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流量衰减分析是地下河系统研究中常用的方法之一.为深入流量衰减分析研究,在对地下河系统概化的基础上,使用作者编制的地下河系统水流运动数值模拟程序UGRFLOW09分析了孔隙-管道型地下河系统特征与衰减特征之间的关系.结果表明:第一段衰减系数与渗透系数、衰减含水层厚度、模型宽度及面积、管网密度和管道流量系数均成幂函数关系,随着其数值的增加而减小;第一段衰减系数与给水度关系不明显;第二段衰减系数与渗透系数和管网密度成直线关系,随着其数值的增加而增加;第二段衰减系数与给水度、衰减含水层厚度、模型宽度及面积成幂函数关系,随着其数值的增加而减小;管道衰减系数与渗透系数、衰减含水层厚度和管网密度均成幂函数关系,随着其数值的增加而减小,与相应的管道流量系数也为幂函数关系,管道衰减系数与给水度和含水层宽度关系不明显. 相似文献
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水文地质参数在含水层压密过程中不断变化,这是诸多地面沉降模型实际应用中的难点之一。就含水层压密对水文地质参数的影响开展了初步的实验,结果表明,压密前后含水层的渗透系数和给水度发生了较大的变化。其中：渗透系数随模拟含水层介质压密过程的变化几乎呈线性的减小趋势,线性拟合决定系数为0.959 2~0.997 1;给水度随着含水层的压实而表现出下降的趋势较为复杂,随介质类型的不同而有差异。渗透系数和给水度的下降速度在不同介质中也有一定的差异。在本研究的实验模型尺度下,给水度和渗透系数呈现一定的线性正相关关系,一次线性相关函数斜率为0.001 3~0.005 1,截距为0.011 6~0.038 1,基本相近且在相同数量级。 相似文献
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探讨了将蒙特卡罗(Monte Carlo)方法应用于多尺度非均质含水层中溶质运移模拟的方法。所研究的含水层由两种具有不同渗透系数统计特征的多孔介质所组成,每一种多孔介质是非均质的,且其渗透系数场符合平稳假设,而整个模拟区的渗透系数是非平稳的。Monte Carlo方法要求参数是平稳的,因此,分别对两种多孔介质产生若干随机渗透系数场后,用两种方法进行组合,并进行溶质运移的模拟计算。通过对计算结果的分析,综合考虑计算精度、计算时间等因素,得出了处理多尺度非均质多孔介质中溶质运移问题的较好方法。 相似文献
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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。 相似文献
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基于流量衰减曲线的岩溶含水层水文地质参数推求方法 总被引：2，自引：0，他引：2
分析流量衰减曲线是研究岩溶含水层水文地质参数的重要手段。在阐明流量衰减分析理论的基础上,通过连续监测一年寨底地下河出口的小时流量过程,共获取8 784组流量数据。首先选取典型的2013年9月25日3:00暴雨后至2013年10月13日17:00的446组流量数据作为研究对象,并利用MATLAB软件对该时间段的流量过程进行曲线拟合,从而确定了不同阶段流量衰减系数分别为0.642 5、0.025 8、0.001 5;然后通过流量衰减系数计算寨底不同含水介质导水系数T与给水度S的比值;最后利用裂隙率近似给水度的方法确定了寨底不同含水介质的水文地质参数。结果表明,寨底岩溶管道、裂隙、基岩介质导水系数分别为:258.87、3 865.98、40.64 m2/d。说明辅以必要的水文地质调查,确定管道分布和径流距离,流量衰减曲线可用于计算岩溶含水层不同介质的导水性能和给水度。 相似文献
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在利用水文地质试验求取渗透系数的过程中,对于低渗透性含水介质,由于水量小,一般难于实施抽水试验方法,而提水试验能够很好地解决这一问题。以黄岛地下水封石油洞库为例,首先对提水试验的特点、步骤进行了简单介绍,然后根据裘布依稳定潜水井流原理求解渗透系数,并对库区渗透系数平面分布规律进行了分析,将含水层渗透性划分为三个区域。 相似文献
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地下水人工回灌可以高效地利用雨季丰沛的水量来缓解地下水过量开采造成的海水入侵、泉水断流等环境水文地质问题,但回灌堵塞一直是制约人工回灌效率的关键问题。针对雨洪水回灌携带的大量气泡问题,设计室内砂柱试验模拟装置,利用曝气水进行人工回灌,定时记录试验过程中测压管读数及出流流量,利用达西定律计算各层渗透系数,研究气相堵塞的发展过程和规律。结果表明:回灌过程中由于气相堵塞导致含水层渗透系数随时间呈指数衰减,气相堵塞主要发生在介质浅表层（0~30 cm）,且随时间有向下发展的趋势,堵塞速率随深度的增加逐渐减小,在回灌过程中适时停灌进行排气有利于减小气相堵塞对回灌效率的影响。 相似文献
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我国华北隐伏型煤田的煤系普遍被第四系松散层覆盖,其中的松散承压含水层在煤矿生产中常带来矿井突水、地表沉降、井筒变形破坏等水文地质灾害,造成巨大经济损失和人员伤亡。渗透系数是反映松散承压含水层土体介质渗透能力的重要参数,其数值的合理估算,对该类煤矿水文地质灾害的防治具有重要指导意义。目前,华北隐伏型煤田松散承压含水层渗透系数往往仅通过现场抽水试验确定,基于地质勘探钻孔信息与数据估算松散承压含水层渗透系数的模型研究较少。通过收集淮北煤田祁东煤矿松散承压含水层已有抽水试验的钻孔信息与数据,选取承压含水层厚度、泥层砂层比、最厚砂层占比、有效应力与底砾层厚比作为影响指标,分别与渗透系数进行相关性分析。最终确定底砾层厚比、有效应力、泥层砂层比为关键影响指标,并分析其对渗透系数的影响规律。结果表明,松散承压含水层渗透系数随底砾层厚比的增加而增大,随有效应力和泥层砂层比的增加而减小。在此基础上,采用多元线性回归分析,提出了基于底砾层厚比、有效应力、泥层砂层比的渗透系数估算模型。并将该估算模型应用于淮北煤田祁南、朱仙庄、青东煤矿松散承压含水层的渗透系数估算,结果显示估算结果与试验值一致。 相似文献
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岩体的渗透性与其埋深关系紧密,一般表现为岩体的渗透性随埋深增加而逐渐减小的规律,本文开展破碎、较破碎岩体随单一埋深关系的渗透系数研究,采用负指数相关性模型和幂次函数模型对丽江古城某石灰石矿山在地表浅部55 m深度范围进行的5次压水水样数据进行拟合相关模型计算参数,发现幂次函数模型的相关性(R=0.916 5)比负指数模型相关性(R=0.884 2)优越。并根据拟合参数与CHEN Y F(2018)通过我国西南地区12个大坝上万组注水试验数据得出的拟合参数进行对比,得出基于常数头注水试验在地表以下较浅深度段的渗透系数可以代替地表渗透系数,采用多段不同埋深渗透系数拟合K0时宜采用负指数相关模型,确定地表渗透系数后或已知地表渗透系数的情况下宜采用幂次函数模型预测不同深度渗透系数。 相似文献
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Han Shujie Cheng Qiuming Department of Earth Atmospheric Science York University Toronto MJ P Canada 《中国地质大学学报(英文版)》2000,11(2)
INTRODUCTIONHydraulic conductivity is one of the most important pa-rameters of surficial deposits for hydrogeological study.At awatershed scale,the hydraulic conductivity changes verticallywith decreasing downward from the earth surface and horizon-tally from lithological unit to lithological unit. The verticalvariation of conductivity can be described by hydraulic conduc-tivity decay factor that describes the exponential decay of hy-draulic conductivity with the depth of the considered- p… 相似文献
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One‐dimensional dynamics of saturated incompressible porous media: analytical solutions and influence of inertia terms 
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下载免费PDF全文 The complexity of formulations for the hydromechanical coupled mechanics of porous media is typically minimised by simplifying assumptions such as neglecting the effect of inertia terms. For example, three formulations commonly employed to model practical problems are classified as fully dynamic, simplified dynamic and quasi‐static. Thus, depending on the porous media conditions, each formulation will have advantages and limitations. This paper presents a comprehensive analysis of these limitations when solving one‐dimensional fully saturated porous media problems in addition to a new solution that considers a more general loading situation. A phase diagram is developed to assist on the selection of which formulation is more appropriate and convenient regarding particular cases of porosity and hydraulic conductivity values. Non‐dimensional formulations are proposed to achieve this goal. Results using the analytical solutions are compared against numerical values obtained with the finite element method, and the effect of porosity is investigated. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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在Rowe和Fleming提出的用以计算淤堵时间简化模型的基础上,针对填埋场排水层淤堵时空分布特征,合理地作了进一步假设和推导,得到了可以反映淤堵发展的简化模型,推导出了排水层渗透系数的变化规律。采用水量平衡的单元分析方法,建立了淤堵条件下最高水位计算模型,获得了排水层最高水位深度的计算方法,并与稳态、瞬态方法进行比较。结果表明,无淤堵时得到的结果与瞬态结果一致,且都趋于稳态结果;淤堵较严重时水位受到显著影响,必须考虑淤堵。通过参数分析发现,前期渗透系数越小（后期越大）、排水距离越长、入渗速度越快、离子浓度越高,则淤堵对水位的影响越严重,同时提出考虑淤堵条件下改进排水系统的设计建议。 相似文献
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离散裂隙渗流方法与裂隙化渗透介质建模 总被引：4，自引：1，他引：4
流体渗流模拟的连续介质方法通常适用于多孔地质体，并不一定适用于裂隙岩体，由于裂隙分布及其特征与孔隙差异较大。若流体渗流主要受裂隙的控制，对于一定尺寸的裂隙岩体，多孔介质假设则较难刻划裂隙岩体的渗流特征。离散裂隙渗流方法不但可直接用于模拟裂隙岩体非均质性和各向异性等渗流特征，而且可用其确定所研究的裂隙岩体典型单元体及其水力传导（渗透）张量大小。主要讨论了以下问题：（1）饱和裂隙介质中一般的离散流体渗流模拟；（2）裂隙岩体中的REV（典型单元体）及其水力传导（渗透）张量的确定；（3）利用离散裂隙网络流体渗流模型研究裂隙方向几何参数对水力传导系数和REV的影响；（4）在二维和三维离散裂隙流体渗流模型中对区域大裂隙和局部小裂隙的处理方法。调查结果显示离散裂隙流体渗流数学模型可用来评价不同尺度上的裂隙岩体的水力特征，以及裂隙方向对裂隙化岩体的水力特征有着不可忽视的影响。同时，局部小裂隙、区域大裂隙应当区别对待，以便据其所起的作用及水力特征，建立裂隙化岩体相应的流体渗流模型。 相似文献
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广西北山岩溶管道—裂隙—孔隙地下水流数值模拟初探 总被引：12，自引：1，他引：11
本文从水动力学角度分析各种岩溶含水介质中的水流特征,将其归纳为储水介质、导水介质和控水介质,并根据折算渗透系数ＫＬ的概念和建立耦合达西流和百达西流于一体的岩溶管道－裂隙－孔隙三重介质地下水模型,对广西环江北山矿区岩溶含水系统进行了初步探讨。北山实例的模拟结果表明,三重介质模型较全面地刻画了岩溶水动态的特征,反映了相对均匀裂隙流与控制性管道流并存、线性流与非线性流相互转变的运动特点,不仅理论上比较合 相似文献
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裂隙岩体渗透系数确定方法研究 总被引：3，自引：0，他引：3
裂隙岩体渗透系数以及渗透主方向的确定对研究岩体渗透性大小及各向异性具有重要意义。高放废物地质处置库介质岩体的渗透性能将直接影响其使用安全性。本文运用离散裂隙网络模拟的方法对我国高放废物处置库甘肃北山预选区3#钻孔附近裂隙岩体进行了渗透性质分析。通过对3#钻孔171.5~178.0m段压水试验数据的反演,标定了离散裂隙网络渗流模型中的裂隙渗透参数(导水系数T)。利用标定的离散裂隙网络模型对场区裂隙岩体进行了渗流模拟,确定了该区域裂隙岩体的渗流表征单元体(REV)的尺寸大小以及渗透主值和主渗透方向。运用离散裂隙网络模型计算得出的渗透主值的几何均值与现场压水试验计算结果较接近,证明了计算结果的有效性。 相似文献
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Consolidation of clayey contaminant barriers such as landfill liners has been postulated as a cause of early breakthrough of contaminants. In this paper we theoretically investigate this proposition. For this purpose a sophisticated one‐dimensional, large‐deformation model of coupled mechanical consolidation and solute transport is employed. This new model is a generalization of existing coupled consolidation and solute transport models described in the literature. It takes into account both non‐linearities in geometry as well as constitutive relations. The latter relate the compressibility, hydraulic conductivity and coefficient of effective diffusivity to the deformation of the soil. The model is applied to a case study of a clay liner and geomembrane system. Results obtained from numerical solution of the model equations are compared with those from various simplified models, including a ‘diffusion only’ (i.e. a rigid soil) model traditionally used in contaminant barrier design. For barriers incorporating low compressibility soils (as for many well compacted clays), there is little difference between contaminant transit (i.e. breakthrough) times predicted by the two models. However, for contaminant barriers incorporating more compressible soils, consolidation is shown to significantly accelerate transport. These results indicate the potential importance of accounting for the effects of soil consolidation and highlight the limitations of existing models when modelling solute transport through composite barriers utilizing soft soils. Based on these limited results, we suggest a possible way of taking into account soil consolidation using simplified models. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Sellafield in West Cumbria was a potential site for the location of the UK's first underground repository for radioactive, intermediate level waste (ILW). The repository was to lie around 650 m beneath the ground surface within rocks of the Borrowdale volcanic group (BVG), a thick suite of SW dipping, fractured, folded and metamorphosed Ordovician meta-andesites and ignimbrites. These are overlain by an onlapping sequence of Carboniferous and Permo-Triassic sediments. In situ borehole measurements showed that upward trending fluid pressure gradients exist in the area of the potential repository site, and that there are three distinct fluid types in the subsurface; fresh, saline and brine (at depth, to the west of the site). Simulations of fluid flow in the Sellafield region were undertaken with a 2D, steady-state, coupled fluid and heat flow simulation code (OILGEN). In both simplified and geologically complex models, topographically driven flow dominated the regional hydrogeology. Fluids trended persistently upwards through the potential repository site. The dense brine to the west of the site promoted upward deflection of topographically driven groundwaters. The inclusion in hydrogeological models of faults and variably saline sub-surface fluids was essential to the accurate reproduction of regional hydraulic head variations. Sensitivity analyses of geological variables showed that the rate of groundwater flow through the potential repository site was dependent upon the hydraulic conductivity of the BVG, and was unaffected by the hydraulic conductivity of other hydrostratigraphic units. Calibration of the model was achieved by matching simulated subsurface pressures to those measured in situ. Simulations performed with BVG hydraulic conductivity 100 times the base case median value provided the “best-fit” comparison between the calculated equivalent freshwater head and that measured in situ, regardless of the hydraulic conductivity of other hydrostratigraphic units. Transient mass transport simulations utilising the hydraulic conductivities of this “best fit” simulation showed that fluids passing through the potential repository site could reach the surface in 15 000 years. Simple safety case implications drawn from the results of the study showed that the measured BVG hydraulic conductivity must be less than 0.03 m year−1 to be simply declared safe. Recent BVG hydraulic conductivity measurements showed that the maximum BVG hydraulic conductivity is around 1000 times this safety limit. 相似文献