| 非承压含水层定水头抽水两区井流数值模型研究 |
| |
| 引用本文： | 史鹏钰,宗一杰,滕开庆,刘健军,肖良.非承压含水层定水头抽水两区井流数值模型研究[J].煤田地质与勘探,2023(10):124-133. |
| |
| 作者姓名： | 史鹏钰 宗一杰 滕开庆 刘健军 肖良 |
| |
| 作者单位： | 1. 广西大学土木建筑工程学院;2. 广西防灾减灾与工程安全重点实验室;3. 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室 |
| |
| 基金项目： | 国家自然科学基金青年基金项目(41807197)；;广西自然科学基金项目(2018GXNSFAA138042)； |
| |
| 摘 要： | 为了揭示在非承压含水层中定水头抽水试验引起的达西-非达西两区流动机理，提出基于有限差分法的地下水定水头抽水井流数值模型。该模型根据抽水的流态特征将含水层分为2个区域：靠近抽水井的有限非达西渗流区域和远离抽水井的半无限达西渗流区域，其中非达西流区域流态的模拟基于Izbash方程实现。通过与COMSOL Multiphysics的有限元数值解进行比较，验证了所提出数值解的可靠性。最后，研究有限非达西流效应对水头和抽水井抽水速率的影响以及井内水头对抽水井抽水速率的影响。研究表明：在抽水试验中非达西区域的影响不可忽略，湍流会分别导致两区流中水头较纯非达西流和纯达西流的水头偏大和偏小，且随抽水时间的增加逐渐变大；通过减小抽水井井内水头或增大非达西系数可提高抽水速率，但该影响会随抽水时间的增加而逐渐减弱；断面流量随径向距离的增大而不断减小，断面流量与径向距离曲线下降速率不断减小，且在转换界面处会出现转折点。该模型为定量研究在非达西流和达西流耦合作用下抽水井附近的井流水头特征提供了一种简洁的方法，并为调查定水头抽水测试期间的抽水速率提供理论依据。
|
| 关 键 词： | 非承压含水层 定水头抽水 两区流动 非达西效应 有限差分解 数值模型 |
|
