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渗流-管流耦合模型及其应用综述 总被引：6，自引：0，他引：6
含水层-井孔水流问题是水文地质学中最重要的基础性研究课题之一。长期以来水文地质模型中对井孔的刻画基本上都是引用"热传导"中的"线汇"理论,需要人工预先给定线汇的流量或水头分配,其普适性至今没有得到证明。针对地下水混合井流模拟提出的"渗流-管流耦合模型"和"等效渗透系数"的概念、方法,不仅解决了混合抽水试验求取分层水文地质参数、预测分层地下水降落漏斗等问题,更重要的是提出的模型和方法具有一定的通用性,已被用于模拟水平井、自流井、观测孔等,并发展为岩溶管道-裂隙-孔隙三重空隙介质地下水流模型。"渗流-管流耦合模型"和"等效渗透系数"方法不仅得到现场试验的应用性验证,也通过物理模拟得到了检验。 相似文献
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"渗流-管流耦合模型"的物理模拟及其数值模拟 总被引：16，自引：2，他引：16
井孔 -含水系统问题是当今水文地质学最重要的研究课题之一。长期以来 ,水文地质模型中对井孔的刻画基本上都是引用“热传导”中的“线汇”理论 ,需要人工预先给定线汇 线源的流量或水头的分配 ,其正确性或适用性至今没有得到理论证明。陈崇希 (1993 )提出的“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”在理论上已解决多个水文地质问题 ,也用于几个实例 ,本文再用物理模拟检验其可靠性。论文针对具有典型意义的河床下水平井或傍河垂直井地下水流问题做了砂槽物理模拟 ,并用基于“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”的数值方法仿真模拟了此条件下地下水流的规律。成果表明 ,数值模拟观测孔水头动态相当好地再现了物理模拟结果。论文指出了“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”在井孔 -含水系统问题上的广泛应用前景。 相似文献
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目前"井孔-含水层"系统处理的三种主要方法:基于线汇理论的井孔模拟、高渗透系数法和渗流-管流耦合模型,评述了各种方法的优缺点,重点指出了传统线源(汇)法理论上的缺陷及实际应用中的局限性。概括了MODFLOW,TOUGH2,FEFLOW等地下水数值模拟软件对井孔含水层模拟的方法;应加强井周小尺度水流水质的精细研究,并研究井周水流运动对水质的作用,以及对大尺度地下水模拟的影响。 相似文献
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渗流井取水方式地下水允许开采量计算 总被引：6，自引：0，他引：6
文章在分析渗流井井流特征的基础上,通过引入等效渗透系数,构建渗流井取水的"渗流—管流"耦合模型,建立了渗流井取水的数学模型,提出了渗流井取水计算模型。以陕西省悖牛川水源地为例,通过水文地质条件的分析,提出悖牛川陕西段河谷区地下水渗流井的开采方式。结合具体的水文地质结构及有关参数,采用地下水流三维有限差分法计算了各渗流井的出水量及其组成。在考虑河流持续断流45d的情况下,计算了断流条件下渗流井出水量的衰减过程,在此基础上,确定了悖牛川陕西段河谷区地下水渗流井开采方式新增允许开采量。 相似文献
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现有的井群疏干、地下巷道集中排水、地表地下联合疏干方法都已比较成熟有效,但当矿区的地下水系统由非均质各向异性、低渗透性含水介质组成时,井群疏干受到低渗透性含水层和高倾角裂隙的制约,无法达到良好的疏干效果。地下巷道集中排水方法一次性工程投入很大,含水层富水性极度不均时易造成许多不必要的浪费;地表地下联合疏干方法的地面部分对矿坑边坡安全和采场作业都会造成一定的影响。结合马钢集团南山矿业公司高村露天铁矿的地下水疏干技术研究专项,调查分析了矿区地质和水文地质条件,含水介质特点及含水层富水特征,借助GMS软件建立了高村矿区地下水水流模型,提出了辐射井疏干技术的设想,并依据前人提出的＂渗流-管流耦合模型＂模拟辐射井,完成了此类矿山的地下水辐射井疏干方法的初步研究。 相似文献
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《水文地质工程地质》2011,(5)
本版《地下水动力学》(陈崇希等编著,地质出版社,2011年6月出版)是对1966试用版/1999正式版的修订补充。主要补充内容:(1)增写了从1952年我国建立水文地质工程地质专业以来本教材的发展历程和相关背景。特别是如何从被误解了的Dupuit影响半径稳定井流模型纠正为圆岛模型,并从此建 相似文献
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陈崇希 《水文地质工程地质》2020,47(5):1-4
Dupuit（1863年）提出的模型是“圆岛状含水层稳定井流模型”，这个模型只有侧向湖海边界条件，而不涉及上边界降水入渗补给条件。因此，Dupuit模型只能在旱季用于地下水井流试验求取含水系统的参数，而不能够用于预测。文章发展Dupuit潜水井流模型，考虑地面均匀稳定入渗补给（蒸发排泄示为其负值）作用。以质量守衡原理为基础，假定渗流服从Darcy定律并满足Dupuit徦定，建立极坐标下的地下水流微分方程，再依边界条件建立相应的流量方程和水位方程。这些方程为具地面入渗补给条件下井流试验求取水文地质参数以及预测相应条件下地下水抽水的效果，提供了基础条件。讨论了引入Dupuit假定对本问题解析研究可以降维（略去z变量）带来好处的同时，在地下水分水岭附近及抽水井附近可能出现偏离Dupuit假定，建议在抽水试验求取含水层参数时，观测孔的部署要尽量回避这些区段。 相似文献
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Theis模型、Dupuit模型等经典井流模型分析非均质含水层井流试验数据有一定的局限性,获取的参数不适合表征非均质含水层特性。而GRF模型可以获取含水层流动特性的数据。相比于Theis模型、Dupuit模型,GRF模型更能表征非均质含水层特性。以黄石东湖新村棋盘洲长江大桥的抽水试验数据为例,采用Theis模型和GRF模型计算含水层渗透系数,结合实际水文地质条件,对比分析不同方法计算的水文地质参数,并计算含水层水流维数和表观压力传导系数（Kf /Ssf）。结果表明:研究区含水层为细砂夹条带状黏土透镜体的非均质含水层,采用GRF模型计算结果更符合实际情况,渗透系数为 4.09×10?3cm/s;含水层水流维数为1.61,地下水为双线性流动状态,含水层对抽水试验的响应主要受黏土条带控制;观测井和抽水主井的Kf /Ssf呈非线性相关,进一步验证了含水层的非均质性。在非均质孔隙含水层中,应用多孔联合非稳定GRF井流试验方法不仅能确定水文地质参数,并且能丰富对含水层特性的认知。 相似文献
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地下水流系统理论和数值模拟技术分别是水文地质学的基本理论和技术方法,含水岩组的概化是地下水流系统分析和地下水数值模拟的重要基础,直接影响着数值模拟和水流系统分析的精度和可信度.为提高含水岩组概化的精度和可信度,提出一种含水岩组概化的新方法,即累积导水系数法.依据岩层厚度与渗透系数乘积累积值随深度的变化,以及水文地质剖面岩性分布的整体特征,概化含水介质结构.以玛纳斯河流域为例,应用该方法概化流域内的岩性剖面,结合GMS软件中TINS模块构建水文地质结构模型.结果表明,应用该方法概化后的含水层结构具有较好的合理性和仿真性,建立的三维模型很好地显示了研究区含水介质的空间展布特征,为建立地下水流模型奠定了良好的基础. 相似文献
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在鄂尔多斯盆地都思兔河流域供水水文地质详查的基础上,通过水文地质钻探、抽水试验、样品分析等手段,查明了流域含水层的结构、埋深以及含水层和隔水层在水平和垂直方向上的变化规律,探讨了各含水层之间的水力联系,并求取了含水层的水文地质参数;对比圈定了包乐浩晓、巴彦布拉格、好勒包勒吉3处富水区;采用地下水流数值模拟方法对上述3处富水区地下水开采量进行计算,提出了27种地下水开采方案,并经过对比得到地下水开采推荐方案。结果表明：包乐浩晓、巴彦布拉格、好勒包勒吉3处富水区主要补给为侧向径流及大气降水入渗补给,排泄方式以潜水面蒸发及向河流排泄为主;在地下水浅埋区,结合含水层单井涌水量的大小,确定采用管井开采方式、中段悬挂式非完整井结构,平均布井,井深300m,单一开采白垩系环河组的地下水,最大限度夺取潜水蒸发排泄量;根据推荐方案,上述3个富水区总开采量达到123500m3／d,可为该地区地下水资源开发与利用提供技术保障。 相似文献
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东海岛是一具有独特水文地质条件的大陆岛,浅层含水层与大陆以浅海湾相隔,中深层承压水含水层与大陆地下水系统紧密相连。为了深入地认识大陆岛地下水水动力学特征,以湛江东海岛为例,阐述了其水文地质条件,并分析了东海岛浅、中、深层地下水的流场和动态特征。分析结果表明,东海岛为一个典型且独特的大陆岛,岛内和大陆的部分浅层含水层由湛江湾相隔,岛内中、深层含水层和大陆中、深层含水层通过湛江湾相连,且具有统一的水位分布,并保持着密切的水力联系,岛内中、深层地下水由南向北径流补给湛江市区的降落漏斗中心;滨海及海水区域浅层含水层及其下伏的粘土层构成了防止海水入侵中、深层地下水的保护层;浅层地下水流场基本保持天然状态,水位动态特征主要为入渗径流型,水位变化与降雨量相关;中、深层地下水流场以人工流场为主,地下水由南向北径流,水位动态类型主要为开采动态型,水位变化主要受到开采量变化的影响;在近海岸地区,地下水动态表现为潮汐效应型,在潮汐作用下,地下水位动态具有周期性。 相似文献
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武汉地区长江Ⅰ级阶地含水层在水流等沉积动力的分选作用和上覆土层压力的固结作用下,其渗透系数必然存在各向异性。因此,基于含水层渗透系数的各向同性和以单井稳定流抽水试验得到的含水层水文地质参数所完成的基坑降水设计亦必然与工程实际存在差异。通过现场分层抽水试验、群井抽水试验,结合三维数值模拟反演计算,得出了武汉长江Ⅰ级阶地各含水层水文地质参数的基本规律和特性,即：各含水层渗透系数自上而下逐渐增加且表现为各向异性,其水平渗透系数大于垂直渗透系数,其比值介于1.6～2.6之间。工程实例表明,采用各向异性的水文地质参数和三维渗流分析进行的超深基坑降水设计,结果更接近于实际,且有利于降低工程造价和基坑周边环境损伤,亦有利于节约宝贵的地下水资源。 相似文献
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指出承压含水层盖层的弯曲变形与开采井周围的径向地下水运动存在相互作用, 而这一效应在传统的井流理论中没有被认识到.通过引入弹性薄板理论, 建立了无越流的承压含水层井流-顶板弯曲效应的解析模型, 同时考虑了含水层和水的压缩性, 结果表明Theis井流方程给出的抽水降深偏小.在此基础上推导了有越流承压含水层井流-盖层弯曲效应的偏微分方程, 求出了解析解, 并与传统理论的结果进行了对比, 表明Hantush-Jacob公式计算的降深也是偏小的.在抽水井附近和抽水初期, 传统理论可能导致显著的相对误差. 相似文献
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Theis Raaschou Andersen Søren Erbs Poulsen Steen Christensen Flemming Jørgensen 《Hydrogeology Journal》2013,21(2):491-503
Groundwater models simulating flow in buried valleys interacting with regional aquifers are often based on hydrogeological models interpreted from dense geophysical datasets and scarce borehole data. For three simple synthetic cases, it is demonstrated that alternative methods of inversion of transient electro-magnetic (TEM) data can lead to very different interpretations of the hydrogeology inside and surrounding a buried valley. The alternative interpreted hydrogeological models are used in numerical modelling of groundwater flow to a pumping well. It is demonstrated that the alternative models result in quite different groundwater-model predictions of capture zone, recharge area, and groundwater age for the pumping well. It is briefly demonstrated that model calibration against hydraulic head data is not likely to improve the predictions or to identify the structural error of the interpreted hydrogeological models. It is therefore concluded that when TEM-based resistivity models are interpreted to construct the hydrogeological framework of a groundwater model, it must be done cautiously with support from deep borehole information. Too much reliance on geophysical mapping can lead to seriously wrong hydrogeological models and correspondingly wrong groundwater-model predictions. 相似文献
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抽水含水层对非抽水含水层水位影响的效应分析 总被引：3，自引：0，他引：3
利用自动水位计记录的抽水试验过程中不同层位含水组之间的动态水位,分析了在抽水试验最初阶段时抽水含水组与非抽水含水组之间的水力联系。研究结果表明:(1)抽水含水层对非抽水含水层存在水位影响效应,在抽水初期,水位影响效应较大;当抽水含水层水位达到稳定或缓慢下降时,水位影响效应随之消失。(2)单位降深水位影响效应显示,上部含水层距离抽水含水层越远,水位影响效应越大;下部含水层距离抽水含水层越远,水位影响效应越小。(3)利用三维地下水流数值模拟方法和应力应变对含水层水位动态影响的原理对水位影响效应机理进行分析,发现水位影响效应与含水层的固体骨架压缩系数(α)、水体积压缩系数(β)、孔隙度(n)和边界控制系数(Cm)等参数有关。 相似文献
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为准确获取水文地质参数,进而为矿井防治水、矿井涌水量计算以及地下水评价等提供可靠的参数,以煤田地质勘探中实测的人工井液电阻率测井曲线为依据,结合岩心精细描述、抽水试验、常规地球物理测井等技术获得的资料进行综合分析。研究表明:人工井液电阻率测井技术在煤田水文地质勘探中不仅可以准确划分含隔水层的性质,确定其位置,分析含水层之间的补给关系,检查钻孔止水效果,计算各含水层钻孔截面流量,亦可研究地下水流体特征,评价地下水水质参数以及监测生产矿井导水裂隙带高度。因此,人工井液电阻率测井能够提高煤田水文地质勘探成果利用率,实现地质勘探信息的最大化利用,从而更好地为矿井设计、建设及矿井生产服务,保障矿井安全。 相似文献