基于管道流模型的岩溶含水系统降雨泉流量响应规律——以贵州后寨典型小流域为例

为深入研究高度非均质岩溶含水系统的补给、运动机理,以贵州后寨岩溶典型小流域为例,运用管道流程序(conduit flow process),基于后寨岩溶典型小流域实际的降雨流量资料,建立降雨泉流量响应理想模型,对不同落水洞补给位置、不同渗透系数和给水度组合情况下的降雨泉流量互相关系数曲线陡缓程度和峰值特征进行研究。研究结果表明:含水介质参数的改变远没有补给位置不同对互相关系数曲线的改变程度高;在不同渗透系数和给水度组合情况下,短距离排水互相关系数峰值可接近1,而远距离排水互相关系数峰值最高仅为0.4。野外实际研究区分析也表明,短径流路径下降雨流量互相关系数峰值高达0.7,而长径流路径下降雨流量互相关系数最大为0.4。辅以必要的水文地质调查,降雨泉流量互相关曲线可用来分析管道径流路径等岩溶含水系统水动力特征。

华北型煤田岩溶陷落柱分布规律及其水文地质意义

本文阐述了华北型煤田内岩溶陷落柱形成的基本条件及其分布规律，依其导水性把陷落柱划分为三大水文地质类型，指出多数是隔水的，但若形成较新或处于强径流带及集中排泄带，可成为矿床充水通道，勿通奥灰水进入矿坑，发生突水淹井事故。对此进行了深入探讨。

河南省主要煤矿区岩溶地下水系统划分

根据地质构造、地形地貌、地层结构与埋藏特征及补径排条件等条件,划分了河南省主要煤矿区的岩溶水系统。对地下水的补径排及水化学特征进行了分类,分析了不同岩溶地下水水系统特征对矿区水害的影响。研究结果可为河南省煤矿开采中存在的水害隐患及其防治提供科学依据。

岩溶水水化学特征在水文地质条件分析中的应用——以娘子关泉群岩溶水系统寿阳区为例

娘子关泉群岩溶水系统寿阳区从补给区到迳流区、排泄区水化学特征变化具有明显的规律性,岩溶水自北向南随着中奥陶统灰岩含水层埋深由浅变深,富水程度由强变弱,径流条件由积极趋滞缓,矿化度、总硬度和SO42-由低变高。为水文地质条件的分析与建立水源地和矿山防治水提供了地质依据。

后寨岩溶含水系统快慢速流成分识别

为深入分析岩溶含水系统水动力特征,将时间序列分析中的相干谱分析和交叉振幅分析应用于后寨岩溶含水系统水动力特征研究。相干谱分析揭示岩溶含水系统中存在对降雨信号线性化程度高的快速流和对降雨信号线性化程度低的慢速流;通过交叉振幅分析,提取了岩溶含水系统对降雨输入信号的过滤方式,获得了岩溶含水系统上、中、下游不同比例的快慢速流成分。分析结果表明,相干谱和交叉振幅分析方法在岩溶含水系统水动力特征研究中具有较好的实用性。

改进的CW模型在岩溶泉流量模拟中的应用

为从整体上研究岩溶含水系统泉流量对降雨量的响应特征,以贵州后寨典型小流域为例,改进基于一维扩散流的Criss和Winston流量曲线模型(CW模型),使得模型适用于有岩溶管道流等流态的非达西流地区。模拟结果表明:改进的CW模型在流量峰值和峰值后的衰减段都比原模型的模拟精度高,冒水坑28场降雨流量模拟获得平均滞后时间为1.77d,与谱分析计算的滞后时间范围相吻合;通过灵敏度分析发现,参数b对流量的灵敏程度高于参数β且流量变化幅度不同。

贵州后寨流域岩溶地下水资源评价及干旱特征分析

岩溶泉流量时间序列蕴含大量岩溶含水系统水动力特征信息,可为岩溶地下水资源量的确定及水文干旱分析提供重要途径。本研究基于长系列泉流量时间序列,推求流量理论频率曲线,通过拟合的理论频率曲线获得后寨岩溶典型小流域在95%、80%、50%、20%保证率下的岩溶地下水流量为0.25m3/s、0.23m3/s、0.39m3/s、0.57m3/s。在概率为80%的流量截取水平下,获得岩溶含水系统1991～1997的中最严重干旱为1993年,干旱历时为195d,缺水量为2.9×106m3。泉流量时间序列的理论频率分析能很好的应用于岩溶含水系统地下水资源计算和干旱特征分析,为岩溶含水系统水资源的合理优化配置提供依据。

定福庄地热试验井成井工艺研究

JR-121井位于北京市定福庄南里,开采蓟县系雾迷山组1600m以深热储层的岩溶裂隙水。该试验井施工使用GZ-2000型水源钻机,TBW-850/50型泥浆泵,钻探深度2202.98m。成井过程中,根据不同层段,采用不同成井工艺,在目的含水层的上覆非取水层段,采用分级下套管及水泥封闭的方法进行止水,泥浆与回旋方法钻进;在取水段,采用裸眼孔底钻铤加压、泥浆护壁与回旋钻进。洗井工艺上,采用酸化、液态CO2和空压机引喷相结合的联合洗井方法。使用此成井工艺,止水效果良好,达到了开发岩溶裂隙地热水的目的。

不同补给条件下裂隙-管道介质间水流交换的示踪试验研究

为探究岩溶含水系统中裂隙-管道介质间不同补给方式下水流交换情况,在实验室内借助高精度摄像仪和有色示踪剂对其进行可视化观测。设计多组试验对单独补给裂隙、共同补给、裂隙和落水洞分开同时补给三种补给方式下水流交换情况进行探讨,从而定性地分析水流交换情况。试验结果表明:落水洞对裂隙水扩散的影响随裂隙距离落水洞的距离增大而减小;相较于共同补给情况,单独补给裂隙情况下落水洞对裂隙水扩散影响较大;在分开同时补给情况下裂隙与落水洞补给水量相同时,仅呈现裂隙对落水洞的单向补给。

浑江煤田岩溶水系统特征及合理利用

浑江煤田奥灰岩溶水既是重要的供水水源,同时对采矿带来很大威胁,造成淹井事故。本文应用系统理论观点,划分出两大岩溶水系统,并在研究系统基本特征与岩溶水突水规律基础上,提出了岩溶水防治方法及矿山排供结合,充分利用岩溶水资源的方案。

华北型煤田矿井岩溶水涌(突)出机理与涌(突)水量预测方法探讨

北方岩溶水系统的形成与相关河流的发育贯通相辅相成。不同的岩溶水系统模式表现出不同的地下水动力学特征,岩溶水径流带控制的岩溶水网络系统是北方岩溶水系统的基本特征。天然状态下,华北型煤田煤层顶板砂岩地下水系统与底板岩溶地下水系统有水力联系的区域,是矿井岩溶水涌(突)出的危险区。煤矿采掘工程打破了煤层顶、底板地下水系统水压力平衡,在压差作用下,承压岩溶水的"压裂"作用对构造煤系发育层段的疏通有着重要作用。承压岩溶水的释放或涌(突)出,是岩溶承压含水层弹性贮存量的释放,岩溶水运动属非稳定流。将断层等线形过水断面概化成环状井(孔)过水断面,则可用定降深非稳定流承压井流方程,预测可能的岩溶水涌(突)水流量及其变化规律。对流量函数Q(t)定积分,则可预测任意延续时间段的涌(突)水量。基于承压岩溶水弹性释放的非稳定流矿井岩溶水涌(突)水量预测方法,突破了岩溶水涌(突)水量无法预测的禁锢,对提升矿井岩溶水防治水平,解放华北型煤田下组煤有积极、重要意义。

对鄂尔多斯盆地周边岩溶水系统的几点认识

鄂尔多斯盆地周边分布的古生界碳酸盐岩赋存有丰富的岩溶地下水 ,受背景地质条件的控制 ,不同地段地层岩性、岩溶发育程度、岩溶水的补给和赋存富集规律均有差异 。

地下水资源随机过程预测的一种新方法

本文以华北某岩溶水资源系统为例,根据地下水资源变化的随机性,应用随机过程的理论和方法,对地下水资源的中长期预报进行了研究。文中所建立的“P-Q”模型和所提出、采用的“子序列累加法”具有灵活、实用、精炼的特点,易于在实际工作中推广应用。目前,关于这方面的研究还不多见。