基于GMS模拟预测南宁市某拟建饲料添加剂项目对地下水环境的影响

利用水文地质测绘、钻探及地下水的监测等手段查明了项目所在地的水文地质单元的范围及其水文地质条件,并利用钻孔注水试验得到了相关含水层的渗透系数,在此基础上运用GMS对地下水的流场及溶质运移进行数值模拟。模拟结果显示:当项目遇到突发污水渗漏事故后,地下含水层将受到SO_4~(2-)、Mg~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)等组分的严重污染,含水层的净化主要靠地下水的稀释作用,其净化过程将十分的漫长。因泄露而进入含水层的污染物将随着地下水的流动缓慢地向东南方向迁移和扩散,最终进入甘棠河。不过,由于污染物的入江过程十分缓慢,在江水长时间的稀释作用下,不会引起甘棠河水的污染。     

海潮顶托作用下某铝厂污水处理站泄漏引发的地下水污染预测模拟

为了预测某铝厂污水处理站在非正常状况下(污水渗漏事故)对地下水环境所造成的影响,通过详细的水文地质勘察获知研究区的水文地质条件,再通过钻孔注水试验测定出含水层的渗透系数,最后运用GMS进行数值模拟得到地下水污染晕运移预测结果图。模拟结果显示:该工程污水处理站突发污水渗漏事故后,地下水含水层将受到COD、氟化物(F-)的严重污染,且污染浓度随着时间延长越来越高,分析认为这主要是模拟区含水介质的渗透性小以及地下水流场受海水顶托造成的。     

水文地质参数对地下水溶质预测结果的影响

以西南某磷矿的尾矿库为对象,研究解析法预测地下水溶质运移过程中水文地质参数对预测结果的影响。通过水文地质勘查获得库区水文地质参数的变化范围,然后选择连续注入示踪剂-平面连续点源模型进行预测。结果表明:极端情况下,承压含水层的总磷最大扩散质量浓度在1 001 d后达到稳定。承压含水层厚度与总磷最大模拟质量浓度呈现倒数关系,当承压含水层厚度小于10 m时,总磷预测质量浓度随承压含水层厚度变化较快;在其他参数为最不利的情况下,承压含水层流速大于0.076 23 m/d时,总磷最大模拟质量浓度随承压含水层流速增大而减小;总磷最大模拟质量浓度随承压含水层扩散系数增大而减小,总磷最大模拟质量浓度随承压含水层扩散系数的变化可分为快速、缓慢下降及平衡3个阶段。     

基于地下水流数值模型的灰岩含水层疏放可行性研究

为了查清灰岩含水层水文地质条件,分析该含水层的疏干可行性,采用了三维地震、瞬变电磁法物探探查、水文地质钻探探查、水文地球化学探查及井上(下)群孔三降深大型抽(放)水试验等综合探查手段。基于放水试验资料,建立了矿井水文地质模型,利用Feflow数值模拟软件对水文地质模型进行了参数识别和验证,分析了大青灰岩含水层疏干可行性。结果表明,大青灰岩含水层与下伏富水性极强的奥陶系灰岩含水层水力联系密切,水文地质条件复杂,大青灰岩的疏干工作应建立在封堵大青灰岩与奥灰间导水通道基础上。     

淮河中上游农业区浅层地下水固有脆弱性评价

地下水固有脆弱性是评价地下水污染风险的基础,其与研究区水文地质条件密切相关.在传统DRASTIC模型基础上,结合GIS空间分析功能,对项城市浅层地下水固有脆弱性进行评价.结果表明,项城市浅层地下水可以分为3个区域: 中等地下水脆弱区(脆弱性指数<140),位于项城市南部;较高地下水脆弱区(脆弱性指数140～160),主要位于项城市中东部和南部;高地下水脆弱区(脆弱性指数>160),主要位于项城市中西部和北部.高脆弱区域主要集中在地下水补给区以及城市区,地下水脆弱性中等、较高和高的区域占研究区面积比例分别为2.2%、78.2%和19.6%.结合研究区浅层地下水硝酸盐分布情况,发现地下水脆弱性高的地区硝酸盐质量浓度较高.因此,评价结果是可信的.     

基于GMS的隐伏火烧区下煤层开采工作面涌水量预测

烧变岩在我国北方煤矿区大面积分布,由其引起的水害等问题严重威胁着煤矿的安全生产。目前矿井涌水量预测主要针对的是某一生产阶段或时间节点,预测值属于瞬时量,缺乏对矿井涌水量动态特征的预测。以神府矿区柠条塔井田南翼的1^-2上煤隐伏火烧区为例,利用GMS(Groundwater Modeling System)软件平台构建研究区地下水流数值仿真模型。基于地下水流场和抽水试验对模型进行识别,并采用抽水试验数据进行验证,其模拟结果较好地反映了研究区的实际水文地质情况。对1^-2上煤隐伏火烧区下伏的2^-2煤回采工作面涌水量和地下水流场变化特征进行了预测,结果表明：在回采过程中,工作面涌水量逐渐增加,但受地下水袭夺作用,其临近的工作面涌水量逐渐减小;煤层开采时风化岩含水层分别形成了以切眼和工作面为中心的降落漏斗;随着工作面回采的不断推进,地下水位不断下降,漏斗范围不断扩大,导致地下水流场由双中心漏斗逐渐变为以工作面为中心的漏斗,进一步验证了地下水的袭夺作用。对单工作面及多工作面回采条件下涌水量和地下水流场变化特征进行了预测分析,为煤矿采动...     

煤矿开采对地下水流场影响的数值模拟——以神府矿区大柳塔井田为例

煤矿开采过程中的矿坑排水对地下水流场和地下水资源利用具有强烈影响.本文通过建立平面二维地下水渗流模型,模拟煤矿开采后地下水流场的变化.模型识别校验后,对煤矿开采后地下水流场的变化趋势进行了预测.预测结果表明,随着采煤范围扩大,矿坑排水量增加,地下水循环途径被改变,充水含水层被疏干,导致泉水断流.     

矿区浅层地下水污染机理探讨

通过对煤矿建设项目和发展规划项目做的环境影响评价和对重点煤矿的现场调查,揭示了矿区浅层地下水污染的内在形成机理:开采引起地表沉陷是主导因素;地下水位埋深浅,潜水含水层下伏的隔水层稳定,只变形而不破裂是客观条件;地下水变成地表水,从而改变水的存在形式,致使水体极易遭受强烈的污染则是根本原因。针对地下水的保护问题,提出具体的对策和办法:加强矿区的环境管理、及时回填采煤沉陷坑,加强对浅层地下水的利用和人工降低地下水位等措施。上述措施如与煤矿建设项目同时实施,则煤矿区的地下水安全、环境保护都会实现。     

基于Fluent/Matlab的地下水流速对交叉流模式热泵性能的影响分析

为了分析地下水源热泵系统地下水交叉流对系统性能参数的影响,基于Fluent/Matlab搭建了协同仿真平台,对多年运行的地下水源热泵系统进行了仿真计算。通过分析可知,当地下水流速较高时,年平均抽水温度保持含水层的初始温度不变,机组COP(EER)及系统能效比在运行周期内保持不变;地下水流速越大,热泵系统抽水温度越趋于稳定,地下水冷水锋面越远离抽水井向水流下游偏移,抽水井附近含水层温度场越稳定,机组COP及系统能效比值越高,于维持系统的长期稳定运行越有利。     

安徽北部矿区深层地下水重金属含量特征及水质评价

测试了安徽北部矿区4个典型煤矿深层地下水中5种重金属元素的含量,水样采自松散、煤系、太灰和奥灰4个含水层。在对各含水层5种重金属质量浓度特征分析的基础上,通过加附注评分法和Nemerow综合污染指数法对矿区主要含水层深层及区域整体开展了地下水重金属污染评价。结果表明:松散和太灰含水层中水样重金属质量浓度从高到低为Ni、Pb、Cu、Cd、Cr,而煤系和奥灰含水层中水样重金属质量浓度从高到低为Ni、Pb、Cu、Cr、Cd;整体地下水中重金属质量浓度从高到低为Ni、Pb、Cu、Cd、Cr;标准差显示煤系水和太灰水可能已受到采煤活动的扰动;松散层和奥灰水质为良好,太灰水质较差,煤系水质极差(F=7.52);整个矿区地下水水质分级为较差,综合污染评价结果为警戒线(NI=1.0),污染水平为尚清洁。     

海岸带含水层咸淡水界面随潮汐波动的数值模拟

在分析、研究了滨海地带含水层和不透水层的水文地质特性及含水层内的咸淡水渗流运动特征的基础上,运用数学推理的手法,建立了一种较为简单适用的模拟海岸带含水层咸淡水界面和天然地下水面变动规律的二维数学模型,通过该模型的计算值与实验值的比较,证明该模型的计算结果与实验结果有着非常好的拟合度,即该模型能较客观地揭示海水入侵引起的咸淡水界面的变化规律.其后,运用该模型系统的探讨了含水层以下为非平坦的不透水层的滨海地带天然地下水面、咸淡水界面伴随着潮汐的波动而变化的规律.即伴随着潮汐的波动,一方面天然地下水面和咸淡水界面与潮汐具有相似的振动波形,波动的幅度随离海岸距离的增加而减小.在海岸附近咸淡水界面的振幅大于天然地下水面的振幅,而在离开海岸一定距离后天然地下水面的振幅超过咸淡水界面的振幅.总体上天然地下水面的振幅呈负指数衰减,而咸淡水界面的振幅几乎呈直线衰减(其衰减直线的倾角在135～150 °之间变动),且潮汐波动对天然地下水面影响的范围远大于其对咸淡水界面的影响;另一方面天然地下水面和咸淡水界面波动的振幅及它们之间的相位差的大小还与天然地下水面的水力坡度、含水层的渗透系数、有效孔隙率、不透水层形状及其变动的幅度有关,但它们之间的相位差的大小与潮汐波动的幅度无关,其振幅与潮汐的振幅成比例增减.当不透水层的形状一定时,不论天然地下水面的水力坡度、含水层的渗透系数、有效孔隙率及潮汐波动的幅度怎么变动,天然地下水面、咸淡水界面振动的相位差的变化趋势及其峰值出现的位置几乎不变,即不透水层的形状决定着天然地下水面、咸淡水界面振动的相位差的变化趋势,而其大小与含水层的水文地质参数(水力坡度、渗透系数及有效孔隙率)密切相关.此外,当天然地下水面和咸淡水界面的振动存在相位和振幅的较大差异时,可以断定含水层以下存在非平坦的不透水层,且这种差异越大,不透水层凸凹不平的程度越高.     

输油管道泄漏地下水污染模拟及预防措施研究

穿越地下水源地的输油管道在运行过程中可能对区域造成环境污染,尤其是发生泄漏事故时会对地下水产生严重影响。以穿越某水源地的输油管道为例,采用地下水模拟系统(GMS软件),对管道泄漏后,石油类物质在地下水的污染状况进行模拟,分别预测了污染物抵达含水层后的1年、5年、10年、15年和20年的持续污染情形,以及在地下水中的浓度分布。模拟结果显示,石油在地下水中沿着地下水流方向移动,在运移20年后,受污面积可达45 937.1 m2。根据模拟结果,提出了预防措施和防治方案,分别为设置防渗层、确定监测井位置、增设监测井以及迁移敏感区的井口位置,以期为实际工程提供参考技术支持。     

顶板含水层防水试验的钻孔单位涌水量计算方法

为了实现利用井下放水试验获取顶板含水层的钻孔单位涌水量,采用抽水试验中的地下水动力学计算公式,结合观测孔的水位降深,给出了放水孔水位降深的计算方法;利用观测孔水位降深和观测孔与放水孔之间距离的对数曲线图,提出了放水孔水位降深的图解法;对于承压含水层,基于钻孔单位涌水量与含水层渗透系数之间的线性相关关系,可以通过含水层的渗透系数获取钻孔单位涌水量;通过实例分析,解析法和图解法计算得到的放水孔单位涌水量相近,结合现场放水试验情况,分析了放水孔单位涌水量的可靠性,并对3种方法的适用条件进行了讨论。研究结果表明:利用放水试验获取的放水孔单位涌水量符合实际情况,可以作为含水层富水性评价和矿井水文地质条件分析的依据。     

顶板含水层放水试验的钻孔单位涌水量计算方法

为了实现利用井下放水试验获取顶板含水层的钻孔单位涌水量,采用抽水试验中的地下水动力学计算公式,结合观测孔的水位降深,给出了放水孔水位降深的计算方法;利用观测孔水位降深和观测孔与放水孔之间距离的对数曲线图,提出了放水孔水位降深的图解法;对于承压含水层,基于钻孔单位涌水量与含水层渗透系数之间的线性相关关系,可以通过含水层的渗透系数获取钻孔单位涌水量;通过实例分析,解析法和图解法计算得到的放水孔单位涌水量相近,结合现场放水试验情况,分析了放水孔单位涌水量的可靠性,并对3种方法的适用条件进行了讨论。研究结果表明:利用放水试验获取的放水孔单位涌水量符合实际情况,可以作为含水层富水性评价和矿井水文地质条件分析的依据。     

场地平整前后地下水流场变化对预测结果影响研究

在地下水环境影响评价中,往往会忽略地形地貌改变导致的地下水流场变化,由此可能造成影响预测结果的偏差。以某新建石化项目为例,利用GMS软件分别建立项目建设前、后所在水文地质单元的数值模型,对两者的地下水源汇项及流场变化进行对比分析,并预测事故工况下污染物泄漏对地下水及环境敏感目标的影响变化情况。研究结果表明,项目场地地形地貌发生改变,会导致局部地下水流场特征发生一定程度的变化,产生不同的预测结果,从而影响后续的减缓措施及监测方案设计。     

基于Fluent/Matlab地下水逆流流速对热泵的影响

通过建立Fluent/Matlab协同仿真模型,可以动态模拟地下水源热泵运行特性,为拟建工程提供理论参考。通过模拟计算得知,地下水横流为逆流有助于抑制地下含水层的热贯通,随着逆流流速的不断增大,抽灌井群发生热贯通的时间不断延长。逆流流速越大,抽水温度波动幅度越小,机组的COP(EER)值及系统能效越趋于稳定。当地下水逆流流速处于较大流速时,回灌水对抽水井不产生任何影响,抽水温度维持地下水初始温度不变,机组的COP(EER)值及系统能效比均不发生变化。     

崇左市褐铁矿加工项目对地下水环境的影响

研究区为典型的南方岩溶区,地下岩溶管道十分发育,为了获得其地下水等水位线图,使用GMS软件包,并采用MODFLOW的排水沟渠子程序包以及河流子程序包来模拟管道流。数值计算结果表明,拟建项目的废水入渗到含水层后将向西南方向渗流,最终流入黑水河。尾矿渣的淋溶试验结果显示,由于选矿废水中的重金属含量低,故预计项目建成后选矿废水对含水层的重金属污染风险性很小。     

不同埋深的地铁车站疏散效率研究

随着地铁车站深层化、复杂化、规模化发展，相关疏散标准对疏散设计要求也越来越严格与全面，然而现存地铁站疏散性能跟不上标准的发展、且不满足相关限值要求。通过大量调研重庆地铁车站，以埋深为影响因素建立了4种标准模型——浅层、次浅层、次深层、深层地下地铁站，并且在考虑上行疏散疲劳效应、楼扶梯选择行为的基础上进行疏散模拟与计算。参考地铁设计相关标准中“6 min”和“10 min”的疏散时间限值，结果表明，只有浅层模型满足10 min内疏散至室外地面的要求，并且标准站台层至站厅层出口的疏散时间无法满足6 min要求；站台层至站厅的疏散时间满足要求，但是4种类型车站都无法满足全站疏散10 min内的要求。经分析最后提出加宽楼梯宽度、设置临时避难区、电梯辅助疏散等建议，以提高疏散效率。     

基于多层次集对分析的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价

退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系存在不足。根据库区污染物的垂向迁移过程划分3个理想层并逐层进行污染风险分析,整合常用地下水污染风险的评价方法建立评价指标体系。为降低评价系统的不确定性,在采用层次分析法确定各层指标权重的基础上,由指标层确定系统层的综合指数,将该综合指数当作观测值通过直线形测度函数确定系统层未知测度评价矩阵,由此建立了污染风险评价等级与集对分析联系数的对应关系,并进行集对势分析呈现风险态势,构建退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系。通过评价实例验证了构建的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系可行,评价结果属于中等污染风险等级,且集对势分析结果表明实际系统的污染风险态势较低。     

矿井高温对人体的危害及控制

在深部矿井的开拓和采矿作业中,经常出现高温。特别是遇到高温地下涌水的地段,情况更为严重。高温高湿的地下环境将给人体造成不良影响和损害,因此必须采取有效措施,改善矿井高温状况,保护人员的安全和健康。本文以某矿为例,就此类问题进行探讨。一、矿井高温的产生及对矿井大气的影响某矿区位于地下水相当丰富的含水层带,由于水中含硫较高,硫氧化时放出大量的热,构成所谓的温泉。地下涌出水的温度可达65℃以上,水从泉眼中流出后的温度可