地震观测井地下水埋藏类型判定方法及依据

基于井水位微动态数据及井水化学特性分析,参考井水位对气压的阶跃响应函数方法、频谱分析方法、潮汐波群相位超前或滞后方法、水-岩平衡状态分析方法,提出了地震观测井地下水埋藏类型判定方法及综合判定依据,并将其应用于川滇地区地下水埋藏类型的综合判定。结果表明：根据本文判定方法得出的地震观测井的地下水埋藏类型,与依据成井时的贮存埋藏条件判别得到的观测井的地下水埋藏类型有很多不一致,并对此进行了讨论。     

云南红河地区地下流体井-含水层系统特征研究

从地下流体观测井-含水层系统对降水的响应特征、对气压和潮汐的响应特征、含水层水文参数的计算对比以及水-岩作用平衡状态4个方面,研究了云南红河地区5口地下流体观测井-含水层系统特征。结果表明：不同井-含水层系统对外界扰动(影响因素)的响应能力有所差别,其中高大井对地壳应变响应的灵敏性最强,其次是开远井、建水井,石屏井和蒙自井最弱,响应能力主要与井-含水层水力参数、承压性和水-岩平衡状态等因素有关。     

同井不同层位水温观测同震变化机理分析

不同水温观测点由于观测环境、井孔条件、观测部位构造条件、介质条件、地下水动力条件的差异,使得水温动态呈现出不同的形态。而同一观测井内不同层位的水温由于水温传感器安置深度和井孔热源分布状态的不同,会出现不同的同震响应形态。利用小波变换算法,分析了房县三海村井不同深度的水温在3次地震中的同震响应变化,并结合该井的温度梯度、围岩特性以及含水层分布,提出一个简单的井-含水层模型。进而探讨了同井不同层位水温出现不同变化的动力学机制,初步认为其动力学机制源于水的流动产生的热对流引起的变化。     

新疆和静县诺尔湖铁矿矿床水文地质特征

根据和静县诺尔湖铁矿地下水类型、含水岩组等区域水文地质特征,研究构造破碎带和地表水对铁矿安全开采的影响,结果表明:研究区地下水类型主要包括现代洪积砂砾层中的孔隙潜水、坡积碎石层中的孔隙潜水、冰碛砾石层中的孔隙潜水、基岩风化带裂隙网状水以及基岩裂隙脉状水等五种类型;区内地下水的补给来源主要是大气降水和冰雪融水,通过季节性溪流和渗入基岩风化裂隙两种方式径流和排泄;基岩破碎带和裂隙发育带的存在,为基岩充水提供了有利空间。     

EH4电磁系统在川南严重干旱地区找水中的应用

采用了EH4电磁成像系统,运用电磁法的原理,在缺水区布置了多条物探剖面,采取各种措施有效减小地形、高压电线等干扰,采集到了合格的数据。通过对数据的反演等一系列处理,判断地下含水层的位置及深度,及时提供物探资料给地质,推荐打井井位。通过打井来印证物探资料的准确性。在这次工作中,物探起到了事半功倍的作用,以最小的成本换取了缺水区人民群众的最大需要,为抗旱打井找水工作立下了主要功劳,得到了各方的一致好评。本次物探工作说明,电磁法在川南岩溶干旱缺水地区,能够准确区分岩溶的发育程度,从而进一步判断含水层的位置及深度,高效指导打井工作,是一种行之有效的找水方法。     

准饱和多孔介质中地下水驱替速率、圈闭气体饱和度和准饱和渗透系数的关系

圈闭有不连续、非流动和非混溶气体的含水层,被称为准饱和含水层。圈闭气体的存在会降低含水层的渗透性能,但准饱和渗透系数、圈闭气体饱和度和驱替速率之间的关系还没有完全被理解。本文通过室内砂性介质的驱替试验开展了圈闭气体饱和度、准饱和渗透系数和驱替速率三者相互关系的研究。研究表明,虽然总体上圈闭气体饱和度随驱替速率的增大而减小,但是在高驱替速率和低驱替速率分别出现了圈闭气体饱和度不随驱替速率变化的等值区间,该“台阶”型曲线可以采用与van Genuchten曲线类似的数学模型来表征,而砂性介质的准饱和渗透系数与圈闭气体饱和度之间呈简单的线性负相关关系。这两个经验模型说明可以用驱替速率定量估算准饱和渗透系数,该关系为利用驱替速率估算准饱和渗透系数提供了理论依据。上述准饱和水力学性质为深入理解准饱和地下水水流提供了依据。另外,驱替速率与圈闭气体饱和度的关系还表明,实验室测量完全饱和渗透系数时,应以大于初始毛细上升速率的速率进行饱和,以避免介质中的空气被水圈闭。     

多源数据挖掘下潘谢矿区深部灰岩水突水预警研究

深层灰岩水在长时间水岩耦合作用下各含水层的水化学成分有所不同,但随着地壳运动、采动影响等因素导致不同含水层产生水力联系。重大的突水事故都是深层高压灰岩水以浅层灰岩水为通道突入矿井发生的。依据对淮南煤田潘谢矿区9对矿井2015—2018年182个地面水文观测孔的水位数据及潘二矿突水后各水文观测孔水位变化的时空规律,得出水文观测孔的水位变化数据比水位高程数据更灵敏,潘谢矿区深层灰岩水由下向上对浅层灰岩水进行补给,通过聚类分析算法识别出矿井与深层灰岩水存在补给关系的浅层灰岩含水层区域;另一方面基于改进的随机森林算法对收集的7 000多条矿井水质化验资料进行分析,基于错分数据识别出与深层灰岩水水力联系紧密的各矿含水层信息。综合分析水位变化数据聚类分析结果,得出各矿井的突水风险区域。基于含水层分类显著因子、水化学空间分布特征,结合温度、流量、水位、水质等参数的高精度传感器,构建快速准确突水预警系统,对矿井出水点进行智能监测,为实施防治水措施提供快速、可靠的依据,可以极大地避免矿井发生突水事故和减少突水事故产生的损失。      

基于高分辨率示踪技术的岩溶隧道涌水来源识别及含水介质研究

利用高分辨率示踪技术探讨了重庆三泉隧道突水来源,并对含水介质进行了刻画,结果表明:（1）隧道涌水段受长滩地下河影响,而麦阴槽落水洞为长滩地下河的补给来源之一;（2）试验段岩溶含水介质通畅,地下水流速快,为典型紊流态;地下河管道结构不均匀,发育两条过水通道,为主管道并联支管道,无溶潭和地下湖发育;利用Qtracer2软件,计算得到地下河几何参数及水文地质参数:地下管道储水体积为1 148.4 m3,表面积为1.30×106 m2,平均直径为1.37 m,长度为780 m;摩擦系数为0.51,舍伍德数为1 055.1,施密特数为1 140,水力深度为1.08 m,分子扩散边界层厚度为1.3 mm;（3）因试验时间短、试验为小流量期及存在其他地下河出口等条件制约,示踪剂天来宝的回收率较低,上湾洼地与隧道涌水段连通关系有待进一步研究;（4）由于三泉隧道涌水点与地表水具有直接水力联系,且涌水量大,建议引走地表洼地水源、填埋隧道上方麦阴槽落水洞或在隧道下方新建泄水洞排水。      

1:5万冲洪积扇含水层水质调查方法探讨

以豫北山前冲洪积扇含水层为研究对象,探讨1:5万冲洪积扇含水层水质调查方法。该方法由工作量预部署、野外调查和取样点布设3个阶段组成。工作量预部署阶段,以前期调查资料为基础,编制工作区地形地貌、潜在污染源、地下水流场和水化学类型演变图,并赋值叠加形成不同调查点密度分区的野外工作图,宏观控制调查工作量; 野外调查阶段,重视pH值、溶解氧、电导率和氧化还原电位的测定与质量控制,根据调查区块环境状况调整调查点密度,布点兼顾地下水点与非地下水点及不同深度水点间的比例; 取样点布设阶段,以地质环境对含水层进行分区,以不同深度水井地下水功能对含水层进行分层。利用调查点现场水化学参数,识别并圈定水质变异区,分别采用判断法和均布法布设水质变异区和水质正常演化区取样点。该方法可为类似地区开展高精度地下水水质或污染调查提供参考。     

常州地区含水层渗透系数与特征粒径的相关性研究

渗透系数受到土层颗粒级配的影响。基于常州地区第5层粉土粉砂层渗透系数及特征粒径实测数据,建立土层渗透系数K与特征粒径之间的关系式。结果显示,该含水层渗透系数与土层等效控制粒径d60之间的关系式相关性高,对该含水层渗透系数的确定具有参考意义。