大武水源地岩溶地下水开采动态数值模拟分析

综合考虑大武水源地复杂的水文地质条件,运用三维数值模拟技术,采用断层带状剖分方法,在大武水源地建立了地下水流动的三维数值模型。模型采用任意多边形网格有限差分法求解,把断层带作为单独的水文地质参数分区参与模型运算,较好地刻画了断层的性质,模拟计算水位结果与观测水位资料拟合检验效果良好。为了保证大武水源地岩溶地下水能够合理的持续开发利用,在此模型基础上和在不考虑上游太河水库放水条件下,模拟计算得出了平水段和枯水段水源地地下水的允许最大可开采量分别为39.7万m3/d和26.2万m3/d。

岩溶地下水监测网优化分析

淄博市大武水源地是中国北方罕见的特大型岩溶-裂隙地下水水源地,地下水开采量为52×10~4m^3/d。为了对岩溶地下水进行有效监测,需要建立最优的地下水监测网。文中在对岩溶地下水流系统分析的基础上,建立了地下水流系统确定性-随机性数学模型,运用有限元与卡尔曼滤波耦合的模拟递推算法,对大武水源地地下水监测网进行了优化设计,结果显示:现有地下水位动态监测网难以达到监测目标,最优地下水位监测网由14个监测井,每月监测一次的监测频率组成,比现有地下水位监测网减少了2个监测井。

大武水源地断裂带关键水动力参数确定及污染防治对策

大武水源地地处山东省淄博市,区内建有某大型石化基地。水源地断裂带附近地下水曾受到来自地面石油化工污染物影响,亟需针对性治理修复。精准确定开采背景下岩溶水的实际流向、径流速度和渗透系数等关键参数是污染治理研究的关键。基于国际新兴的井孔地下水胶体探测技术,在该水源地断裂带污染段布设7眼探测孔,开展21个层位的原位系列探测,应用优势流理论和地质统计学方法确定关键水动力参数。结果表明:(1)大武岩溶水源地断裂带附近含水层强径流层位(易污染段)位于奥陶系八陡组下部(O2-3b)至奥陶系阁庄组(O2g)上部地层,65 m以浅的侧向流入补给是该水源地岩溶地下水污染的主要来源;(2)该水源地断裂带附近岩溶地下水具有多元质点流向,不同区段或层位实际水流方向和流速差异较大,揭示了断裂带对水源地的非单一层位影响,指明了水力屏障井混合开采的不利影响;(3)建议调整水力屏障井的抽排层位与强度,加强70 m以浅的抽排强度,使得SW95正西方向上的径流流速明显小于50.30 m/d;减小80~110 m深度的抽排强度,使得SW99正西方向上的径流流速明显小于49.38 m/d。