ANN技术在地下水含水量预测建模中的研究与应用

将人工神经网络(ANN)技术引入到地下水含水量预测工作,以华北平原和河套平原为试验场,以若干已知钻孔为验证,采用激电和电阻率测深等地面物探方法获取视电阻率ρS、视极化率ηS、半衰时Th、衰减度D和偏离度σ等参数为输入神经元对单孔单位涌水量建立人工神经网络预测模型。同时,为消除不同地区矿化度的影响,通过实验对比引入综合参数T",改良了输入神经元的配比。最终建立以半衰时Th、衰减度D、偏离度σ和综合参数T"为输入神经元的含水量预测模型,进一步提高了预测精度。通过检验,发现所建立的模型对平原地区进行含水量的定量预测有着较好的效果,为含水量预测工作研究与发展带来了新理念、打开了新思路。     

一种新型的地下含水层涌水量预测模型

针对目前电法勘探预测地下含水层单孔单位涌水量方法中存在要求大样本、易出现过学习和局部极小等缺陷,基于支持向量回归机(Support vector regression,SVR)具有小样本、推广能力强、全局最优算法等优点,又可避免现有预测模型中的过学习和推广能力差等问题.本文利用支持向量回归机模型,由电测深法观测到的电阻率和激发极化等参数建立了预测地下含水层单孔单位涌水量模型,在已知抽水试验的井孔上与以往预测模型对比表明,该预测模型不但提高了预测精度,而且还具有很好推广能力和应用前景.     

FLAC3D在青岛地铁渗流场中的应用

首先,基于考虑衬砌和注浆圈的解析解,利用MATLAB软件编制了计算与自动绘图程序,研究水头、隧道半径、围岩渗透特性与衬砌渗透系数和隧道涌水量、外水压力的相互关系;其次,基于FLAC3D软件平台,通过数值解与理论解的对比,验证了数值模拟方法在隧道渗流场中应用的正确性。在此基础上,结合青岛地铁典型区间隧道,分析了隧道开挖阶段以及运营期的渗流场,并研究了在不同注浆圈厚度以及注浆圈渗透系数下隧道注浆圈的涌水量和外水压力。结果表明,在隧道周围施作注浆圈的方法来减少隧道的涌水量是可行的。注浆圈厚度越大,其渗透系数越小,隧道涌水量就越小,而外水压力变化规律与涌水量恰恰相反。研究成果为地铁隧道衬砌的设计和注浆圈范围的初步确定提供了参考依据。     

江西井冈山鹅岭隧道的工程地质调查与涌水量预测

江西井冈山鹅岭隧道是新建衡阳-茶陵-吉安铁路的关键性控制工程,洞身全长10 455 m,最大埋深750 m。该隧 道的地质构造复杂,断裂发育,岩石破碎,水量丰富。其涌水量是该隧道设计和施工的重要参数。在区域地质和构造调 查的基础上,本研究选择不同渗水岩性段进行了多口钻井（DK）及其水文地质试验,获得了一批宝贵的第一手隧道工程 地质和水文地质资料和数据。通过对这些资料和数据的分析和研究,确定了不同地质体的出水量和渗透系数。继而,按 钻井位置将该隧道划分为9 个不同涌水区段,运用不同方法对各个区段的涌水量进行了精细计算,预测5 个区段涌水量大, 分别为DK7+280-DK7+550（最大赋水段）、DK6+625-DK7+280（中等赋水段）、DK8+875-DK10+085（中等赋水段）、 DK11+570-DK11+770（中等赋水段）和DK13+570-DK13+930（中等赋水段）,施工过程中很可能产生突发涌水现象,建 议施工设计中采取有效防护措施,高度重视这些区段的工程质量。实践证明,本文的研究结果对嗣后的该隧道设计和施工 发挥了积极的指导作用,提高了施工质量。     

山东平邑县德埠庄石膏矿区北矿段水文地质特征分析

德埠庄石膏矿区北矿段位于平邑凹陷的西部,通过研究区内地质孔简易水文地质编录、水文地质孔分层抽水试验,查明了矿床水文地质条件及石膏矿带含水特征,确定水文地质单元边界条件模型,采用“水文地质比拟法”预测矿床正常涌水量和最大涌水量,在此基础上划定矿床水文地质条件属于中等型。     

煤矿突水水源判别与水量预测方法综述

突水严重制约着煤矿安全生产。突水灾害的防治是涉及多学科多方法的系统工程。矿井突水水源快速判别和矿井涌水量准确预测是突水灾害防控的重要环节。从矿区地质环境精细探测、地下水循环交替特征和数学模型研究及应用等方面,总结了国内外煤矿突水预测的主要进展。对判别突水水源和预测涌水量的各种方法进行探讨,概述了各种方法的原理、应用现状及其适用条件。      

中深层地热单井换热数值计算

中深层地热单井换热是一种"取热不取水"开发地热能的技术,该技术具有不破坏地下水环境、取热量大等优势,但目前就深度3 000 m以上的单井换热数值计算研究较少,本文针对西安地区地热地质条件,采用数值法计算了不同井型结构（L型定向井、丛式定向井）的中深层地热单井在连续运行一个采暖季情景下的换热量。计算结果表明:同一流速及地温梯度下,在系统连续运行120 d后,L型定向井的出口温度、单位时间取热量及延米取热量高于丛式定向井;同一流速下,地温梯度越大其出口温度越高,单位时间取热量及延米取热量也越大;同一地温梯度下,流速越大其出口温度越低,单位时间取热量及延米取热量越大。丛式定向井井斜30°的出口温度、单位时间取热量及延米取热量高于井斜45°,随着流速的增加,两种井斜下的出口温度、单位时间取热量及延米取热量的差异逐渐减小。从出口温度、单位时间取热量及延米取热量角度考虑,L型定向井的换热效率优于丛式定向井;从钻井施工的难易程度角度考虑,丛式定向井优于L型定向井;丛式定向井的两种井斜结构中,井斜30°的丛式定向井优于井斜45°。所得不同工况的计算结果,可为中深层地热的开发与利用提供参考依据。      

吉林省镇赉县西北沟井区上白垩统姚家组油砂矿水文地质条件分析

吉林省镇赉县西北沟井区上白垩统姚家组油砂矿局部构造不发育,矿床矿层埋藏在当地侵蚀基准面以下,区内分布有上部潜水和深部承压水,均为中等富水性含水层,前者补给来源为大气降水,后者为区域地下水径流补给,矿床水文地质条件属简单类型。     

蒙陕接壤区深埋煤层开发过程中矿井涌水量变化特征

蒙陕接壤区侏罗系深埋煤层开采过程中,掌握不同阶段矿井涌水量变化规律,是保障煤矿安全的关键。从含水层发育特征、巷道掘进进尺、采空区半径等方面开展了相关研究,结果表明:蒙陕接壤区煤层顶板导水裂缝带范围内的3层复合含水层,富水性差异较大,分别对巷道掘进阶段和工作面回采阶段涌水量影响较大。煤矿建井阶段,矿井涌水量随着巷道掘进进尺增加而增加,但单位进尺涌水量变化不大,平均涌水量为0.008 32 m3/（h·m）。工作面回采前将钻孔水量降至5.0 m3/h以下,水压降至1.0 MPa左右,实现了顶板含水层静储量充分疏放目标。首采面和接续面回采阶段,矿井涌水量呈"阶梯式"平稳增加,矿井涌水量与采空区半径呈线性正相关关系。通过对侏罗系深埋煤层开采过程中矿井涌水量变化规律和影响因素的研究,可以为其他矿井建设和工作面回采提供安全保障和科学依据。