封洞库低渗介质地下水渗流场数值模型的参数反演

在地下水数值模拟工作中,模型参数是影响数值模型计算准确度的关键因素。对于低渗裂隙介质场,传统的参数分区方法很难准确地刻画低渗裂隙介质场的非均质性,因此需要利用有效的方法优化数值模型参数,使其计算结果更加准确、可靠。建立了烟台某地下水封洞库的低渗介质地下水渗流场数值模型,并对模型中的关键参数——岩体渗透系数进行了参数反演,得到了模型中两个关键层位的岩体渗透系数场。结果表明:研究区岩体渗透系数表现出强烈的非均质性,丁烷洞库在-94～-100m深度上形成了强渗透带,造成丁烷洞库地下水涌水量偏大。参数优化后的数值模型的计算精度进一步提高,能够准确地刻画地下水封洞库的运行状态。     

水文地质条件对地下水封洞库选址的影响研究

地下水封洞库因其安全、环保、建造成本低等优势,已成为石油储备的重要形式,但场地的水文地质条件决定着洞库建设的成败.本文从地下水封洞库建库的适宜性条件分析入手,明确了对洞库选址具有重要影响的水文地质条件,即洞库所处的水文地质单元位置、地下水水位、岩体渗透性、地下水水质,在此基础上建立了地下水封洞库选址适宜性评价指标体系,通过层次分析法确定了各评价指标的权重,并通过黄岛地下水封洞库实例验证了该评价指标体系的可靠性.     

基于离散裂隙网络的烟台水封洞库渗水点分析

建立在致密结晶岩地区的地下水封洞库开挖过程中洞室及水幕巷道的渗水具有不均匀性,而现阶段主要在开挖后根据实际渗水量组织施工排水,若排水不及时容易造成洞室或巷道大面积浸水而形成安全风险。为在洞室开挖前对渗水点分布及渗水量进行一定预测,从而提前且合理安排排水工作,降低施工风险,以烟台地下水封洞库丁烷库区为例,在对该库区裂隙调查结果进行一定的统计分区后,采用Monte-Carlo随机模拟方法建立离散裂隙网络模型,通过多次迭代确定裂隙模拟置信区间,并选取在置信区间范围内的裂隙模拟结果按照立方定律求取渗透系数,按区间进行水封洞库渗水点分布区划分,同时与实测大流量渗水区域进行比对,结果发现两者具有较好的一致性,表明该方法能借助前期裂隙统计结果预测洞室开挖后渗水情况,协助组织施工期洞室排水。     

地下水封洞库分层施工工作面污染物扩散规律的数值模拟研究

为保障超大断面地下水封洞库群内的施工环境,提高施工通风效率,依托某石油储备地下水封洞库群工程,以超大断面地下水封洞库分层施工为研究对象,采用三维数值计算方法对地下水封洞库超大断面施工通风管的竖向位置以及距离掌子面的水平距离对工作面污染物浓度分布的影响进行了数值模拟研究。结果表明:地下水封洞库分层施工过程中,通风管竖向位置高于工作面时会导致部分新鲜风直接从上层区域流出,且通风管的竖向位置与工作面齐平时通风效果最好;污染物的排放速率随着通风管距离掌子面水平距离的增大呈现先增大后减小的变化规律,将通风管布置在距离掌子面水平距离为15 m时可获得最佳的通风效果。     

试井理论在洞库水幕效率试验中的应用

在低渗透性岩体中建造地下水封洞库需要水幕系统保证密封性,而单水幕孔及整个水幕系统的效率高低是判断地下水封洞库密封性的重要标准.通过水幕效率试验,可以获取洞库岩体的渗透性参数,预测水幕孔效率,并设计提高水幕系统效率的方案.运用试井理论以实测压力恢复曲线和压力导数曲线来识别和选择模型,用标准曲线进行拟合,能够将非常微小的地下水流动状态敏锐地捕捉,并进行准确地解释.将该理论应用到洞库水幕效率试验中,结果表明:其解释资料可准确获取低渗透性岩体的渗透性参数,有效预测水幕孔效率,提高低效率孔水幕效率,为地下水封洞库水幕系统方案设计提供技术支持.     

古墓垂直防渗帷幕安全深度的优化设计

古墓作为特殊的文物保护群体,在实施保护时尤其要注意原状维护和病害防治。地下水渗漏问题已经发展成为古墓最主要的病害之一,目前的治理方法主要是在古墓周边布置垂直防渗帷幕,形成不透水地下连续墙。对防渗帷幕的安全深度进行优化设计成为解决影响防渗效果和工程造价问题的关键。结合地下水渗流理论,分析防渗帷幕深度的主要影响因素,以墓室底部土体不发生渗透破坏为控制条件计算垂直防渗帷幕插入深度,并通过工程实例利用ANSYS软件模拟地下水渗流场,对理论计算结果进行验证。结果表明:理论计算得出的古墓垂直防渗帷幕安全深度是可靠的,且满足刘崇墓古墓的防渗保护要求。     

水力截获技术在地下水污染修复中的应用——以某危险废物填埋场为例

填埋场渗滤液引发的地下水污染问题日益严重,防渗失效情况下,如何采取有效措施阻止污染物扩散成为保护地下水的关键。本文以某危险废物填埋场为例,假设填埋场防渗结构完全失效,渗滤液随大气降雨连续入渗直接进入地下水,以Ni作为主要污染物,利用Visual MODFLOW模拟软件建立了Ni在地下水中迁移扩散的模型,预测其在地下水中的时空迁移扩散规律,并在此基础上,通过优化抽/注水井,建立有效的水力截获带对地下水污染进行修复。结果表明:六抽一注井群系统,单井抽水量为350m3/d时的修复效果最佳;水力截获技术可以直接将受污染水体抽除,将污染羽控制在拟建工程内部,以达到有效保护周围地下水环境的目的。     

加拿大天然气地下储存设施爆炸事故的思考与启示

介绍了加拿大天然气地下储存设施爆炸起火事故的概况,用逻辑树分析法对水封洞库火灾爆炸事故的可能原因进行分析.结果表明,竖井区管线及其连接部位可能发生泄漏,形成可燃性混合气体,遇到电气火花,发生爆炸,引发大火.最后总结了事故经验教训.     

示踪试验在凡口矿区帷幕截流工程中的应用

为查明凡口铅锌矿注浆帷幕的堵水效果以及是否还存在集中径流带,为后续帷幕建设提供科学依据,采用人工化学示踪方法,在凡口矿区开展多组地下水示踪试验。试验结果表明:①矿区东北部F5断层(203/FK1钻孔至金星岭背斜隐伏隔水层附近)隔水性良好,无需增设帷幕;②已建帷幕中,FH段堵水效果良好,基本无渗漏,IH段因注浆深度较浅,深部断层破碎带残留有渗流通道,而因FH段堵水导致矿区南部地下水水位抬升,隐伏隔水层失去隔水效果,但地下水水力梯度不大、流速缓慢(平均流速约为20.887 m/h,峰值流速为71.848 m/h),建议将EF段延伸至研究区西部出露的稳定隔水层;③矿区东部(IH段帷幕北部)存在沿断层破碎带发育的近东西向集中径流带,示踪剂穿透曲线分析发现该径流带由多条溶蚀管道组成,地下水流速快(平均流速为120.43～127.93 m/h,峰值流速为283.36 m/h)、径流集中(P_e数小于100),是后续帷幕注浆的主要目标段。     

垃圾填埋场地下水环境影响评价三维数值模型

为准确模拟垃圾填埋场渗滤液污染物在地下水中的运移情况,正确评价垃圾填埋场的建设运行对地下水环境的影响程度,以江苏省吴江盛泽城区垃圾填埋场工程项目为例,在合理概化水文地质概念模型的基础之上,构建了与之相应的地下水渗流与溶质运移三维耦合数值模型.通过对渗滤液污染物在填埋场不同防渗条件下的运移情况进行模拟预测,确定出了渗滤液污染物的扩散范围.结果表明,在防渗完好和防渗破损的情况下,渗滤液污染物运移范围均较小,对地下水环境的影响程度较弱.     

青云山隧道水文地质特征及涌水量预测

以青云山隧道为例,介绍了高山隧道水文地质调查及涌水量预测的基本方法.通过分析地表水、地下水的发育特征和水化学类型,基本查明了青云山隧道的补给径流排泄关系等水文地质特征;通过涌水量计算,得出隧道F3断层位置正常涌水量为1 697.43 m3/d,最大涌水量为2 424.90 m3/d,断层破碎带的单位正常涌水量为22.33 m3/d·m;最后提出青云山隧道进一步勘察、设计和施工的建议.     

岩溶隧道涌水量预测系列论文岩溶隧道涌水量预测方法及适宜性分析

从岩溶地下水的赋存和运移特征出发,结合隧道工程地质勘察的特点,分析了岩溶隧道涌水量预测的研究现状以及目前常用隧道涌水量预测方法的特点及其适用条件,指出:基于达西公式的地下水动力学方法,包括解析法、数值法和部分经验公式法,不适合以岩溶管道和暗河为特征的隧道的涌水量预测;目前岩溶隧道涌水量预测应该以水均衡法为主,通过加强隧道区地下水动态监测,特别是暴雨过程地下水动态的监测,以进一步提高隧道涌水量的预测精度;此外,还应探索分析各种新理论、新方法在岩溶隧道涌水量预测中的应用.     

四川雅砻江官地水库岩溶渗漏研究

官地水库的库首由雅砻江自身河弯形成了一个近东西向的单薄分水岭,该分水岭南北方向上长仅1 880m,沿南北向展布的石炭系-二叠系碳酸盐岩贯穿了水库内外,构成了潜在的库水外渗通道.笔者在现场地质、水文地质调查和观测资料综合分析的基础上,构建了该地区的水文地质概念模型,运用数值模拟方法对天然和水库正常蓄水条件下的地下水流场特征进行了模拟,通过对不同条件下地下水流场特征的分析研究,认为天然条件下地下水分水岭已经消失,水库正常蓄水条件下存在水库渗漏问题.水库正常蓄水条件下地下水渗流场的模拟结果表明,其水库渗漏量约3 670 m3/d,其中通过平川组上段、马坪组中段和阳新组上段地层渗漏的水量约占总渗漏量的77%,因此防渗的关键是封堵这三套地层.     

浅谈环境监理工作中环评防腐防渗措施的影响

目前地下水环境的污染防治已引起公众的高度重视。准确全面的进行建设项目地下水影响评价,对保护地下水资源有着重大的意义。因此,地下水环评报告中的地下水污染的防治措施章节显得特别重要。而目前在地下水污染的防治措施中应用最多的是地面的防腐防渗措施,笔者曾从事建设项目的环境监理工作,大多数的环评文件中的污染防腐防渗措施指出的非常明确,有利于环境监理工作的执行,起到了一定指导性作用。     

与深部逆冲断层有关的变质作用所表现的特点

对与构造密集带内深部逆冲断层有关的变质晕所作的构造和成分分析证明,逆冲断层作用对变质过程的影响有如下表现:产生同期的逆向变质分带热晕;在发生叠加区域变质作用时控制逆冲断层带内流体的P-T条件。蛇绿岩质和硅铝质外来岩体下方逆向变质分带热晕的构造和成分特征以及理论模拟和试验模拟资料表明,产生该类变质作用的热源只有一个,即力学性质的热,并且与外来岩体的类型无关。当构造密集带受到叠加区域变质作用时,由于流经狭窄推覆“面”的流体压力下降。该推覆面的局部压力可能会下降。     

基于有限差分法的地下水溶质运移模拟:以某垃圾填埋场为例

垃圾填埋场渗滤液中难降解有机物浓度高,且其防渗系统损坏后不易被发现,从而严重威胁周边地下水水质安全。基于MATLAB软件,使用有限差分法求解地下水稳定流和溶质运移模型,并以西部某城市生活垃圾填埋场为例,模拟该垃圾填埋场非正常状况运行对周边潜水含水层水质的影响。研究结果表明:污染物运移方向与地下水流方向一致,在填埋场及其地下水下游方向,COD和氨氮都出现不同程度的超标;垃圾填埋场在非正常状况下运行20年后,COD和氨氮的最大浓度分别为1 039.14,86.62 mg/L,并且在地下水下游方向分别形成0.9621,1.0035 km~2的超标范围,导致水质无法满足GB/T 14848—93《地下水环境质量标准》中Ⅲ类水质标准限值要求。     

试论圆明园湖底防渗工程对地表水与地下水转化及生态环境的影响

本文论述了历史过程中在人为干预下北京市地表水与地下水之间的转化关系，以及由此带来的地表生态环境的变化。在此基础上，阐明了圆明园湖底防渗工程对生态环境具有不良的负面影响。该工程阻断了湖水与地下水之间的水文循环，并将破坏历史时期以来形成的生态环境平衡。     

加油站地下水污染现状及预防对策建议

总结了国外及地区加油站地下水污染预防经验,表明较好的地下水污染预防手段为加强油罐系统储油系统的二次阻隔,设置双层油罐或建设防渗装置。分析了我国加油站地下水污染现状污染原因并针对我国加油站地下水污染问题,提出亟需按照风险分级来更新油罐为双层罐或建设防渗池,并出台落实相关实施细则,加强加油站环境监管,同时也是落实《水污染防治行动计划》的重要举措。     

地下水DNAPLs污染多相流的随机模拟及其不确定性分析

水文地质参数本身存在不确定性,为分析水文地质参数不确定性对地下水DNAPLs污染多相流数值模拟模型输出结果的影响,本文针对假想算例展开研究,首先建立了研究区地下水DNAPLs污染多相流数值模拟模型;然后,运用灵敏度分析法筛选对模型输出结果影响较大的参数作为随机变量;为减少反复调用多相流模拟模型产生的计算负荷,运用克里格方法建立多相流模拟模型的替代模型,利用替代模型完成蒙特卡洛随机模拟;最后,对随机模拟的结果进行统计分析并完成地下水污染风险评价.结果表明,利用污染物浓度分布函数可以估算单井遭受污染的风险;利用地下水污染风险图可以对全区地下水遭受不同程度污染的风险大小进行分区,为地下水污染防治提供更加科学、丰富的参考依据.     

湖泊防渗对湖底及周边土壤水分分布的影响

为研究湖泊防渗对土壤水分分布的影响,采用情景-后果分析法,通过建立水文地质概念模型以及一维和二维包气带水分运移模型,对防渗前后土壤水分分布以及地下水补给强度的变化进行了预测.以圆明园为例,在现场和室内试验的基础上,进行了研究.结果表明,在枯水期湖内无水时,防渗前后,湖底与周边土壤水分分布规律基本一致,湖泊防渗对湖底及周边土壤水分影响不大.在丰水期湖内水深1.0 m情况下,防渗前,潜水位很快上升至湖底,使地下水与湖水形成直接水力联系,湖水对湖底包气带水及潜水的平均补给强度为18.0 mm/d,湖水对植被根系分布区土壤水分分布的最大影响范围118 m;防渗后,湖底原包气带土层基本处于非饱和状态,上述平均补给强度减小为5.8 mm/d,最大影响范围缩小为14 m.因此,在丰水期湖内有水时,湖泊防渗能显著减少湖水渗漏,使湖泊周边大范围内的土壤水分显著减少.