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。      

煤炭开采后峰峰矿区奥陶系岩溶水硫酸盐演化过程研究

文章运用水化学和同位素水文学等手段,寻求奥陶系岩溶水硫酸盐演化过程的“指纹”,通过不同含水层间水化学、稳定同位素差异的比对,分析其与上覆含水层间的水力联系和硫动力分馏过程,阐述采矿活动影响下峰峰矿区奥陶系岩溶水硫酸盐的演化过程。研究结果表明:煤矿开采后,峰峰矿区奥陶系岩溶水硫酸盐含量普遍增高,演化特征呈现多样性,存在多种硫动力分馏过程。分馏动力主要来自矿坑水和孔隙水通过导水裂隙的渗漏（越流）补给,以及脱白云石化过程中自身蒸发岩矿物（石膏）的溶解。      

济南泉域岩溶地下水有机污染特征研究

对济南泉域岩溶地下水系统水质进行了系统的采样分析。结果表明,泉域岩溶水已普遍受有机物污染,有机污染物检出率高达93%。检出有机物多于5项的样品多分布于大中型企业附近。在所有检出的有机物中,有机氯农药类、卤代烃类检出率最高,分别达到60%、57.8%。尽管岩溶水有机污染较普遍,但有机物含量较低,仅局部地段存在有机物超标现象。泉域岩溶水有机污染特征受控于工业企业分布及地下水流场,在济南侵入岩体南缘附近形成了近长方形的岩溶水有机污染区,面积达156 km2。污染区南部地带是济南市工业集中区,灰岩浅埋,防污性能差。另外由于地下水径流方向与侵入岩体南缘线近垂直,进入灰岩含水层的有机污染物随地下水径流向北运移,造成埋藏于火成岩体之下的埋藏型岩溶水也受到污染。      

马关某渣库场区水文地质特征分析

马关县地处云贵高原南部,区内岩溶地貌发育,以峰林、岩溶洼地、谷地为主。为探讨拟建项目场区的水文地质特征,初步认识拟建工程建筑物与地下水之间的相互影响程度。对研究区开展全面的水文地质条件调查,并进行水文地质钻探、抽水试验、注水试验、包气带饱和渗透等现场试验工作。结合前人研究成果,综合得出研究区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水、碎屑岩裂隙水和碳酸盐岩类岩溶裂隙水;区内地下水动态及补、径、排条件稳定,对工程建筑物的稳定性影响较小;出露地层的渗透性为弱-中等,且包气带具有一定厚度,渗透性低,整体防污性能较好。     

淮北矿区五沟煤矿太原组上段灰岩岩溶裂隙水富水性及径流特征

五沟煤矿太原组上段灰岩岩溶裂隙水是矿井主采煤层（10煤）的主要充水含水层。通过对矿区水文地质边界条件、地面抽水试验和井下放水试验的分析,认为矿区水文地质边界受制于周边的较大型隔阻水断层,从而形成了较封闭的地下水系统;太原组上段灰岩含水层的富水性在平面上具有不均一性,在垂向具有随着深度的增加,岩溶发育有减弱的趋势,基本上属弱富水含水层,仅在局部构造发育带为中等富水含水层。利用利用surfer软件,绘制出矿区太原组灰岩水位等值线图;从图上可以看出,矿区目前太原组含水层水位标高总体呈北高南低,中间高两边低的态势,并在井田西南部形成以水5孔及J5-1孔为中心的低水位区。该研究对目前矿井防治水工作具有重要的指导意义。     

淮南板集煤矿F512断层导水性分析及地面注浆加固

板集煤矿F512断层落差70m,存在着导通上覆新生界松散层水与下伏太原组岩溶水的威胁,同时,断层带的破碎岩体也将对巷道掘进和支护带来困难。该矿先后施工了3个水文地质钻孔进行抽水和压水试验,根据岩心鉴定成果和岩石RQD值,认为断层带的岩心较为破碎;依据抽水过程中的流量变化、水位降深值和水位恢复值等指标及压水试验中透水率分析,发现该断层的导水性较差,具有弱渗透性。参考相邻矿区的经验,决定对断层破碎岩体采用地面注浆方法进行加固。整个工种注入水泥浆1 600m3,破碎岩体得到了有效加固,巷道掘进顺利通过了F512断层。     

渗流应力耦合作用下顺倾向层状边坡各向异性渗流特征数值模拟

渗流场与应力场耦合作用下边坡渗流规律对研究边坡稳定性至关重要,应用基于等效连续介质模型和Louis经验公式建立的各向异性岩体渗流应力耦合模型,对顺倾向层状边坡的各向异性渗流规律进行了模拟分析。研究表明：顺倾向层状边坡中水位降深随结构面倾角θ的增大先升高、后降低,呈现两头低、中间高的形态,且越靠近溢出点,结构面倾角对水位降深影响越大;θ约为42°时水位降深最大,潜水面最低,同时渗透各向异性系数达到最大值;顺倾向边坡岩层产状一定时,随着埋深的增加,岩体渗透各向异性系数逐渐减小,裂隙控渗特征由显著到逐渐变弱,表现出向各向同性渗流过渡的趋势。     

基于离散裂隙网络模型的节理岩体渗透张量及特性分析

节理岩体几何结构非常复杂,研究其渗流特性对于指导含水岩层稳定性分析具有重要价值。应用离散裂隙网络模型DFN方法,基于VC++6.0软件平台,建立了平面渗流分析方法,分析了节理岩体不同几何分布情况下的渗透率张量特征,通过定义渗流定向性系数对岩体渗流的定向性特征进行了定量分析。结果表明：单组节理岩体渗流具有明显的各向异性特征,渗流定向性随着节理角度变化显著;节理随着节理贯通性增加,节理渗透率呈现对数增加趋势;两组节理情况下,各向异性特征随着节理组间夹角变化;两组节理岩体渗流特征研究中,正交分布下,岩体仍存在各向异性,但渗流定向性系数较低;当节理倾角服从正态分布时,随着节理倾角标准差增大,渗透率增加;两组节理夹角不同时,节理渗透主方向倾角随着夹角增大而相应增大,基本沿两组节理夹角方向的角平分线方向。     

煤层气储层的显微孔裂隙成因分类及其应用

采用煤岩学方法研究煤储层特性,可直接观察孔裂隙的分布、形态、数量、充填状态等特征,有利于查明显微孔裂隙成因、影响因素及演化规律。将显微孔隙分为生物成因孔和非生物成因孔;显微裂隙划分出内生裂隙、继承性裂隙、层面裂隙和构造裂隙;分别研究了各类显微孔裂隙在煤储层中的分布、随煤化作用的演化规律及其与渗透率的关系,并取得了良好的效果。      

文山小河尾水库岩溶渗漏水文地质条件与管道位置识别

小河尾水库是云南省文山州重要的集中式饮用水水源地,承担着22万人饮水供应任务,长年受到渗漏病害问题困扰。文章在水文地质调查基础上,提出小河尾水库岩溶渗漏水文地质条件的新认识:泥盆系坡折落组硅质岩和榴江组硅质岩构成南北两侧隔水边界,中间厚约40米的分水岭组灰岩构成渗漏条带,一NE-SW向压扭性逆断层F₁构成西侧隔水边界,库水主要向东北侧渗漏。采用大功率充电法和音频大地电磁法2种物探方法探测岩溶渗漏管道位置和深度,并实施钻孔验证,综合分析水文地质调查、物探和钻探成果,认为在分水岭组灰岩与上部榴江组硅质岩、下部坡折落组硅质岩岩性接触带附近分别存在强岩溶渗漏带,并分析2处强岩溶渗漏带分布特征、规模和充填性质,为小河尾水库渗漏治理提供依据,为以后岩溶地区类似水库渗漏病害问题调查治理提供借鉴。      

北京昌平高崖口—南口岩溶水分布区水文地质特征

在北京市昌平区高崖口-南口岩溶水分布区,通过水文地质钻探4眼勘查井,进行"非稳定流"抽水试验,采用配线法计算渗透系数、导水系数;按舒卡列夫分类,划分岩溶水水化学类型,并根据Piper图论述了岩溶水水化学特性;根据国家《地下水质量标准》(GB/T14848—93)进行水质标准评价;结果表明区内蓟县系雾迷山组岩溶裂隙含水层空间分布受到南部、西部和西南部3个方向岩浆岩体的明显挤压,空间范围减少,地下水补给受阻,区内东北部南口-孙河断裂上升盘800m以浅,岩溶裂隙发育、渗透性好、导水性强,地下水质量为Ⅲ类,可选作集中生活饮用水水源地靶区。     

地下水水位及水温在查明矿区岩溶水补给条件中的应用——以福建马坑铁矿为例

综合利用马坑矿区积累的水位、水温资料,结合前期对矿区水文地质条件的认识,查明了矿区岩溶水在疏干条件下的补给的变化特征。矿区岩溶含水层以石炭系船山组至二叠系栖霞组灰岩为主,大气降水为其主要补给来源。矿区开采过程中由于矿山采石场开采灰岩造成的溶洞出露地表、采空塌陷裂隙、第四系扰动及沟谷堵塞等使大气降水入渗补给量增大;断层破碎带使分布于灰岩含水层上部的二叠系文笔山组泥质砂岩地层具有了良好的含水性及导水性,致使其上部加福组砂岩裂隙水通过小娘坑断层及F3断层等破碎带补给岩溶水;溪马河河水沿河床与F1断层交汇段渗漏补给岩溶水;深部花岗岩低温热水也沿F1及F10断层破碎带进入矿坑。      

Modeling of limestone aquifer in the western part of the River Nile between Beni Suef and El Minia

A robust classification scheme for partitioning groundwater chemistry into homogeneous groups was an important tool for the characterization of Eocene limestone aquifer. The aquifer locally is composed of chalky limestone with thin clay intercalated (Samalut Fm.), the fissures, the joints, and the fractures are represented the conduits of the aquifer system. The flow patterns are conditioned by karstification processes which develop a conduit network and preserve low permeability microfractured blocks. The aquifer is mainly recharged by surrounding aquifers and agricultural wastewaters. The groundwater flows in the eastern part (due the Bahr Yossef and River Nile), which is a discharge area rather than a recharge. Twenty-eight groundwater samples was collected from the Eocene limestone aquifer and analyzed for isotopes, major, and trace elements. δD and δ¹⁸O concentrations ranged widely due to geology, infiltration of different surface waters, evaporation, and hydrogeology. The concentration of δD and δ¹⁸O isotopes is depleted in the northern zone of the northern part and western zone of the central and southern part of the study area. They are enriched due the eastern area of the central and southern part of the study area. δD vs. δ¹⁸O delineate the Pleistocene aquifer and has a strong influence than other waters on aquifer hydrogeochemistry. It is confirmed by the AquaChem outputs of the mixing proportions of different water types included in the aquifer system. Cl-δD and Cl-δ¹⁸O relationships indicate the role of evaporation especially due the eastern area of the central and southern part of the study area. This research tests the performance of the many available graphical and statistical methodologies used to classify water samples. R-mode clustering, correlation analysis, and principal component analysis were investigated. All the methods were discussed and compared as to their ability to cluster, ease of use, and ease of interpretation. Nearly most low-salinity waters are in equilibrium to supersaturate with respect to both carbonate minerals, while it is shifted to undersaturate with salinity. The inverse modeling findings clarify that the calcite, gypsum, and anhydrite dissolution increased due the northeastern area, middle zone, and southern corner of the northern, central, and southern part of the study area, respectively. The latter areas also were characterized by the lowest precipitation of the dolomite. Such areas are distinguished by much more enhancement for aquifer permeability and therefore transmissivity. The latter areas can be use as injection zone by fresh water. It can be a triple function; firstly, it recharges the saline Eocene limestone aquifer through the enhancement hydraulic conductivity and dilutes it. Secondly, it enhances much more the aquifer permeability and therefore the transmissivity. The Eocene limestone aquifer can be improved in quality and quantity by using such a model and exploits it as an alternative water resource with Quaternary aquifer and Nile water. Thirdly, it irrigates more areas to increase the income/capita. The dedolomitization represents the main hydrogeochemical process in the aquifer system. The geomedia (limestone, clay, marl, shale, and sand deposits) are in contact with water, therefore, the rock/water interaction, mixing, and ion exchange were estimated by the geochemical evolution of the groundwater systems.     

川滇高原斜坡地带峡谷区岩溶水化学特征及演化规律

岩溶地下水不仅作为重要的生活和生产用水水源,而且作为一种重要的地质营力,对于岩溶演化史具有重要影响,对其进行水化学特征分析及演化规律研究,能够为岩溶水资源及岩溶生态环境保护提供科学依据。以川滇高原斜坡地带峡谷区岩溶地下水为研究对象,结合研究区水文地质条件,对比分析了龙爪坝河岩溶水系统和洛泽河岩溶水系统内地下水化学特征。通过常规地下水化学组分、氢氧同位素分析和水文地球化学反向模拟,识别了地下水化学类型,确定了岩溶水的主要离子来源和补给特征,判别了发生的水岩相互作用过程。研究表明：岩溶地下水以大气降水为补给来源,离子源于岩石风化作用,物质来源为灰岩、白云岩夹灰岩,水岩相互作用均受方解石、白云石和石膏沉淀及溶解作用控制,且龙爪坝河岩溶水系统内矿物饱和指数趋近饱和,岩溶发育趋于停滞,而洛泽河岩溶水系统内矿物饱和指数处于不饱和或饱和的波动态,岩溶仍然发育。     

伊拉克A油田白垩系孔隙型生屑灰岩高渗透层成因及分布特征

伊拉克A油田白垩系孔隙型碳酸盐岩高渗透储层具有分布普遍、类型复杂、成因多样等特征。岩石类型主要为泥晶生屑砂屑灰岩、亮晶生屑砂屑灰岩及泥晶生屑灰岩;生物扰动加剧了碳酸盐岩储层非均质性,导致高渗透储层在全油田广泛分布。通过岩心观察、常规薄片和铸体薄片的观察和测量,孔隙度、渗透率和毛管压力的测定,综合区域地质研究成果,发现高渗层的形成受层序演化、次级相对海平面变化、沉积环境、硬底形成、生物扰动及(准)同生期暴露淋滤等复杂多因素共同控制。高渗透储层形成模式表现为Khasib组沉积时期为晚高位域期,在Kh2-1-2L段上部沉积过程中,发生首次次级相对海平面下降,形成沉积间断。沉积间断期间硬底和区域规模性的生物扰动同时发育,在Kh2-1-2L段硬底尚未被胶结的相对疏松的基质中掘穴,形成厚几十厘米、迂曲状互相贯通的生物扰动通道。沉积间断结束后,在晚期高位域层序背景下,次级相对海平面上升,松散生屑砂屑充填扰动通道。由于沉积物堆积速率较快,限制了胶结作用的发生,使扰动通道内充填物能够发育连通性好的粒间孔,而后次级相对海平面再次下降,发生(准)同生期暴露淋滤。由于扰动部位连通性好,成为溶蚀流体优势通道,导致沿扰动部位发育溶孔及扩溶缝,形成了“粒间孔+溶孔+溶缝”高渗透网络。A油田高渗透储层物性表现出发育强烈生物扰动的部位具有明显高渗特征,其孔喉较粗,排驱压力低,孔喉配位数高、连通性好。高渗层全区稳定发育,由西至东厚度逐渐增大,高渗层的分布对油田单井产量、含水上升和油田采出程度影响较大。     

岩石变形破坏过程中渗透率演化规律的试验研究

利用伺服试验机对灰岩和砂岩进行了应力应变全过程渗透性试验,研究了岩样变形和破坏过程中的轴向应变与渗透率之间的关系,分析了岩样环向应变对渗透率的影响规律,探讨了岩样变形破坏前后渗透压差随时间的变化关系。结果表明,岩样渗透率与应力状态密切相关,渗透率的峰值滞后或超前于应力应变峰值,这与岩石介质本身的特性有关;渗透率-环向应变曲线与渗透率-轴向应变曲线有相同的变化趋势,但岩石环向变形比轴向变形更能灵敏地反映渗透率的演化规律;岩样变形破坏峰值前后的渗透压差与时间均遵循负指数关系。最后对岩石变形破坏过程中的渗透机理作了讨论。     

Development of a Darcy-Brinkman model to simulate water flow and tracer transport in a heterogeneous karstic aquifer (Val d’Orléans, France)

Darcy’s law is the equation of reference widely used to model aquifer flows. However, its use to model karstic aquifers functioning with large pores is problematic. The physics occurring within the karstic conduits requires the use of a more representative macroscopic equation. A hydrodynamic model is presented which is adapted to the karstic aquifer of the Val d’Orléans (France) using two flow equations: (1) Darcy’s law, used to describe water flow within the massive limestone, and (2) the Brinkman equation, used to model water flow within the conduits. The flow equations coupled with the transport equation allow the prediction of the karst transfer properties. The model was tested by using six dye tracer tests and compared to a model that uses Darcy’s law to describe the flow in karstic conduits. The simulations show that the conduit permeability ranges from 5?×?10^?6 to 5.5?×?10^?5?m² and the limestone permeability ranges from 8?×?10^?11 to 6?×?10^?10?m². The dispersivity coefficient ranges from 23 to 53 m in the conduits and from 1 to 5 m in the limestone. The results of the simulations carried out using Darcy’s law in the conduits show that the dispersion towards the fractures is underestimated.     

东北煤田岩层含水透水性基本特征

在以煤田为单元的基础上,经过汇集资料分析犤1犦、犤2犦、①,提出了东北煤田岩层含水透水性基本特征:①东北普遍存在随深度增加其含水与透水性减弱的规律;②不同岩性尤其是岩石的密度将构成不同的含水类型;③区域构造和沉积环境使岩溶水只在特定的条件下才能危及矿井的安全生产;④西部巨厚褐煤层裂隙含水层显示其独特的水文地质特征;⑤补给条件是矿井涌水量大小的主要因素;⑥断层、侵入体、强含水带中的不均质性使其含水与透水性趋于复杂。因此只有在充分认识总体规律的基础上,才能使工作具备目的性而获得最大效益。     

炭质灰岩地区抽水致塌控制因素和影响因素

为研究炭质灰岩地区抽水致塌控制因素和影响因素,通过电法物探、地质钻探及抽水致塌试验相结合的综合手段,对兴安县石炭系下统岩关组（C₁y）炭质灰岩地区的岩溶塌陷进行关联分析,建立降深水位与时间、恢复水位与时间的关系对比曲线。研究结果表明:在炭质灰岩地区进行抽水活动时,其主要补给源为小溶洞内储存水,运输通道为岩溶裂隙;该炭质灰岩地区岩溶裂隙具有不规则性,因此,在同类地层中测得的渗透系数k及影响半径R有较大差异;研究区域内抽水致塌的位置受地质构造的影响较为明显;钻井人为抽水致塌受多种因素共同作用影响,而地下水位升降为主要影响因素。     

湘中灰山港—煤炭坝地区岩溶发育特征及其构造控制

湘中灰山港—煤炭坝地区岩溶塌陷发育,但对该地区岩溶发育总体特征及地质背景尚缺乏全面、深入地研究。文章依托1∶5万区域地质调查项目,结合相关资料,对该地区岩溶发育特征及其构造控制条件进行研究与总结。研究区可溶岩主要属于上古生界,少量发育于白垩系—古近系底部。地层潜在岩溶发育强度依次为马平组＞大埔组＞栖霞组和茅口组＞百花亭组（仅指其中的灰岩质砾岩）＞大隆组。平面上可划分为裸露型、覆盖型和埋藏型3种类型岩溶区,其中覆盖型岩溶区可进一步划分为强、中、弱3类。覆盖型和埋藏型岩溶区垂向上可分为浅部岩溶发育带、中部溶洞裂隙发育带和深部岩溶弱发育带。二叠统东吴抬升,中三叠世以来多次挤压和白垩纪—古近纪区域伸展等构造事件形成的褶皱、不同方向断裂裂隙系统、盆地基底构造,以及古近纪以来的差异升降运动等控制了岩溶发育特征。岩溶作用具有三个演化阶段:第一演化阶段形成龙潭组之下的溶孔、溶洞等古岩溶形态;第二演化阶段形成了岩溶低丘地貌;第三演化阶段形成覆盖型岩溶地貌。