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。     

无压含水层非稳定流诱发地壳形变的定量计算

基于无压含水层迟后疏干的Ｂｏｕｌｔｏｎ理论，导出了地下水无压含水层完整井非稳定流单井排放诱发的地表位移的解析表达式，讨论了公式的计算方案，给出了模拟计算实例。     

辽宁省地下水特征分析和由此诱发的环境水文地质问题

辽宁省重工业基础雄厚，地下水开发利用程度高，致使区域水文地质条件发生变化，由此诱发了一系列的环境水文地质问题。本文分析了辽宁地下水特征，概括归纳可能产生的该省特有的环境水文地质问题。     

枣庄市十里泉地下水环境问题的初步研究

本文通过多年的监测资料，对十里泉水源地的过量开采和“三废”排放所引起的地下水环境问题进行了初步的探讨，并提出了治理和预防的措施。     

地应力测量中钻孔偏心分析

将有限元数值法与解析解相结合,对载荷下探头钻孔偏心问题进行研究。研究结果表明,偏移量δ≤1/5时,径向位移误差均值＜15%,周向位移误差均值＜10%;偏移量δ≥2/5时,径向位移误差均值＞30%,周向位移＞25%;而当δ＞1/2时,误差值更大,具体的数值在实际工程中需进一步验证。     

一维渗流引发介质颗粒位移维数的概念模型分析

从Helm的三维固结问题的质量连续性方程出发，通过对一维渗流概念模型分析，定性讨论了非固结含水层的一维储水渗流过程与释水渗流过程中的颗粒位移维数问题，指出颗粒位移的减维概化必须审慎从事，原因在于目前尚缺乏相应的理论支持。这对与抽注地下水有关的地层形变及地质灾害研究具指导意义。     

定水头注水引起的含水层水平运动和应变

基于含水层固体颗粒与孔隙水不可压缩的假设 ,本文导出了单井注水情况下泰斯承压含水层水平运动速度与水头之间的基本关系式。然后利用注水井壁处的应力、应变边界条件 ,进一步导出了单井定水头注水引起的泰斯承压含水层水平运动速度、位移和应变解析表达式。该水平位移与应变由两部分组成 :一部分为由注水压力本身引起的经典弹性力学解项 ,它仅随半径而变化 ,与注水时间无关 ;另一部分为由地下水头变化引起的水动力学位移和应变解项。其中 ,含水层水动力学水平位移随时间加长呈指数增长特征 ,水动力学径向应变则表现为近井处拉张、远井处挤压的分区特征 ,且近井拉张区随时间加长逐渐向外扩展。单井注水含水层水动力学水平位移、应变解的导出 ,完善和发展了单孔内压经典弹性平面力学问题解     

平阴县前寨—凌庄水源地地下水数值模拟

根据平阴县前寨一凌庄水源地的水文地质条件,建立了裂隙岩溶水的平面二维非稳定地下水流模型,并应用Modflow软件对该区地下水流进行数值模拟。在进行计算区剖分、空间离散、参数分区、边界条件及源汇项处理与模型识别、验证的基础上,通过预测分析得出：该水源地按设计开采量开采后,地下水位不会出现持续下降趋势,最大降深在允许范围之内,因而也不会诱发环境地质问题。     

鲁北平原浅层地下水中砷的来源探析

为了阐明养殖场中所排放的含砷废水对浅层地下水水质的影响,通过对在鲁北平原养殖场附近采集的水样中砷含量与全区采集水样的砷含量进行了对比分析研究,初步明确了养殖场所排放的含砷废水已经对附近地下水造成了一定的污染,养殖场所排放废水的砷已成为浅层地下水中砷的一个重要来源。此结论为养殖场附近浅层地下水的防污、治污和限制砷在饲料中的添加提供了一定的参考依据。     

地下水开采诱发地面沉降研究及其工程应用:以山东德州地区为例

地下水开采诱发的不良环境及地质问题日益凸显,其中地面沉降致灾问题已广受关注。华北平原山东区是若干地面沉降显著区之一,地下水开采是其主要诱发因素。针对地面沉降问题,以华北平原德州区为典型工程背景,采用水文地质工程地质与岩土力学相结合的方法,通过现场及室内试验,在获得研究区岩土力学参数的基础上,建立流固耦合数值模型,对研究区地面沉降的历史进行重演,对地面沉降的发展趋势进行预测。在获得研究区流场及地面沉降基本规律的基础上,提出减少地下水开采量、定期回灌地下水、调整开采井开采层位及开采井平面布局等工程措施进行地面沉降控制,并采用建立的数值模型从定量分析角度评价这些措施的效果。     

均衡异常与喜马拉雅隆起

利用重力测量资料，分析了喜马拉雅地区的均衡异常和板块水平挤压的重力效应，结果表明：沿喜马拉雅山脊存在一条正的均衡异常带；板块水平挤压的均衡效应不明显。基于热异常地幔的观点，讨论了异常的场源，并估算了喜马拉雅的相对上升高度和速率，指出：场源深度在莫氏面以下；推测该场源为一高温异常地幔体，其形状似一水平圆柱；相对上升高度为２．５ｋｍ，上升速率为５．２ｍｍ／ａ。     

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。     

地下水位对定点形变观测干扰的抽水实验

抽水所造成的地下水位的变化会即时在局部范围内造成地表的形变，干扰定点地壳形变观测。在蓟县地震台进行的抽水实验表明：这种干扰的幅度与抽水水井到形变监测仪器的距离有关，也和抽水水井水位的最大降深有关。根据实验数据得到了抽水对定点形变观测的影响范围的经验公式。     

地下水分层勘查技术在地下水流系统研究中的应用

地下水流是一种运动流体，空间上分布连续且能传递压力，在能量（势）差驱使下发生从水头高处向低处的运动。通常在补给（势源）区，地下水垂向上由上向下运动，而在排泄（势汇）区地下水由下向上运动，即地下水整个生命过程中总是由源到汇、向着能量减小的方向做径流运动，无论是在单个或多个透水岩层中都是如此。地下水分层勘查技术使在垂向上分层监测水头、水温和水质等成为可能，从而实现对不同及同一含水岩层的上下不同点间地下水流要素的比较，并判断全井或单井不同垂向区段的势源汇条件，为地下水流空间运动方向判定和地下水流系统划定奠定基础。本文以地下水流系统理论与试验观测研究为基础，论述了地下水分层勘查技术的原理、系统结构和功能，结合张掖盆地实例阐述了分层勘查技术在地下水补给与排泄区判识的应用方法。      

非固结储水系统形变的体积互换机理及意义

从不同假定条件下质量守恒方程的物理意义分析入手，提出了反映非固结储水系统形变量与地下水补排水量关系的体积互换机理的理论，为抽注地下流体导致的地形变量的计算及允许开采量的确定提供了理论依据，阐明了储水层形变的水动力学原因在于渗流的非稳定过程。从环境地质及水文地质角度探讨了由于体积互换机理导致的非固结储水层的形变模型与水流模型耦合的必然性以及重新定义非固结储水层随时间变化的导储水参数的必要性。研究成果加深了对地层形变尤其是人类抽注地下流体导致的地层形变灾害(如地裂缝、地面沉降、井管折损等地质灾害)产生机理的理解，为进一步完善地层形变与渗流理论指出了新的研究方向。     

断裂常速滑动传播的有限差分计算

本文以纵向平面上断裂按常速度扩展为例，讨论了滑动速度与剪切应力的关系；在前人工作的基础上，将菱形交错网格差分方案引入各向同性介质中平面断层滑动位移的计算，在保持差分稳定性条件不变的前提下，可使首项差分误差减小７５％，将断层平面简化为有一定长宽的长方形，比简化为圆形［３］更符合实际。文中最后在计算机上模拟计算了断层以常速破裂时滑动位移分布规律，对于理解断层附近的波动规律，认识断层表面应力场的分布以及进行实际工程稳定性、安全性分析，有一定意义。     

地下采动顺向缓倾构造山坡的滑移机理

采空区地表山体侧向变动,不同于一般天然山坡,也与采空区一般上覆岩层的变形破坏有异;它是二者复合机理的效应。本文在分析考察了毗邻电厂的横山顺倾构造山体、剖析了地下采空情况认为:山体侧向变动中,软弱夹层有决定性作用,变动范围、速率和规模与地下采空有关;并利用地质力学模型试验和数值模拟,探索了采动引起山体应力场及变动规律。结果表明,山体岩层的变形、位移、破坏、由直接顶板向地表发展,采空坍陷诱发了软弱夹层的蠕滑,则产生山体侧向滑移;电厂区地表隆起变形是山体侧向滑移挤压地基土的反映。通过现场实际调研、变形观测资料分析与数值模拟和模型试验的对比研究,提出了“坍落拱梁”的成生效应、挤压蠕滑效应、失稳效应;揭露了顺倾构造山体在采空影响下,具有地表、地下的“复合临空面”的“复合应力场”中“复合变动”的“复合机理”;并提出这种山体侧向变动机理的典型地质模式,借以论证山体稳定性。     

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近50 a来新疆孔雀河灌区地下水流系统演变特征

新疆孔雀河灌区面临地下水超采问题，科学认识区域地下水流系统的发育条件和演变特征，是优化地下水资源开发利用方式的基础。通过构建第四系含水层三维地下水稳定流模型，利用流线追踪技术，模拟识别了孔雀河流域1970-2020年期间地下水流系统的变化特征。结果表明，不同补给区和排泄区通过流线进行组合，在孔雀河周边形成了交错分布的地下水流系统，其空间分布格局随灌区地下水开采规模而变化。在20世纪70年代的拟天然状态，灌区主要发育自北向南的地下水流系统，其空间分布格局取决于水文地质参数和排泄要素，并可能存在1~4个以孔雀河为排泄带的流动系统。在有强烈地下水开采的现状条件下，灌区地下水流系统转变为从四周流向漏斗中心，截断了从孔雀河上游渗漏到中下游河道排泄的水流系统。近50 a来，以潜水蒸发为排泄方式的地下水流系统投影面积萎缩了29%，而以地下水开采为排泄方式的地下水流系统投影面积从零增加到研究区面积的40%。潜水蒸发对自然生态系统具有重要的支撑作用，灌区地下水开采应有所控制以保障潜水蒸发型地下水流系统的发育条件。