裂隙岩溶介质渗透性变异规律的尺度效应

裂隙岩溶介质渗透系数尺度效应的研究为岩溶地下水渗流模拟中渗透系数的选取以及工程实际问题的解决提供参考。为探讨裂隙岩溶介质渗透系数的尺度效应及产生机理,将示踪试验、抽水试验和室内渗流实验相结合,从微观和宏观两方面进行定量化研究。结果表明:因裂隙岩溶介质的非均质性和发育规模的多级次性,随着试验尺度从微米级增大到10^(3)m,水平渗透系数从10^(-1)m/d增大到10m/d,且试验尺度突破一定范围时,其与渗透系数之间关系由对数关系转为线性关系,最终渗透系数趋于稳定;受岩体和地层的自重应力作用,随着埋深的增加,岩溶发育程度降低,垂向渗透系数逐渐减小。该研究成果有助于进一步阐明地下水运动规律,为地下水环境保护提供可靠依据。

裂隙-岩溶介质空间水流数值仿真与流场优化

裂隙-溶隙水流系统的数值仿真具有明显的优点,数值仿真试验可以通过多种数值方法,识别渗流场特征、刻画流场时空演化规律。本文基于研究区地下水系统概念模型,以非均质各向异性渗流模型仿真裂隙-岩溶水流,用有限元法求数值解。先解逆问题反演求参,再解正问题计算地下水开采资源量。耦合地下水数值仿真模型与线性规划,建立地下水优化管理模型,通过设计地下水降深分布求最优开采量的方法,实现对地下水渗流场的优化调控。

中国北方岩溶区含水岩溶裂隙介质的序列指示模拟研究

针对当前岩溶学研究领域中空隙位置定量预测和数学描述的难题 ,选择研究程度高、资料丰富、具有典型代表性的山东济南泉域的含水岩溶裂隙介质 ,运用序列指示条件模拟方法研究空隙间的连通性能 ,预测岩溶裂隙密集带和强径流带的位置 .研究表明 ,它既可给出其模拟数值的波动区间 ,且不同分位数值模拟图均能明显一致地指示出岩溶裂隙密集带和强径流带位置 ,尤其是当样本点较少时 ,也可获得几乎与样本点较多时的一致成果 ,从而为该方法的推广应用提供了广阔的领域 .

应用化学动力学求解裂隙-岩溶介质渗流参数

裂隙-岩溶介质渗流参数的确定问题是制约渗流计算精确度的重要因素,目前求解裂隙-岩溶介质渗透参数的方法如几何形态法、现场测试法和反馈分析法等都各有局限。笔者试图将化学动力学理论引入裂隙-岩溶介质渗流参数分析计算中,研究一种有效的适合岩溶地区裂隙岩体渗流运动特点的间接参数求解方法。工程实践证明:用水化学动力学方法求解碳酸盐岩裂隙渗流参数是可行的,它具有一定的实用价值。

济南泉域岩溶裂隙介质的多重指示克里格法研究

本文选择研究程度较高,具有代表性的山东济南泉域的含水岩溶裂隙介质,运用多重指示克里格方法研究岩溶裂隙介质的空隙连通性能,并预测岩溶裂隙密集带和强径流带的位置。研究表明,多重指示克里格方法能够通过不同边界域值的设定,有效地克服由于非平稳区域化变量产生的参数"漂移",取得较理想的模拟预测效果。

基于钻孔内地下水流速和流向的岩溶裂隙介质渗透性研究

岩溶裂隙介质的非均质性和各向异性是研究岩溶裂隙介质渗透性需要考虑的主要问题之一。以三峡秭归岩溶地区一个水文地质钻孔为例,通过对该钻孔内地下水流速和流向的测量,并结合钻孔岩心编录、超声波测井和钻孔成像所得到的岩体裂隙特征,分析了该岩溶地区岩溶裂隙介质在垂向上的非均质性和水平方向上的各向异性,得到该钻孔内岩体渗透性在垂向上的分布特征以及地下水在水平方向上的主要渗透方向。结果表明:覃家庙组地层的岩溶和裂隙发育程度较石龙洞组地层高,其中66～71m、112～116m和129.7～131.0m段岩体的渗透性好,是主要的出水段,55.5～57.0m和133.1～137.5m段岩体的渗透性差,其他段岩体的渗透性一般,反映了岩溶裂隙介质的垂向非均质性;岩溶裂隙介质岩体渗透性在水平方向具有各向异性,该钻孔内地下水的主要渗流方向为52°左右。

基于微水试验的北京大兴隐伏岩溶裂隙渗透系数求取方法

微水试验是进行岩土体渗透性测试的重要技术手段与方法。选取北京大兴隐伏奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层作为目标层,依据现场条件选择生产井,利用水位自动监测装置记录停泵水位恢复法,HSZK振荡试验法与注水试验法进行微水试验应用研究,发现获得的目标层渗透系数小于传统抽水试验结果。分析认为造成这种差异的原因在于不同试验方法的影响半径不同,而微水试验结果更能体现试验点岩土体的渗透性。此外,在裂隙与岩溶介质中运用微水试验要尽量减小、避免皮肤效应的影响,选择试验方法时要保证水位瞬时变化的实现,对于主裂隙,可以借助栓塞进行分段试验。

大连大魏家岩溶地下水系统海水入侵机理与对策

本文根据大魏家岩溶地下水系统天然、开采、恢复三个不同状态近２０年的水位、氯离子长观动态资料分析，提出了岩溶裂隙介质海水入侵机理的两个基本模式，并探讨了不同入侵模式的防治对策。

不同类型海岸带海水入侵数值模拟研究进展

海水入侵作为一个全球化的问题,正随着沿海地区对地下淡水需求的增加而不断加剧,其不断发展引起地下水水质恶化、土壤盐渍化等一系列生态环境问题。海水入侵的相关研究既具有重要的理论意义,对沿海地区的可持续发展也有重要的实际价值,因此逐渐成为了国际研究的热点。随着数值计算方法及计算平台的不断发展,数值模拟方法已经成为研究海水入侵问题最有效的工具之一。文章总结归纳了多种海岸带类型的划分方法与标准,从海岸带水文地质学的角度将海岸带概括为松散岩类和基岩类两大类,并将其含水介质分别概化为等效多孔介质和裂隙岩溶介质。在此基础上,分析阐述这两类含水介质海水入侵的数值模拟方法及其适用性,对当前海水入侵数值模拟方法进行了较为全面的概括。此外,对海水入侵数值模拟方法的发展方向及趋势进行了展望,指出考虑密度变化的过渡带模型和离散—连续介质耦合模型将成为今后研究中的重点发展方向。