存量可增加4.8×108m~3,资源、环境效益十分明显。     

滨海平原封存型承压淡水

在滨海地区地下水形成过程的研究中,通常运用如下理想模式(图1)。含水层由陆向海伸展,上游在山前开启,接受大气降水、地表水和附近浅层地下水补给(统称为陆源补给)。在含水层内形成地下迳流向下游运动。含水层末端向海开启,地下水向海排泄。此模     

滨海平原地下水及封存型淡水体

当前对滨海平原地区孔隙水的研究多局限于浅部层位,且缺乏古水文地质过程的分析。本文主要介绍近年来封存型淡水成因理论研究的一些成果。人们对滨海地区地下水形成过程常假设为下述理想模式:含水层由陆向海伸展,上游在山前开启、接受陆源淡水补给,在含水层内形成地下迳流向下游运动。含水层末端向海开口,藉此含水层中地下水向海排泄或受海补给。     

淮北煤田张楼井田水文地质特征及矿井涌水量预算

张楼井田内赋存有多个含水层(组)和隔水层(组),地下水会对矿井开采带来不利影响或灾害。通过对井田水文地质条件和充水因素的分析,认为煤系地层中砂岩裂隙水是煤矿开采的直接充水水源,松散层第四含水层砂层孔隙水和古近系底砾岩孔隙裂隙水是主要补给水源,因断层影响或开采10、11煤层时,太原组灰岩岩溶裂隙水可能会对矿坑直接充水。采用地下水动力学公式法和比拟法分别预算了矿井涌水量,建议采用比拟法预算结果。     

济宁市王楼煤矿侏罗系含水层水文地质条件分析

王楼煤矿目前正在开采3上煤层,主要水害为顶板水和采空区积水。顶板水主要水源为3煤顶部砂岩水及侏罗系砂砾岩水,其中侏罗系砂砾岩水是矿井防治水工作的主要对象。区内局部地段侏罗系砂砾岩含水层直接覆盖在煤层露头之上,成为3煤层开采的直接充水含水层。运用历年来的抽水试验成果及水位动态变化资料,对侏罗系含水层的水文地质特征进行了分析,并对断裂构造对含水层及矿井充水的影响进行了评价。结果表明:侏罗系下部砂砾岩段大部地区富水性弱-中等,是开采浅部煤层时矿井的主要补给水源之一;上侏罗统砂砾岩裂隙含水层与山西组3上煤层顶底板砂岩水存在较好的水力联系;在区内该含水层除二段上部富水性较弱外,其余的层段富水性均较强,主要接受上部岩浆岩含水层的补给;煤层开采造成的冒落裂隙带在局部地段影响到侏罗系含水层,从而使侏罗系含水层成为煤层开采的直接充水水源。     

采动影响下矿井突水水源Fisher判别与地下水补给关系反演

为了揭示采动影响下矿井突水水源误判原因,进而推测地下水补给关系,收集了朱仙庄煤矿历年水化学资料,建立了突水水源的Fisher判别模型,并根据水样误判结果以及矿井地质与水文地质条件,反演分析了地下水补给关系.研究结果表明朱仙庄煤矿煤系砂岩裂隙含水层全部水样回判正确,含水层较为封闭,与其他含水层无水力联系;新生界第四含水层、侏罗系砾岩含水层与石炭系或奥陶系灰岩含水层部分水样误判,矿井采动影响下不同时期含水层间的地下水存在不同程度的水力联系,矿井新生界第四含水层水源对侏罗系砾岩含水层存在补给,石炭系或奥陶系灰岩水则通过矿井南部露水补给新生界第四含水层.地下水动力条件的变化验证了地下水补给关系.建立突水水源判别模型,分析回代误判原因,反演地下水补给关系,为正确认识矿井采动影响下地下水循环条件提出了新的研究手段.     

云应盆地东北部含水层结构特征及地下水转化模式

云应盆地东北部属鄂北贫水地区,赋存于古近系—第四系含水层中的地下水是当地生产、生活用水的主要来源,亟需查明含水层的结构、含水层间地下水的转化关系等基本条件,为研究区内合理开发利用地下水提供依据。本研究通过野外水文地质调查、水文地质钻探工作,将研究区划分为单层含水层与双层含水层结构两个亚区（6个小区）。并通过地下水水位动态长期监测,获取了区内不同含水层的水位动态变化特征,分析各含水层之间的水力联系,建立了区域地下水转化的概念模式,即:研究区地下水以接受山前降雨入渗及风化裂隙水侧向径流补给为主,主要以水平径流的形式经古近系孔隙-裂隙含水层及第四系孔隙承压含水层往澴水方向运移,而后进入第四系孔隙潜水含水层。地下水和地表水在不同季节补排模式不同,雨季地表水（澴水）补给地下水,旱季地下水向地表水（澴水）排泄。古近系孔隙-裂隙水与上覆第四系孔隙水联系密切互为补给,共同构成具有统一水力联系的垂向多层结构的含水系统。独特的含水层结构决定了区内地下水接受降水补给的条件较差,地下水可开采资源量总体较贫乏,建议重点利用区域地表水资源,适度开发地下水资源,推进农业节水灌溉工程,实现水资源可持续利用。     

大同煤田寒武-奥陶系岩溶水系统东北区特征分析

大同煤田东北区寒武-奥陶系岩溶水以承压状态赋存于煤层底板之下,是当地重要供水水源,为确保煤田安全开采同时保护地下水资源,需对大同煤田东北区岩溶水系统特征进行分析。文章利用钻探、测井手段及水化学、水位监测数据、矿井开采资料及实地调查对研究区内岩溶水系统特征进行分析,认为研究区寒武-奥陶系岩溶顶板标高变化特征与煤向斜发育特征一致,岩溶含水层厚度发育极不均匀;研究区大部分地区为弱径流区,水化学类型以HCO3·Cl-Na型为主;地下水水源补给为西部上覆含水层越流补给和东部露头区入渗补给;研究区水位逐年下降,且呈逐年增大下降趋势,这是由于区内人工排泄点增多、人工抽采量大导致;研究区岩溶水峰值水位滞后雨季一到两个月。依据本结论对研究区煤田安全开采及岩溶水合理取用有指导意义。      

人类活动与海河平原水资源关系研究

海河平原是华北地区的主要平原。随着山前拦蓄地表水工程的实施，地下水资源已成为该地区的主要供水水源，在开采量增加和气候变化的影响下，水资源问题制约着该地区的发展。特别是近些年来降水量减少、气温呈上升趋势，使本来就少的水资源更削弱了补给资源。通过对降水、蒸发、地表径流、地下水流场变化、地下水资源的系列变化性分析，认为降水量减少、气温升高而引起的蒸散发量增大，人类治水工程和开采地下水等因素是造成本地区水资源减少的重要条件。     

环渤海山东地区浅层地下水资源潜力分析及利用对策

在对环渤海山东地区水文地质条件和地下水资源状况进行概述的基础上 ,进行了地下水潜力资源分析 ,结果表明浅层地下水尚有 14 .2 6× 10 8m3 /a的开采潜力 ,但潜力资源的分布很不均衡 ,部分地区超采严重。为保持区内地下水资源的可持续利用 ,保护地下水环境 ,提出了加大黄泛平原引黄灌区浅层地下水开采力度、加大胶东丘陵区拦蓄利用雨洪资源的力度、积极规划建设地下水库、鲁中南山前冲洪积平原区跨区调水补源、加快浅层微咸水的开发利用研究、控制水污染和建立优质饮用地下水源保护区等 6条对策建议     

山东大汶河流域中上游古近系含水岩组水文地质特征

利用古近系大汶口组及朱家沟组含水岩组5眼施工钻孔及55眼井孔调查资料,通过岩心、地下水常规离子组分及氢氧同位素样品测试结果,研究大汶河流域中上游莱芜盆地、大汶口盆地古近系含水岩组分布特征、物性及富水性、地下水化学及补给循环特征。结果表明:富水较好的大汶口组上段位于盆地腹部偏北,含水层岩性为半固结砂砾岩,水化学类型HCO_3-Ca·Mg型为主;朱家沟组含水岩组位于盆地边界断裂下降盘,含水层岩性为溶蚀发育的灰质砾岩,水化学类型复杂多变。现代大气降水作为地下水主要补给来源,蒸发浓缩作用,方解石、白云石和石膏溶解及人类污染活动参与了地下水化学组分的形成。归纳总结3种古近系不同类型含水岩组地下水富集规律:构造裂隙控水模式、半固结含水岩组裂隙孔隙水富集模式和灰质砾岩裂隙岩溶水富集模式。     

近地下水库理论与工程实践现状

地下水库作为一种水资源调控工程措施,具有重要意义。在过去的40年,国内外进行了大量的地下水库建设工程实践,取得了较大的社会、经济和环境效益。本文回顾了地下水库研究和工程实践的历史,讨论了地下水库的概念、分类、建设条件、效益及存在问题。     

饮马河中游地下水库可行性论证

饮马河中游位于吉林省长春市以东50 km处,具有构建河谷型孔隙地下水库的潜力条件,是长春市重要的战略性后备水源地之一。在满足区内用水和向下泄流需要的前提下,研究区在理论上可以从泄流节流和诱发补给中得到1.88×10⁸m³/a的调蓄水源,但该调蓄水源年内、年际变化剧烈。以第四系砂砾石为主要赋水介质的目标含水层最大调蓄能力为8.21×10⁸m³,在目前条件下实际动用38.98%,另有4.98×10⁸m³的潜力空间。通过模拟布置壅水坝、引渗场、集中采水井等工程,合理干预水更替条件,理论上可以得到8 197.9×10⁴m³/a的采水量。结合实例给出一套能够从调蓄水源的来源、展布规律、质量和数量,调蓄空间的圈闭性、结构和规模,人工干预地下水开采和补给的位置、方式和强度3个方面系统进行地下水库可行性分析、计算和评价的思路方法。     

地下水与河水脱节的实验与模拟

傍河取水是我国北方城市一种常用的供水模式,由于河道径流量较小,在枯水季节河流附近的地下水与河水产生脱节。本文用砂槽模型进行了地下水与河水脱节的物理模拟,然后再应用饱和流与变饱和流模型进行理论模拟。物理和理论模拟得到了相同的结论和几点新的认识：地下水与河水脱节之前,河水浸润曲线是一条弯向河流的上四曲线;脱节点不位于河床面而在河床面以下的含水层内部;脱节后在河床下形成一个悬挂饱和层。     

黔东北高原斜坡地区4种岩溶地下水系统模式及特点——基于地貌和蓄水构造特征

受深切河谷地貌控制,黔东北大部分地区岩溶地下水深埋且排泄于河谷岸边,以快速的管道裂隙流为主,给地下水资源勘探开发带来了极大的困难,局部地区受蓄水构造控制形成勘探有利的地下水富集区。笔者基于地貌和蓄水构造将研究区岩溶地下水系统归纳总结为深切河谷型、向斜山地型、单斜夹层型和背斜槽谷型4类模式。深切河谷型岩溶地下水系统地下水水力坡度大,地下水以快速的管道流为主,排泄点低,开发利用方式建议直接在地下河出口或天窗中抽提地下水,经济效益明显地区可堵洞成库进行综合利用;向斜山地型岩溶地下水系统发育高位岩溶泉或地下河出口,排泄点高,适合直接引水利用;单斜夹层型岩溶地下水系统在岩性接触带出露一系列接触泉,排泄分散,开发利用方式建议直接利用或抽提岩溶泉水,受夹层隔水顶底板影响局部地区可钻井取水;背斜核部出露寒武系白云岩地层,导致背斜槽谷型岩溶地下水系统含水岩层均匀厚度大,分布大量非全排型岩溶泉,地下水开发适合抽提泉水或钻井抽取地下水。     

中国沿海地区地面沉降问题思考

中国沿海地区地面沉降主要发生在大河三角洲及沿海平原区。文章主要以我国两大沿海城市——上海及天津为例，分析和阐述了沿海地区发生地面沉降的机理以及影响地面沉降发生发展的诸多因素。指出，孔隙水承压含水层中抽取地下水将引起承压水位降低进而引起土颗粒承担的有效压力的增大，从而使土层压缩。影响沿海地区地面沉降的因素有新构造运动、全球海平面上升、软土地基自然沉降、过量抽取地下流体以及建筑施工造成的局部沉降等。文章认为，在诸多影响因素中，人类过量开采地下流体是导致地面沉降发生的主要原因，人类应在资源利用和环境保护方面力争双赢。     

Particle tracking analysis of river–aquifer interaction via bank infiltration techniques

Induced bank infiltration (BI) is commonly implemented in other countries, but remains new and unexplored in Malaysia. Increasing river pollution could affect drinking water resources. Given the threat of pollution to raw water sources, applying induced BI to sustain water management is essential. This paper presents a case study of the BI method, which evaluates the effects of groundwater pumping and BI operation on the installation of wells as well as determines the effect of pumping rate on flow paths, travel time, the size of the pumping and capture zone delineation, and groundwater mixing in a pumping well in Jenderam Hilir, Malaysia. The proposed method performs infiltration safely and achieves the ideal pumping rate. Numerical modeling packages, MODFLOW and MODPATH (particle tracking) were used. Results indicate that the migration of river water into the aquifer is generally slow and depends on the pumping rate and distance from well to the river. Most water arrives at the well by the end of a pumping period of 1–5 days at 3,072 m³/day for test wells DW1 and DW2, and during simultaneous pumping for DW2 and PW1 for a well located 36 and 18 m, respectively, from the river. During the 9.7-day pumping period, 33 % of the water pumped from the DW1 well was river water, and 38 % from DW2 throughout 4.6 days was river water. The models provide necessary information for water operators in the design and construction of pumping and sampling schedules of BI practices.     

煤层气直井开发井网适应性优选

利用直井井网开发煤层气,优选合理的井网对于煤层气藏的高效开发关系重大,因此,有必要针对不同储层条件的煤层气藏研究优化井网类型。通过数值模拟方法,针对不同渗透率、不同各向异性的煤层气藏,进行了正方形、矩形和菱形3种不同井网的数值模拟,得出适合不同井网开发的储层渗透率和各向异性的范围。模拟研究表明:正方形井网不适合煤层气的开发;矩形井网适合于中渗、低渗至特低渗煤储层;菱形井网适合于中渗至高渗煤储层。      

太行山北段岩溶裂隙水的富水性及其电性特征

为揭示太行山北段岩溶裂隙水富水性分布规律,采用电阻率、极化率、半衰时和偏离度分析不同含水层介质结构、不同含水岩组和不同地下水系统岩溶裂隙水与电性参数的关系,探讨研究区岩溶裂隙水富水性的影响因素及其电性响应特征。结果表明:含水层介质结构按照溶蚀孔洞型→断层型→褶皱型→岩体阻水型的排列顺序,半衰时值分布范围依次降低,而偏离度值分布范围依次升高;四种电性参数对奥陶系含水岩组、蓟县系含水岩组具有较强的分辨能力;极化率、半衰时和偏离度难以识别拒马河、界河－唐河以及瀑河－漕河三种岩溶裂隙地下水系统类型;奥陶系含水岩组的富水性优于蓟县系含水岩组;就含水层介质结构而言,溶蚀孔洞型富水性最佳,断层型和褶皱型次之,岩体阻水型富水性最差。      

松藻矿区地下水动力场特征及其对煤层气富集的影响

松藻矿区是我国煤层气资源富集区之一。为揭示松藻矿区地下水对煤层气富集影响,利用煤田勘查获取的水文地质资料,基于含水层结构、水化学特征、抽水资料的系统分析,阐明了含煤地层上覆和下伏含水层地下水的空间展布特征,建立了地下水的分布模式,探讨了地下水动力场对煤层气富集的影响。研究表明:松藻矿区含水层和隔水层相互叠置,随着埋深的增加含水性减弱;含煤岩系与上覆、下伏含水层缺乏水力联系,为相互独立的含水系统;上覆长兴组和下伏茅口组地下水动力场呈南高北低展布;地下水动力场有近河流岩溶裂隙渗入型、断层沟通岩溶裂隙补给型、稳定承压弱含水型三种类型,以稳定承压弱含水型为主;含煤岩系的极弱含水性及其与上覆、下伏含水地层缺乏水力联系构成了区内水文地质控气基础,是研究区煤层含气性高的重要控制因素。