软土地区多井降水与回灌条件下的土层沉降特征研究

为研究软土地区车站基坑降水与回灌引起的土体沉降及土层变形特征,结合上海市域铁路示范区线水乡客厅站抽水试验工程实例,通过分析土体在抽水及回灌作用下的水位变化与土层沉降特征,研究表明,(1)抽水过程中,含水层中上部和上部弱透水层中产生的沉降明显大于抽水含水层下部土层产生的沉降;停止抽水和回灌过程中,抽水含水层中上部和上部弱透水层中产生的回弹明显大于抽水含水层下部土层。(2)抽水期间,地面沉降距离抽水中心愈近,沉降值愈大,远离抽水中心,地面沉降有逐渐减小的趋势;回灌引起的地面回弹与抽水沉降的影响规律并不相同;(3)土层间变形量和含水体层厚和层间岩土体性质密切相关,回弹模量大且层厚大的土层较回弹模量小,且层厚小的土层回弹性效率高,各含水体均存在非线性回弹。

管道-裂隙型岩溶地下水水位变化特征室内试验研究

岩溶区管道-裂隙的发育特征影响着含水层水位面分布。可视化的物理模型,是研究不同试验条件下含水层的水位面特征,并揭示管道-裂隙发育特征影响规律的有效工具之一。为揭示不同裂隙组合、裂隙开度、裂隙发育程度、管道流量等因素对含水层水位面的影响规律,采用自主设计研发的管道-裂隙型双重导水介质物理模型,开展管道、裂隙发育特征对含水层水位面变化规律的影响研究。研究结果表明:在岩溶管道-裂隙发育地区,横向裂隙的主要导水特征是运输或传输,而竖向裂隙的主要导水特征是排泄;管道流量对含水层水位具有主控作用,而裂隙特征具有调控作用,且影响程度由大到小为横、竖向裂隙差异性、横向裂隙开度、裂隙发育程度、竖向裂隙开度;管道和裂隙发育特征对沿水流方向的水力坡降值产生影响,但裂隙特征的影响程度随管道流量的减小逐渐降低。研究结果能够为岩溶区管道、裂隙发育特征的揭露及区域地下水资源开发与保护提供参考。

基于压水试验和放水恢复试验的帷幕注浆效果综合评价

帷幕注浆效果评价是烧变岩水害治理工程的重要环节之一。以神南矿区柠条塔煤矿S1232工作面烧变岩水害帷幕注浆工程为背景,分别采用检查孔取心验证、注浆前后压水试验、抽水试验以及井下放水试验恢复试验对治理工程的效果进行综合评价。结果表明:通过取心发现在风化基岩段均见到水泥浆液充填薄层,J5孔在烧变岩烘烤岩层中发现浆液填充。注浆后续孔的渗透系数在1.8×10^(-5)~5.9×10^(-5)cm/s,5个检查孔中的渗透系数为2.2×10^(-5)~3.7×10^(-5)cm/s,注浆后的抽水孔渗透系数在2.7×10^(-5)~4.3×10^(-5)cm/s,均属于弱透水。对比注浆前的渗透系数,注浆后的所有钻孔压水试验获得的地层渗透系数均减少了一个数量级。根据抽水实验结果,注浆前后的渗透系数为190×10^(-6)cm/s和(1.04~2.2)×10^(-6)cm/s,单位涌水量分别为0.045 9L/(s·m)和0.014 1~0.023 1L/(s·m)。注浆后帷幕区域渗透系数远小于注浆前,相差两个数量级,单位涌水量数值也减小了一半。根据注浆前后放水恢复实验结果,注浆后井下关水水位恢复均较注浆前快。F26孔初始水压0.8MPa,注浆前后分别在关水后4h和5.55h后水压恢复至0.6MPa;地面长观孔的水位变化也呈现相同的趋势。以上所有指标均反映了帷幕注浆工程对火烧区改造明显,和南侧烧变岩含水层的水力联系明显降低,帷幕注浆效果明显。研究成果将为类似条件的烧变岩水害治理工程效果评价提供参考。

西辽河通辽段河床沉积物渗透系数的现场测定

采用不同方法对西辽河通辽段河床沉积物渗透系数进行现场测定,获取各点位的垂向渗透系数。并分别在探坑、土样坑、渗透仪渗水试验、竖管试验、渗坑法渗水试验、双环渗水试验位置处及其附近,先从河底表面取沉积物样,再从岩性明显变化的不同深度取样,带回实验室,进行颗粒分析,探讨河床沉积物渗透系数与颗粒级配之间的关系。结果表明:随着河床沉积物中砂石含量的增加其渗透系数也增大;反之,河床沉积物中黏土含量增加其渗透系数减小。沉积物的颗粒级配是影响渗透系数的重要因素,颗粒级配对于沉积物的孔隙尺寸、孔隙的形状及大小都有很大的影响。研究结果可为计算地表水与地下水的交换量提供可靠的水文地质参数,进而提高地下水资源评价结果的精度。

铈单元素溶液标准物质研制过程中均匀性与稳定性的分析研究

本文探讨了铈单元素溶液标准物质研制过程中的均匀性检查和稳定性检查中的最佳分析条件,该标准物质以高纯水和MOS级硝酸为溶剂,以高纯氧化铈为原料,经杂质分析后,按扣减杂质后的氧化物纯度,使用经过计量的计量器具,采用重量-容量法按目标浓度进行配制,采用电感耦合等离子体发射光谱仪将已制备的标准物质候选物与基体和质量浓度高度匹配的国家一级有证标准物质进行比对定值,并采用电感耦合等离子体质谱仪进行了比对验证。通过制备过程控制、比对定值、样品均匀性检验和稳定性检验,评定了所研制标准物质浓度的定值不确定度。单元素溶液标准物质用于测量仪器校准、测量过程质量控制及分析方法确认和评价。

水工环地质条件对矿山开采的影响

基于社会经济的稳步发展,行业生产与日常生活对矿产资源的需求发生较大变化,矿山企业随之加大开采力度,使得矿山开采规模扩大,安全问题也频繁出现,必须对当地地质环境条件进行全面考察与了解,才能掌握地下水分布及其复杂的形成规律,从而对矿山开采方案进行优化,将矿山开采效率与质量同步提升。基于此,文章从水工环地质勘察工作开展的意义入手,分析常用水工环地质勘察技术,探讨水工环地质条件对矿山开采的影响,力求将矿山开采安全性有效提升。

亳州市十八里镇马王庄水文地质参数调查分析

通过在研究区域布置水文地质钻孔,进行水文地质试验并获取相关水文地质参数;通过钻探,获取地层岩性、地下水的赋存条件和含水层的埋藏深度、厚度、性质等资料;并通过抽水试验,取得计算水文地质参数和评价地下水资源所需的资料;观测孔则可用于工作区内动态长期监测,以研究地下水动态变化规律以及地下水和地表水之间的关系。

注水试验在章村矿四井获取水文参数中的应用

在地下水资源调查中,当钻孔中地下水位埋藏很深或试验层透水不含水时,而又需要了解该岩层的水文地质参数时,可用注水试验代替抽水试验,近似测出该层的渗透系数^([1])。本文以章村煤矿为例,在查明章村矿四井的煤层、地质、水文地质特征等后,发现由于研究区奥灰含水层富水性不均一,无法通过抽水试验获得水文地质参数,故对该孔进行注水试验,以获取相应的水文地质数据。研究成果可为将来矿井东部减水治理工作提供水文地质依据。

石羊河流域下游天然绿洲地下水生态功能强弱周期性与机制

西北内陆的石羊河流域下游区降水稀少、蒸发强烈,天然植被对潜水埋深具有强烈依赖性,对地下水这种生态功能的强弱变化特征与机制尚缺乏深入认识。本文采用原位监测、高分辨遥感探测与解译和多元相关分析方法,研究地下水生态功能强弱变化与潜水埋深、气温、降水和出山地表径流水量之间的关系。结果表明:(1)地下水生态功能越强,天然植被覆盖度越高或归一化植被指数值越大;(2)地下水生态功能具有时效性和年际及日际变化周期性,每年4月至7月上旬是地下水生态功能作用逐渐增强时段,每日7∶30—19∶00是地下水生态功能主要作用时段,主要受控于气温、日照、蒸发、上游区降水与出山地表径流水量和潜水埋深的一年四季周期性变化影响;(3)每年潜水埋深大于极限生态水位时段,地下水生态功能处于失效状态,且气候越干旱,每年的失效时段起始越早和结束越晚。因此,西北内陆的石羊河流域下游天然绿洲区地下水生态功能强弱具有年际、年内变化周期性。

嘉定区⑧_(2)层承压水对市域铁路地下工程的影响

上海市域铁路嘉闵线穿越上海市嘉定、闵行两区,其中嘉定区地质条件与上海市区存在一定差异,普遍分布的⑧_(2)层内含承压水,这对市域铁路地下工程建设存在不利影响。为此,以嘉闵线为例,结合现场多种水文地质试验,分析⑧_(2)层承压水的性质;通过地表沉降监测、深层沉降监测等实测数据,采用理论计算与数值模拟的方法分析、评价⑧_(2)层承压水对市域铁路地下工程建设的影响。

郑州市不同埋藏深度地下水水化学特征及成因分析

以郑州市浅层、中深层、深层、超深层地下水为研究对象,利用描述性统计分析对研究区不同埋藏深度地下水的主要化学成分进行识别,基于Piper图和舒卡列夫分类法划分研究区地下水水化学类型,结合相关系数法、离子比例系数法、Gibbs图和氯碱指数法对研究区地下水的主要化学成分来源进行分析,并对研究区的水质进行了评价。结果表明:浅层水和中深层水主要阳离子含量Ca^(2+)>Na^(+)>Mg^(2+)>K^(+);深层水和超深层水的主要阳离子含量Na^(+)>Ca^(2+)>Mg^(2+)>K^(+);不同埋藏深度地下水主要阴离子含量均为HCO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)>NO_(3)^(-)>F^(-),浅层水和中深层水主要水化学成分及其含量最为相似。随埋藏深度的增加,Na^(+)含量逐渐增加,并成为超深层地下水中的绝对优势阳离子,而Ca^(2+)含量逐渐减少,由浅层地下水中的主要阳离子变为超深层地下水中的次要阳离子;HCO_(3)^(-)含量随埋藏深度变化幅度较小,始终是地下水中的绝对优势阴离子。研究区地下水的化学组分主要受溶滤作用、阳离子交换作用、反阳离子交换作用、混合作用以及人类活动的影响。水质评价结果表明:中深层和深层地下水的水质优于浅层和超深层地下水,除浅层水有11.4%的水样点为Ⅴ类外,其余地下水水质均为Ⅲ类或Ⅳ类。

永定河北京段秋季生态补水对玉泉山泉的补给效果探究

生态补水是恢复北方缺水河道地表水、地下水水力联系的重要方式。针对永定河(北京段)生态补水对玉泉山泉补给过程,采用六氟化硫(SF_(6))作为示踪剂和氘(D)、氧(^(18)O)环境同位素分析方法,研究了生态补水条件下区域地表水、地下水转化规律。结果表明:(1)研究区存在沿断裂形成的强渗透带,生态补水沿渗透带对玉泉山泉地下水有显著补给作用,永定河河水补给玉泉山泉地下水有两条补给路径:一是沿永定河断裂后经强渗透带补给玉泉山,二是沿着永定河断裂带径流,顺八宝山断裂向北东方向过田村,最终补给玉泉山泉地下水;(2)区域地下水流速差异不大,两条路径的平均流速分别为3.38 km/d和2.96 km/d;(3)河水补给占玉泉山泉地下水总补给量的比例为18%。研究成果对于加强在人工补水河道地表水对地下水的补给过程中的水资源合理利用、高效补水以及水资源变化预测具有重要意义。

钻孔数据空间插值方法的比较分析

文章基于Arcgis平台对某地区的钻孔数据采用反距离加权插值法、径向基函数插值法以及克里金插值法进行逐层空间插值分析,对插值结果的平均绝对误差和均方根误差进行交叉验证,选取研究区最优插值方法。结果显示,克里金插值法的插值结果精度更高,为最优插值法。

广西平果县赤泥堆场隆黎厂址示踪试验

为查明平果市隆黎赤泥堆场内外岩溶地下水的水力联系,以确定地下水的流向,从而了解未来该堆场的污水污染可能涉及的范围,为此在该堆场区进行了地下水示踪试验。本次试验选择堆场中部有水溶井S20作为投放点,以堆场外围的监测孔及各溶潭饮用水点共21个点作为接收点,采用氯化钠(工业盐)试剂作为示踪材料。试验中,共采取了1014件水样进行了室内Cl-浓度的测定。试验结果表明:研究区地下水的流向局部向东,但总体为东南方向,管道水流速共有快速流、中速流、慢速流等3种;接收点的时浓曲线均为单峰曲线,这显示出从投放点至各接收点之间均只有一条管道。通过示踪试验,本文还定量计算了岩溶管道的几何参数和水力参数。

“河套东南角理想剖面”的新近研究

以在萨拉乌苏河流域近年命名的“米浪沟湾地层剖面”作为河套东南的理想剖面 ,描述了其地层特征、讨论了地层磁化率值和粒度分布与气候变迁的关系。研究指出 ,该剖面记录了 15 0kaBP以来毛乌素沙漠 2 7个旋回的砂丘与河湖相和古土壤互为交替的演化历史 ;剖面风成砂丘的堆积时期和河湖相或古土壤发育时期分别主要与过去冬季风和夏季风作用加强有关。根据中国沙漠及黄土区现代沙尘暴发生的区域特征认为 ,米浪沟湾剖面记录的15 0ka来的 2 7次砂丘期代表了中国沙区存在 2 7个沙漠堆积时期。

太行山前平原动水条件下地下调蓄功能实验研究——以滹沱河冲洪积平原为例

实验研究表明 ,在河道过水动水条件下 ,太行山前冲洪积平原地下调蓄功能不仅与总过水量、过水时间有关 ,而且还与河道过水流量的大小有关 ;平均每增加 1个流量 ,引起距河道 95m处地下水位上升 0 .0 31～ 0 .0 36m。距河道不同距离的地下水 ,获取河道渗漏补给的初始时间和强度存在一个随着距离增长而逐步衰减的过程 ;但是地下水位对河道渗漏补给的响应规律是一致的 ,初期为补给强度快速增大过程 ,达到极限后 ,转变为缓慢衰减过程。最有利地下水获取河道渗漏补给的地下水位埋深为 2 .0～ 2 .5m ,入渗速率大小与河道地层岩性有关。一般规律是 ,颗粒愈粗 ,入渗率愈大 ;当地下水埋深小于 2 .0m时 ,受支持毛细水顶托作用影响 ,亚沙土比粉沙的入渗率大。总之 ,山前冲洪积平原具有较强的地下调蓄能力 ,但不恒量 ,是随着各种因素改变而不断变化。

强降雨作用下含软弱夹层边坡失稳机制试验研究

降雨是导致边坡失稳的重要因素,然而,含软弱夹层的岩质边坡在降雨作用下的失稳机制研究较少。本文以某滑坡为例,在对滑坡现场调查的基础上,进行1:100的缩尺模型试验,研究降雨条件下边坡失稳机制,监测降雨过程中坡面位移及软弱夹层内孔隙水压力变化情况,在此基础上分析了该边坡失稳机制,主要结论如下:(1)该边坡在降雨作用下的破坏模式为沿软弱夹层滑动,降雨作用结束后,坡面造成了16.1 cm的位移;(2)分析表明,降雨诱发的边坡失稳主要为:降雨入渗导致地下水上升,增加动水压力,并导致坡内土体含水量增加和基质吸力损失,进而导致边坡破坏。研究结果对于认识含软弱夹层岩质边坡失稳机制具有一定的参考意义。

海岛地区单孔稳定流抽水试验求取水文地质参数探讨

基岩裂隙水水文地质参数是研究海岛地区地下水运动及计算地下水资源量的重要参数。本文以广东省珠海市横琴新区大横琴岛单孔稳定流抽水试验数据为基础,使用裘布依公式与吉哈尔特经验公式,通过迭代法计算海岛地区基岩裂隙含水层渗透系数K和影响半径R。结果可知:稳定流抽水试验较为成功,试验数据可信,所采用的计算方法可用,所得结果较为可信、可靠。证明这是一种简单、有效、可行的方法,对于海岛地区基岩裂隙含水层水文地质参数的求取具有一定参考意义。

Packer同径止水技术在彬长矿区多含水层分层抽水试验中的应用

彬长矿区含水层厚度大,矿井防治水难度高,为准确获取地下水的水力学参数、水文地质条件,需对煤层上方各含水层进行分层抽水试验。传统的异径套管分层止水方法操作难度大,扩孔费用高,止水效果一般。为准确获取不同层位含水层水力学参数,彬长矿区引入Packer同径止水技术代替传统异径套管分层止水方法进行分层抽水试验,有效的解决了传统钻孔抽水试验中分层抽水止水难题。研究表明:采用Packer系统可轻松实现在第四系松散岩类及洛河组含水层钻孔中同径止水,具有实施过程简化、安全、高效、便捷的优点,并且可以检查止水效果,能够更加准确有效地获取各含水层的水文地质参数。

污染河水中氨氮对浅层地下水的影响

氨氮是目前地表水和地下水的一个重要污染源 .室内试验选用 3种天然砂土作为渗透介质 ,以生活污水模拟污染河水 ,经过近 1 0个月的土柱试验 ,发现氨氮在粗砂中第 1 7天达吸附饱和 ,第 1 8— 1 4 0天去除率小于 1 0 % ,在中砂中第 1 30—1 4 0天吸附饱和 ,以后均发生解吸出水浓度大于进水浓度 .野外实验凉水河的氨氮浓度为 4 6 .86mg/L和 2 6 .95mg/L时 ,地下水的氨氮浓度均小于 1 .1 0mg/L ,表明凉水河对地下水的实际影响不如室内大 ,原因是底泥、河床下部渗透介质的厚度和岩性以及河水渗漏量的影响 .排污河还清试验表明 ,排污河清淤、灌入清水后 ,会很明显地把排污河下部渗透介质中的氨氮带到地下水中 。