基于水化学特征分析的象山矿井突水水源判别

为能够快速的、准确的识别矿井突水水源,减少煤矿人员伤亡和经济损失,以象山煤矿为例,应用Piper三线图法对井田内3组基岩含水层(奥陶系灰岩含水层、石炭系砂岩/灰岩含水层、二叠系砂岩裂隙含水层)中水质类型进行划分,采用水质分析对比和系统聚类分析相结合的方法,通过对井田内3组基岩含水层中28个水样进行的分析,获得了不同基岩含水层水的化学特征,根据水化学特征,将突水点处的待定水样和3组基岩含水层中的水样对比来判别矿井突水水源,同时提出了利用模糊聚类方法进一步确定矿井突水水源。研究结果表明,石炭系砂岩(灰岩)水和奥陶系岩溶水的水化学特征都与待定水样比较相似,不能轻易识别;聚类分析法能够排除干扰因素并最终精确判别矿井突水水源,即象山煤矿280排矸石门突水的水源为奥灰岩溶水,预测结果与实际相符,表明该方法针对矿井突水的水源判别具有较好的准确性。

塔里木河流域地表水和地下水的转化关系

[目的]探究塔里木河流域地表水和地下水的转化关系,为该流域水资源形成机制研究和促进水资源合理开发利用提供科学依据。[方法]以氧同位素(δ^(18)O)作为示踪剂,采用稳定同位素技术和水化学原理分析了塔里木河流域地表水与地下水转化关系。2018年沿塔里木河上、中、下游采集了90组地表水样和地下水样,并测量相应的氘氧稳定同位素和水化学离子(Cl^(-),SO^(2-)_(4),HCO^(-)_(3),Ca^(2+),Mg^(2+),Na^(+)),运用Gibbs图和Piper三线图探测了塔里木河流域地上和地下水化学特征及其转化关系。[结果]①地下水和河水的δ^(18)O值具有不同的变化情况:地下水δ^(18)O值随着流向呈现明显的逐渐富集特点,而地表水则变化较小。通过总溶解固体(total dissolved solids,TDS)的沿程分析可知,对于上游地下水而言,由于河水下渗补给,加上侧向径流影响,δ^(18)O呈现了大幅下降。随着河水补给的增加,其值不断富集。对于地表水而言,随着流向其δ^(18)O值逐渐下降,此时地下水呈现富集,说明此时期地下水能够对地表水产生补给。②根据地下水和河水测试数据分别建立地下水线和河水线方程,且二者斜率均小于大气降水线斜率,说明地下水和河水同位素组成受到一定程度蒸发作用影响。③塔里木河上游地下水向地表水补给平均速率为1.76 m^(3)/(d·m),中游地下水向地表水补给平均速率为1.71 m^(3)/(d·m),下游地下水向地表水补给平均速率为1.65 m^(3)/(d·m)。[结论]地表水—地下水的频繁转化是塔里木河流域水资源循环的主要特征,地下水补给是河流水资源的主要补给来源。

小王家铁矿大尚家矿区矿坑涌水水源识别分析

以小王家铁矿大尚家矿区为例,采用piper三线图解法和动态模糊聚类分析法识别小王家铁矿大尚家矿区矿坑涌水水源。分析认为,涌水水源主要是芜湖长江水和运漕河水等地表水的可能性最大,而且水量不大。

基于水化学特征分析的矿井突水水源判别

为快速、准确地判别矿井突水来源,给矿井水害防治措施的制定提供依据,迫切需要对矿区内地下水的水化学特征有一个清晰的认识。以永陇矿区麟游区为例,通过对区内不同基岩含水层以往水质资料的整理分析,应用Piper三线图法对白垩系含水层和侏罗系含水层水的水化学特征进行了研究,获得了不同含水层水的水化学特征库。利用麟游区水化学特征库,对区内不同矿井的涌突水来源进行了判别,并用系统聚类分析法对判别结果进行了验证。结果表明,所建立的水化学特征库能够较好地对研究区矿井涌突水源进行识别,认为A矿涌突水来源为侏罗系含水层;B矿第一次涌突水来源主要为侏罗系含水层,且有部分白垩系含水层水参与,第二次涌突水来源为侏罗系含水层。识别结果与实际相符,可为永陇矿区相邻矿井提供借鉴。

基于系统聚类分析的煤矿突水水源识别技术——以潞安矿区王庄煤矿为例

煤矿防治水的根本是突水水源识别,而华北煤田含水层的叠置的关系及上下导水通道使传统的矿井突水水源判别方法存在准确率较低的问题。以潞安矿区王庄煤矿为例,该区域主要的含水层为奥陶系岩溶裂隙含水层、上石炭统太原组灰岩含水层、二叠系砂岩孔隙裂隙含水层与第四系孔隙含水层,各含水层的化学特征、富水性与渗透性具有明显差异。采集矿井各含水层水样共34件,分析其化学特征,首先运用系统聚类分析法对各水源样本进行筛选及异常值剔除,然后利用Piper三线图对水样进行分类。根据分类结果,推测该矿井突水水源为砂岩裂隙水,另外依据Piper三线图可判别砂岩水和峰峰组奥灰水,准确率右达67.7%。

某河流冲洪积扇地下水水质特征及演变趋势研究

某河流流域灌区地下水水质变化规律和分布特征的研究对指导当地生产及提高地下水利用水平有重要的实践意义.通过对该流域洪积扇地下水水样进行阴阳离子测试,利用Piper三线图对地下水进行分类,并运用Phreeqc程序对洪积扇区地下水水-岩作用进行模拟计算.结果表明:冲洪积扇扇顶戈壁砾石平原区和扇中砾石平原区地下水以重碳酸-硫酸-氯化物-钙、镁型水为主,扇缘细土平原绿洲区地下水以硫酸-氯化物-重碳酸-钙、镁型水为主,局部地段为重碳酸-硫酸-氯化物-钙、镁型水和氯化物-硫酸-重碳酸-钠、钾型水;洪积扇区地下水水-岩作用较为活跃,水化学组分离子主要来自石膏、硬石膏、岩盐、Ca(OH)_2和MgCO_3等矿物的溶解.

采煤活动对煤矿地下水化学特征的影响研究

采煤活动会影响天然水化学环境,改变地下水中的无机及有机水化学成分。以保德煤矿为研究区,采集地表水、地下水及矿井水,综合利用Piper图、Schoeller图、三维荧光光谱图,从无机与有机2个方面分析矿区水化学特征及受采煤活动的影响。研究结果表明,保德煤矿地表水、泉水和奥陶系灰岩水的水化学类型主要为HCO 3-Na和HCO 3-Ca,但位于滞留区的钻孔新鲜水化学类型为SO 4-Na和SO 4-Mg;位于弱径流区或滞留区的奥陶系灰岩水样K++Na+浓度大于径流区水样,而Ca 2+(Mg 2+)浓度则相反,主要受离子交换作用和采煤活动的影响。地表水和泉水中溶解性有机质类型主要为腐殖酸类物质,奥陶系灰岩水有机质类型主要为色氨酸和溶解性微生物代谢产物,主要是通过微生物产生的,而矿井水有机质类型为色氨酸、溶解性微生物代谢产物及腐殖酸,这是受采矿活动影响,奥陶系灰岩水流经煤层,将煤中的腐殖酸类物质溶滤形成矿井水。地表水中UV 254和TOC值较其他水样高,与地表河流中树叶等植物的腐化溶解有关,矿井水中UV 254和TOC较奥陶系灰岩水较高,与煤层中腐殖酸类物质的溶解有关。

一种piper三线图的微机绘制方法

该文介绍了用 Ｄｅｌｐｈｉ语言绘制的ｐｉｐｅｒ三线图的方法，改写后程序制作和编辑三线图（尤其对于多个水样点的对比）十分方便，对于类似编程提供一点参考。