碳酸水矿床水文地质勘探的体会

CO_2气可作为天然矿床开采利用,但CO_2气溶解于水形成碳酸气水混合物后,对矿床水文地质勘探极为不利。在广东某地区酸性火山岩矿床中,却遇见这种特殊现象。常因钻孔揭露后或抽水时产生多种特殊的动态变化,既测不到准确的水位和流量,更无法做多次水位降深试验,严重的干扰了正常的抽水试验。为满足矿床水文地质勘探的需要,我们曾翻阅了国外碳酸水勘探的有关资料,在学习油田开采经验的基础上,通过实践摸索了一套适合于该矿床的抽水试验方法,基本上满足了矿床水文地质勘探需要。现将工作中的体会总结如下。以供参考。     

单井稳定流抽水试验中水位恢复曲线的作用分析

单井稳定流抽水试验是目前煤炭勘探中获取水文地质参数、查明水文地质条件的主要方法之一。由于其获取的水文地质参数相对于非稳定流抽水试验简单直接而被广泛应用,但所计算的含水层渗透系数比实际往往偏小,且易忽视对水位恢复资料的分析研究与利用。通过对安徽淮南、淮北煤田近10年来水文地质勘探单孔稳定流抽水试验资料的分析与研究,论述了单井稳定流抽水参数计算的过程和存在的不足,强调了绘制水位恢复曲线的作用,提出了单井稳定流抽水渗透系数计算结果的采用方法和建议。进而使井田水文地质条件评价、矿井涌水量预测更加客观、真实。     

潘北矿西翼灰岩地下水位动态特征及其异常现象分析

在分析潘北矿水文地质条件基础上,通过对该矿西翼地下水动态分析,揭露了不同灰岩含水层对放水过程中响应程度。反映了不同灰岩观测孔水位动态变化特征,从地下水流场和水力坡度分析了十线及十西线附近产生“水位”变化异常的原因,同时预测了在目前基础上,现有各观测孔水位达到开采水平要求的时间节点,以上研究为下一阶段灰岩水的防．治及保证1—3组煤层安全开采提供了依据。     

多层含水层系统水文地质参数计算

为求取含水层水文地质参数,常用的试验方法是抽水试验。在进行抽水试验时,经常有越流现象,计算时一般采用越流模型计算。越流模型假定非抽水含水层的水位恒定不变,但在实际抽水过程中,抽水含水层和非抽水含水层间通过越流相互影响、相互作用。如果只考虑抽水含水层的水位变化而不考虑非抽水含水层的水位变化,会导致计算的水文地质参数不准确。实际工作中,有时会在非抽水含水层中布置一口观测井来观测抽水含水层抽水时对非抽水含水层的影响。如果采用多层含水层系统模型的方法,即可利用各含水层观测井中的数据计算出每个含水层和相关弱透水层的水文地质参数,提高参数计算精度、节省资金和工作量。     

基于实测埋深与开采量的抽水试验参数拟合

抽水试验是确定含水层参数及了解水文地质条件的一项重要方法,采用非稳定流直线图解法和水位恢复法对某水源地的抽水试验资料进行分析计算,根据水源地运行后的水位以及出水量资料来分析确定其水文地质参数。     

水位动态变化下水体驳岸渗流场及稳定性研究

目前水体驳岸设计只注重景观性与生态性,缺乏水位动态变化对驳岸渗流场及稳定性影响的研究。以澧水河2007-2012年水文地质资料为基础,从驳岸水位动态变化速度、岸坡安全系数两个角度,研究不同水位升降速度的驳岸稳定性变化规律。研究表明:水位动态变化对驳岸渗流场有明显影响,水位变化速度快,驳岸自由水面变化滞后越明显;驳岸水位上升时,其安全系数由大变小再到稳定;随着水位逐渐下降,驳岸安全系数先减小,当水位达到一定高度(此时安全系数最小)时,安全系数逐渐回升。研究结论用以指导水体驳岸设计,对水体驳岸在水位动态变化条件下安全运行具有现实意义。      

在坑道水仓中进行抽水试验,稳定水位不允许恢复时,稳定水位的计算

钻孔抽水试验,是水文地质勘探的重要工作之一,借抽水试验以测定岩层(含水层)的渗透系数、影响半径、单位湧水量及流量与水位下降的关系,这些都是水文地质勘探工作中最重要的必须获得的资料。根据这些资料计算矿山开采时矿坑的湧水量,并确定其湧水状态。在生产矿山进行水文地质勘探时,如生产坑道在地下水水位以下,则坑道中建有为集水或为降低地下水位而设的水仓,可以利用水仓进行抽水试验,利用水仓抽水、完全可以取得和钻孔同样正确的资料,完全可以代替专门水文地质钻孔的作用,这样就可以减     

利用“隔离井法”公式确定水文地质参数的图解方法

本文在简要介绍“隔离井法”公式的基础上,提出了根据非稳定流抽水试验资料利用“隔离井法”水位函数和流量函数表确定水文地质参数的图解方法,通过实例说明了该方法的简便实现过程,并对所求参数的可靠性进行了分析。     

数值模拟在区域地下水抗浮水位设计中的应用

针对建筑物地下水抗浮验算过程中地下水位受多因素影响,难以合理确定抗浮水位的问题,采用地下水数值模拟技术,从大区域角度分析水文地质条件,并在多方面因素叠加基础上预测水位变化,综合确定地下水抗浮水位。文中以北京市区为例,建立具有完整水文地质单元的冲洪积扇模型。在充分总结分析历史勘察成果、抽水试验、降水条件、水库放水、地下水库建立等资料的基础上,运用信息融合技术对模型各含水层进行垂向和平面参数分区,建立精细的城区地下水数值模型。运用以往永定河放水过程中对各区域地下水影响资料对模型参数进行调整。利用该模型预测了不同条件叠加情况下地下水水位变化,预测结果可为设计部门合理确定地下水抗浮水位、制定建筑物防水措施提供科学依据。     

太原市地下水动态特征及各地下水系统间关系转变的研究

本文根据研究区的水文地质条件,分析了地下水的补给、径流、排泄关系.并根据水位资料详细阐明了太原市松散岩类孔隙水和岩溶水水位动态特征,指出水位动态变化的主要影响因素.同时对地下水位漏斗的形成和演化及人类活动影响下各地下水系统间关系的改变进行了研究.     

用抽水试验资料确定水文地质参数的新方法

叙述了用最小二乘逼近法和最优化基本原理确定水文地质参数的新方法。在方程式的迭代过程中，水文地质参数的正确性是由水位降深值和试验测量值拟合结果的平均相对误差进行评价的。     

川北山丘区地下水补给特征与定量研究

针对川北山丘区地下水资源和污染防护研究中地下水补给难以定量等问题,以川北典型山丘区平溪河北岸的山丘区子流域为研究对象,布设监测孔并对其地下水的水位和水温开展动态监测,并基于大气压监测数据校正地下水监测水位,分析了山丘区地下水水位及水温的年内动态变化特征;采用渗水试验和分段双栓塞水文地质试验获取含水层空间渗透系数;基于达西断面法定量计算了研究区内观测断面的地下水径流补给量,并建立了月降雨量与降水入渗系数的函数关系,结果显示:研究区多年平均大气降水入渗补给量为16.61mm,多年平均降水入渗系数为0.0182;月降雨量与降水入渗系数呈幂函数关系;此成果可为研究区地下水资源、地下水防污性能评价及地下水数值模拟等研究提供重要依据。     

用水位恢复数据反演越流承压含水层参数

水文地质勘测中,由于水位恢复阶段没有人力和机械因素干扰,由测量数据可以画出平滑的曲线,更适宜于分析水文地质参数,但经典非稳定流Theis公式和Theis水位恢复法所依据的若干假设条件在实际中难以满足。针对越流承压含水层具有补给条件而很快稳定以及非稳定抽水阶段流量常“抖动”的特点,论证了利用稳定流量和Hantush-Jacob越流模型计算的可行性,并用扩展的卡尔曼滤波器反演水文地质参数,经文献中历史数据和实地抽水试验检验结果表明,由该方法反演的预测值和实测值吻合良好。     

利用群孔抽水试验水位恢复资料计算水文地质参数的新方法

在分析传统的非稳定流Ｔｈｅｉｓ、Ｊａｃｏｂ计算公式的基础上,从理论介绍了一种利用群孔抽水试验水位恢复资料计算水文地质参数的新方法。     

浅谈岩土工程勘察中抽水试验中的几个问题

抽水试验在岩土工程勘察中尤为重要,从理论与实践结合的角度,按稳定流和非稳定流阐述抽水试验过程中抽水孔与观测孔的布置、水位降深、水位观测、抽水稳定延续时间等问题进行讨论,力求达到节约时间,节约费用,提高水文地质参数的准确度。     

抽水试验中不同位置自动水位计响应数据应用分析

抽水试验中,动水位数据采集记录及处理分析对水文地质参数计算具有重要意义。近年来自动水位计被广泛用于抽水试验,通过传感器压强水头变化值获取水位降深。因井管内水流动会产生水头损失,自动水位计安放位置不同会导致获取的井水位降深不同,不同于传统方法测得的井水面降深,对水文地质参数计算将产生一定影响,因此如何合理放置自动水位计以及在参数计算中如何应用其获取的水位降深都亟待开展试验研究。在黑河流域第四系大厚度含水层地区,选择典型单层试验孔和利用分层封隔技术实现的一孔同径多层抽水孔开展试验研究,在动水位以下抽水试验层段上部、中部、下部以及潜水泵上部和下部分别放置自动水位计进行了系统的数据采集分析。结果表明:抽水试验中因井管内水流沿程水头损失及速度水头差异导致不同位置自动水位计获得压强水头变化值不同,本次试验实测到井筒内不同部位井损值;井损值在潜水泵进水口处最大,随距潜水泵距离的增大而减小,为避开井筒内较大水头损失对参数计算的影响,自动水位计宜优选安放在潜水泵上部接近动水位位置;在单孔抽水试验中利用稳定流公式计算水文地质参数时,自动水位计获取水位降深含井损不可忽略,需通过多落程抽水试验数据分析扣除后使用。同时,抽水试验中自动水位计不同位置获取数据的处理分析方法为更好地理解井中水头损失提供了依据。     

基于现代软件工具计算水位变动带给水度的方法探讨

水位变动带综合给水度在水资源评价中是一个十分重要的参数。对于大区域含水层组来讲,手工计算是相当困难的。水文地质数据库和现代软件工具为我们解决这一问题提供了方便。本文探讨了应用MapGIS软件和VB语言编程从地下水数据库中提取钻孔的水文地质试验数据、岩性、厚度、地下水位等资料,综合分析和计算水位变动带综合给水度的方法;并将该方法应用于“华北平原地下水资源可持续利用调查评价”项目的水资源计算。在该项目中,针对地下水超采引起的巨厚水位变动带,以地下水数据库为基础,用MapGIS的空间分析功能和VB语言编程来处理和分析提取的数据资料,从而求得水位变动带综合给水度和区域综合给水度,并编制了“华北平原地下水位变动带给水度分布图”。     

张掖盆地分层地下水动态特征及其影响因素研究

地下水动态变化规律受到河流入渗补给、人工开采、蒸发等诸多因素影响,分析其变化规律对于正确进行地下水资源管理具有重要意义,而分层地下水动态变化规律也能反应区域的补给和开采情况。本文以黑河干流中游地区分层地下水监测孔的监测数据为依据,分析了不同层位地下水动态变化规律,并指出了其水文地质意义。对监测数据的分析结果表明:在补给区,上层水位高于下层水,河水首先补给上层水,对上层水的影响要大于下层;在排泄区,下层水位高于上层水,地下水开采以上层水为主;人类活动对局部地下水流动系统影响比较明显。     

一种放水试验分析方法及其应用

为了利用放水试验手段分析认识神府矿区侏罗纪煤田顶板砂岩裂隙水的水文地质条件,以柠条塔矿S1210工作面顶板放水试验为工程背景,提出了一种顶板放水试验分析方法。该区顶板放水试验不同于有经验可以借鉴的常规多见的底板薄层灰岩或奥灰岩放水试验,放水量大、放水钻孔多密度大为全国罕见;放水钻孔分布形态不规则,没有比较成熟的放水方式及其放水试验的结果分析方法。针对此类特殊的顶板放水试验,提出利用水量衰减率、单位涌水量下的水位降深值及水位恢复速率为主要指标的放水试验分析方法并成功应用于该面放水试验结果分析。利用提出的分析方法进行分析,推测绘制出工作面发生涌水灾害前整个采区的顶板砂岩裂隙含水层初始流场图;认识到该区的水文地质条件存在水平分区及垂向分段现象;解释了东西两区放水不能互相干扰的原因是降落漏斗位置效应所致。这种分析方法对于该区煤层顶板砂岩裂隙水放水试验具有创新性和可借鉴性。     

辽河流域柳河平原地下水位动态特征及成因类型

在多年地下水位动态监测资料的基础上,分析了下辽河流域柳河平原地下水动态变化的影响因素及变化规律;并结合该区的水文地质条件及地下水位动力变化过程线对地下水动态成因类型进行划分;得出该区地下水位动态变化特征是：大气降水与水位变化明显相关,水文及人为开采因素只是地段性的影响因素。