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Variation characteristics of aquifer parameters induced by groundwater source heat pump operation under variable flow 被引量:5
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作者 王松庆 张旭 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2011年第4期1272-1277,共6页
The variation characteristics of aquifer parameters,induced by groundwater source heat pump(GWSHP) operation under variable flow,were theoretically analyzed through a case study,in which the characteristics of buildin... The variation characteristics of aquifer parameters,induced by groundwater source heat pump(GWSHP) operation under variable flow,were theoretically analyzed through a case study,in which the characteristics of building air conditioning load were considered.The results,compared with the constant flow operation,indicate that the influence on the variations of porosity,hydraulic conductivity and confined water head is decreased by 48%,51% and 71%,respectively,under variable flow operation.The security of variable flow operation is superior to that of constant flow.It is also concluded that the climate region and function of the buildings are primary factors which affect the suitability of variable flow operation in GWSHP. 展开更多
关键词 groundwater source heat pump variation characteristic aquifer parameter variable flow
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Numerical modeling airflow in soil with impact of groundwater
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作者 张晓悦 王栋 +1 位作者 张晓乐 陈晓东 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第5期1405-1411,共7页
In order to simulate the airflow in anhydrous case and the water-air flow in groundwater case, a numerical model of airflow in soil was developed. For the nonlinearity of the governing partial differential equation, t... In order to simulate the airflow in anhydrous case and the water-air flow in groundwater case, a numerical model of airflow in soil was developed. For the nonlinearity of the governing partial differential equation, the corresponding discretization and linearization methods were given. Due to the mass transfer between air-phase and water-phase, phase states of the model elements were constantly changing. Thus, parameters of the model were divided into primary ones and secondary ones, and the primary variables changing with phase states and the secondary variables can be obtained by their functional relationship with the primary variables. Additionally, the special definite condition of this numerical model was illustrated. Two examples were given to simulate the airflow in soil whether there was groundwater or not, and the effectiveness of the numerical model is verified by comparing the results of simulation with that of exoeriment. 展开更多
关键词 groundwater water-air flow capillary pressure finite difference method compressed air
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Transition of Groundwater and Subsurface Thermal Environment in the Tokyo Metropolitan Area,Japan
3
作者 Akinobu Miyakoshi Takeshi Hayashi 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期15-16,共2页
Information on three-dimensional subsurface temperature distribution and its change were examined by measuring of temperature-depth profiles at observation wells in 2001-2002 and 2005-2006,to evaluate the subsurface t... Information on three-dimensional subsurface temperature distribution and its change were examined by measuring of temperature-depth profiles at observation wells in 2001-2002 and 2005-2006,to evaluate the subsurface thermal environment in and around the Tokyo Area.Regional variation was observed as follows:low temperatures were found 展开更多
关键词 groundwater flow SUBSURFACE temperature URBAN SUBSURFACE environment URBANIZATION TOKYO
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基于Visual MODFLOW大水矿山深部开采矿坑涌水量预测 被引量:2
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作者 李军强 王肖珊 +4 位作者 丛宇 邓洪 王艳军 梁小明 张静 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第10期257-264,共8页
矿产资源的不断开发导致矿坑涌、突水现象愈加频繁,此类问题多发生于大水矿山,为更好指导大水矿山深部开采工作,准确预测矿山深部开采矿坑涌水量至关重要。结合某矿区勘察资料、水文地质条件和观测井实测水位数据,利用Visual MODFLOW软... 矿产资源的不断开发导致矿坑涌、突水现象愈加频繁,此类问题多发生于大水矿山,为更好指导大水矿山深部开采工作,准确预测矿山深部开采矿坑涌水量至关重要。结合某矿区勘察资料、水文地质条件和观测井实测水位数据,利用Visual MODFLOW软件建立矿区水文地质数值模型,进行稳态与非稳态校正以及相关参数敏感性分析;根据该矿区-150 m水平矿坑真实涌水量拟合分析Drain模块水力传导系数值,运用识别后模型对矿山深部开采矿坑涌水量预测,结果表明-200、-250、-300、-350 m等不同水平矿坑正常涌水量为17209.82、18896.20、21299.31、23494.10 m^(3)/d,预测结果可为矿山防治水工作提供依据,以及为工程安全开挖提供保障。 展开更多
关键词 Visual MODflow 地下水数值模型 敏感性分析 水力传导系数 矿坑涌水量
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幸福湖泉域地下水水化学特征及其演化机制 被引量:1
5
作者 李明新 王现国 +6 位作者 李钊 卢桂海 李洪刚 李川 王誉龙 左伟 苏绘梦 《人民黄河》 北大核心 2025年第1期104-109,117,共7页
长期的采矿行为已严重破坏幸福湖泉域地下水补径排过程。基于幸福湖泉域水文地质条件及采矿所引发的生态环境问题,采用数理统计、Paper三线图、Gibbs图等,分析了幸福湖泉域地下水在地下水流场改变后的化学特征及控制因素。结果表明:研... 长期的采矿行为已严重破坏幸福湖泉域地下水补径排过程。基于幸福湖泉域水文地质条件及采矿所引发的生态环境问题,采用数理统计、Paper三线图、Gibbs图等,分析了幸福湖泉域地下水在地下水流场改变后的化学特征及控制因素。结果表明:研究区地下水水化学类型以HCO_(3)-Ca·Mg型为主;地下水溶质来源主要受碳酸盐岩和硅酸盐岩风化作用影响,硅酸盐岩的溶解作用同样不可忽视;地下水中存在反向的阳离子交替吸附作用,使得Na^(+)、K^(+)含量降低而Ca^(2+)、Mg^(2+)含量升高;人类生活污水排放和工业生产是影响研究区地下水组分的主要控制因素。 展开更多
关键词 煤矿开采 地下水流场 水化学特征 演变机制 幸福湖泉域
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浅层地下水及水文过程对黄土液化流滑场地的影响研究 被引量:1
6
作者 路富存 刘琨 +3 位作者 徐舜华 张建钰 田文通 郭鼎楠 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期1183-1195,共13页
含水特征是黄土地震液化的必要条件之一,地下水及其分布条件在黄土液化失稳中通常起着决定性作用。本文基于1 m地温法对永光村地震液化场地的浅层地下水分布及浅层地下水脉流流向进行探测,并结合水文分析、地形趋势分析及地形湿度指数... 含水特征是黄土地震液化的必要条件之一,地下水及其分布条件在黄土液化失稳中通常起着决定性作用。本文基于1 m地温法对永光村地震液化场地的浅层地下水分布及浅层地下水脉流流向进行探测,并结合水文分析、地形趋势分析及地形湿度指数探讨永光村地质灾害的发生与浅层地下水分布、降雨汇流之间的关系。通过钻孔数据与高密度电法结果对1 m地温法探测结果进行验证,表明1 m地温法在黄土液化场地可以有效探测浅层地下水脉。研究结果表明永光村的浅层地下水脉流动路径有3条,主要由地势较高的北部流向西南冲沟方向。通过震前地形趋势分析与地形湿度指数(Topographic Wetness Index,TWI)计算发现永光村西滑坡(黄土液化流滑)具有更大的坡面汇流面积,是更易受区域地形影响的蓄积区域,因而导致了此处丰富的地下水。震后TWI值与1 m地温法对比表明:TWI高值大块且集中分布的范围反映了研究区浅层地下水较为丰富的区域。因此,浅层地下水脉发育与降雨产生的径流汇集导致的地下水水位上升是黄土液化致灾的重要原因。 展开更多
关键词 1m地温法 黄土液化流滑 浅层地下水分布 水文分析 地形湿度指数(TWI)
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Visual Modflow在石家庄市地下水硝酸盐污染模拟中的应用 被引量:17
7
作者 张翠云 马琳娜 +3 位作者 张胜 李政红 殷密英 臧逸中 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期561-566,共6页
利用Visual Modflow软件建立了石家庄市长达42a的二维潜水水流模型和硝酸盐运移模型。收集整理大量地下水监测报告和研究报告提供的数据用于模型的建立,详细的地下水位和硝酸盐浓度监测数据以及不同时期的等水位线图用于模型校正。敏感... 利用Visual Modflow软件建立了石家庄市长达42a的二维潜水水流模型和硝酸盐运移模型。收集整理大量地下水监测报告和研究报告提供的数据用于模型的建立,详细的地下水位和硝酸盐浓度监测数据以及不同时期的等水位线图用于模型校正。敏感度分析显示面状硝酸盐补给浓度是引起地下水NO3-浓度变化最敏感因子。利用校正的模型分3种管理方案预测了未来30a内地下水硝酸盐浓度的变化。拟合、验证和预测结果显示该模型可作为石家庄市地下水管理的有效工具。 展开更多
关键词 VISUAL MODflow 水流模型 硝酸盐运移模型 地下水 石家庄
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基于FEFLOW和GIS技术的矿区地下水动态模拟及预测 被引量:20
8
作者 李彩梅 杨永刚 +2 位作者 秦作栋 邹松兵 李晋昌 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2015年第2期359-367,共9页
矿区地下水动态研究是山西亟待解决的重大需求问题。针对山西矿区水资源短缺与水环境恶化等现状,通过分析气象、水文、地质地貌、开采现状等监测数据资料,以FEFLOW模型和GIS技术为平台,构建山西矿区三维地下水数值模型,进行地下水动态研... 矿区地下水动态研究是山西亟待解决的重大需求问题。针对山西矿区水资源短缺与水环境恶化等现状,通过分析气象、水文、地质地貌、开采现状等监测数据资料,以FEFLOW模型和GIS技术为平台,构建山西矿区三维地下水数值模型,进行地下水动态研究,模拟并预测了4种不同情境下矿区地下水动态过程,从而定量分析采矿活动对地下水动态的影响,揭示矿区开采对地下水系统的作用机制。结果表明:当矿区开采强度提高10%、30%、50%时,地下水整体流场和运动趋势没有大的变化,但在矿区南部地下水流场发生突变,等值线形变,且在东南部形成一个水位变化剧烈的低水位带,迫使地下水流向发生偏转。水位分析表明采矿活动会造成地下水位整体下降,下降幅度与开采强度呈正相关关系。地下水系统均衡分析表明,当开采强度保持现状或提高10%,地下水系统仍然处于正均衡,补给量大于排泄量,当开采强度提高30%、50%时,系统转为负均衡状态,补给量小于排泄量,地下水水量大幅度减少。研究成果可为矿区制定合理的开采方案,保护矿区地下水资源提供参考依据,为有效遏制矿区水环境恶化、确保矿区水安全提供科技支撑。 展开更多
关键词 山西矿区 FEflow与GIS 地下水 水位 流场
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Visual-MODFLOW在临汾市土门供水水源地保护区划分中的应用 被引量:11
9
作者 贾振兴 魏放 +3 位作者 侯燕军 黄小丹 苗春燕 王宏军 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2007年第2期119-121,共3页
通过对土门供水水源地的水文地质条件进行分析与概化,建立了研究区的地下水流数学模型。首先应用Visual-MODFLOW软件中的MODFLOW建立了研究区的地下水流场,然后应用MODPATH对水源地开采井进行粒子反向示踪模拟,根据划分地下水源地保护... 通过对土门供水水源地的水文地质条件进行分析与概化,建立了研究区的地下水流数学模型。首先应用Visual-MODFLOW软件中的MODFLOW建立了研究区的地下水流场,然后应用MODPATH对水源地开采井进行粒子反向示踪模拟,根据划分地下水源地保护区的时间标准并且结合研究区的水文地质条件,确定了水源地各级保护区的界线。研究成果可为土门水源地地下水的合理开发利用、保护和规划提供科学依据。 展开更多
关键词 地下水流场 Visual MODflow 水源地 保护区
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Visual Modflow在甘肃某矿区地下水数值模拟中的应用 被引量:6
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作者 庞国兴 李金轩 +2 位作者 杨强 李晓磊 朱鹏 《东华理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2009年第4期307-312,共6页
在分析甘肃某矿区的水文地质条件基础上,建立了研究区水文地质概念模型,运用国际的可视化标准软件VisualModflow对研究区地下水进行了数值模拟计算,预测了区内地下水水位随时间缓慢上升,地下水处于微弱正均衡状态,地下水位将以高于1m幅... 在分析甘肃某矿区的水文地质条件基础上,建立了研究区水文地质概念模型,运用国际的可视化标准软件VisualModflow对研究区地下水进行了数值模拟计算,预测了区内地下水水位随时间缓慢上升,地下水处于微弱正均衡状态,地下水位将以高于1m幅度升降,极限水位是1.6m,矿区地下水水位边界线将向东南侧(厂址范围)移动约214m,距离厂址范围边界最近287m,地下水水位上升后对拟建厂址范围内项目建设无安全影响,同时为今后研究矿区地下水资源的合理开发利用、矿区建设及环境保护等提供了科学依据。 展开更多
关键词 VISUAL MODflow 地下水流 数值模拟 甘肃矿区
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地下水分级冷却的地源热泵供冷性能实验
11
作者 冯森 马爱华 +1 位作者 周西文 龙滨 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期42-49,M0004,M0005,共10页
传统地下水源热泵(GWHP)对地下水储存的冷量利用十分有限。结合温湿度独立控制空调系统优点,构建了一种地下水分级冷却的地源热泵(GGWHP)空调系统,并搭建GGWHP空调系统实验装置。实验研究新风量、地下水温度和地下水流量对GWHP和GGWHP... 传统地下水源热泵(GWHP)对地下水储存的冷量利用十分有限。结合温湿度独立控制空调系统优点,构建了一种地下水分级冷却的地源热泵(GGWHP)空调系统,并搭建GGWHP空调系统实验装置。实验研究新风量、地下水温度和地下水流量对GWHP和GGWHP空调系统供冷性能的影响。实验结果表明:GGWHP空调系统的能耗低于GWHP空调系统。新风量从305 m^(3)/h增加到1 835 m^(3)/h, GGWHP空调系统与GWHP空调系统相比,能耗节省4.78%;GGWHP空调系统的性能系数(COP)减少0.89。地下水温度从17℃增加到21℃,GGWHP空调系统与GWHP空调系统相比,能耗节省8.41%;GGWHP空调系统的COP减少1.02。地下水流量从550 kg/h增加到1 320 kg/h, GGWHP空调系统与GWHP空调系统相比,能耗节省8.59%;GGWHP空调系统的COP增加1.03。 展开更多
关键词 地下水源热泵 分级冷却 新风量 地下水流量 空调
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基于物理约束与数据驱动的求解地下水方程深度学习算法
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作者 李存文 马千禧 +2 位作者 朱焱 张晓平 罗强 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第8期77-83,93,共8页
地下水水位是衡量地下水资源可持续利用的重要指标,也是地下水资源管理的关键依据,因此实现地下水位的精确预测至关重要。针对传统数值模型(如MODFLOW)在构建上复杂、参数众多的问题,以及数据驱动神经网络模型缺乏可解释性和泛化能力的... 地下水水位是衡量地下水资源可持续利用的重要指标,也是地下水资源管理的关键依据,因此实现地下水位的精确预测至关重要。针对传统数值模型(如MODFLOW)在构建上复杂、参数众多的问题,以及数据驱动神经网络模型缺乏可解释性和泛化能力的局限,结合物理知情神经网络(PINNs)与地下水运动方程构建了求解地下水运动方程的GWPINN模型。该模型采用全连接神经网络构建,将时空坐标作为输入,输出为地下水水头,将地下水流动方程、初始条件和边界条件作为物理约束,结合测量数据构建损失函数,实现对地下水流动方程的求解。为验证算法的有效性和准确性,将GWPINN模型应用于承压含水层单抽水井问题,通过与传统数值模型MODFLOW模拟结果对比发现,GWPINN在仅依赖物理约束而不需要任何数据的求解平均绝对误差(MAE)为0.063 m,相对均方根误差(RRMSE)为0.083%;结合物理约束与数据驱动的双重作用下的求解平均绝对误差(MAE)为0.069 m,相对均方根误差(RRMSE)为0.079%,证明该算法可成功对包含井源的地下水方程进行求解。此外,还探讨了数据时空采样频率对求解结果的影响,发现在井源附近需要加密空间采样,采样间隔为100 m,以捕捉地下水水头的剧烈变化;在时间尺度上,抽水初期应增加采样频率,以0.3 d为间隔,以捕捉井口附近水头的快速变化。而在抽水井外区域或抽水1天后,可以适当降低空间和时间采样频率,分别取200 m和5 d的间隔。 展开更多
关键词 地下水运动方程 物理知情神经网络 物理约束 数据驱动
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陕北榆林沙区樟子松人工林蒸腾耗水动态与影响因素
13
作者 王炫臻 段义忠 +2 位作者 黄来明 裴艳武 王紫薇 《土壤学报》 北大核心 2025年第3期729-739,共11页
樟子松(Pinus sylvestris L.var.mongholica)是中国北方防沙带主要造林树种之一,在防风固沙、调节区域小气候和维持生态系统稳定方面发挥着至关重要的作用。明确沙区有限水资源条件下樟子松人工林蒸腾耗水动态及其影响因素可为该区人工... 樟子松(Pinus sylvestris L.var.mongholica)是中国北方防沙带主要造林树种之一,在防风固沙、调节区域小气候和维持生态系统稳定方面发挥着至关重要的作用。明确沙区有限水资源条件下樟子松人工林蒸腾耗水动态及其影响因素可为该区人工植被合理建设与可持续管理提供科学依据。本文利用热扩散式液流计、土壤水分传感器、小型气象站和地下水位自动监测仪对陕北榆林沙区樟子松林地树干液流密度、土壤含水量、气象因子和地下水位动态进行连续监测,分析樟子松人工林蒸腾耗水特征及主控因子。结果表明:(1)监测期间(2021年5月-2021年10月)樟子松树干液流密度呈现先增加后降低的趋势;晴天液流密度呈单峰曲线变化且峰值较高,而阴天和雨天液流密度变化不规律且峰值较低。(2)樟子松树干液流密度对风速和气温变化的响应最为敏感,地下水位波动次之。(3)樟子松日均蒸腾耗水量为0.67 mm·d-1,生长季总蒸腾耗水量为147 mm。饱和水汽压差、风速、温度、光合有效辐射和地下水位季节波动及其引起的土壤含水量变化是影响樟子松蒸腾耗水动态的主控因子。研究结果可为沙区水资源高效利用和固沙植被可持续管理提供理论依据。 展开更多
关键词 樟子松 树干液流 土壤含水量 地下水位 气象因子
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基于Visual MODFLOW的煤层底板突水量预测研究 被引量:10
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作者 朱宗奎 黄鑫磊 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期157-163,共7页
随着我国东部矿区煤层开采水平不断向深部拓展,底板奥灰水突水事故时有发生,往往造成严重的人员伤亡和财产损失。为准确预测煤层底板突水量,以新安煤矿为例,在概化该矿水文地质条件的基础上,建立了底板奥灰水渗流运动基本微分方程并采... 随着我国东部矿区煤层开采水平不断向深部拓展,底板奥灰水突水事故时有发生,往往造成严重的人员伤亡和财产损失。为准确预测煤层底板突水量,以新安煤矿为例,在概化该矿水文地质条件的基础上,建立了底板奥灰水渗流运动基本微分方程并采用有限差分法进行求解,利用Visual MODFLOW软件实现了该渗流运动的三维可视化数值模拟,结合2011年3月至2012年2月一个水文年的实际水位观测值对该模型的模拟水位进行验证和校核,依据该模型模拟水位值采用水均衡法计算得出底板突水危险区域的奥灰水量,即为突水量预测值。研究结果表明:该模型的模拟水位最大误差小于11%,一般4%左右;应用该模型模拟水位值计算危险区域突水量为1150 m^3/h,与1995年该区域发生的特大奥灰突水事故平均突水量1244.3 m^3/h接近,预测结果真实可靠。 展开更多
关键词 Visual MODflow 底板突水 突水量预测 地下水渗流模型
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陶枣盆地岩溶水水化学特征及劣变机制
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作者 曹杰 邢立亭 +6 位作者 陈洪年 张飞 邢学韬 刘锁柱 赵洋洋 邓兴 高帅 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第2期282-294,共13页
煤矿开采造成陶枣盆地奥陶系灰岩裂隙岩溶水SO_(4)^(2-)浓度超标,岩溶水水质劣变。综合运用数理统计、图解法、硫氧同位素分析、水文地球化学模拟和PCA-APCS-MLR模型等方法对研究区岩溶水水化学特征及劣变机制进行了分析。结果表明:①... 煤矿开采造成陶枣盆地奥陶系灰岩裂隙岩溶水SO_(4)^(2-)浓度超标,岩溶水水质劣变。综合运用数理统计、图解法、硫氧同位素分析、水文地球化学模拟和PCA-APCS-MLR模型等方法对研究区岩溶水水化学特征及劣变机制进行了分析。结果表明:①研究区岩溶水主要为弱碱性水,岩溶水中SO_(4)^(2-)浓度范围为106.09~1133.51 mg/L,高值区主要分布在各水源地集中排泄点附近,水化学类型以HCO_(3)·SO_(4)-Ca和SO_(4)·HCO_(3)-Ca型为主;②研究区的水化学组分受岩石风化作用的控制,主要来源为碳酸盐岩溶解,存在阳离子交替吸附作用;③岩溶水中δ^(34)S-SO_(4)^(2-)介于-1.7‰~3.3‰之间、δ^(18)O-SO_(4)^(2-)介于1.2‰~12.6‰之间,反映SO_(4)^(2-)来源较为单一,对δ^(34)S-SO_(4)^(2-)和δ^(18)O-SO_(4)^(2-)各来源特征值的分析表明,串层污染、矿坑排水沿河道渗漏以及大气降水下渗为岩溶水中SO_(4)^(2-)的主要来源途径,其来源平均贡献率分别为44.28%、30.00%、25.72%;④采矿活动致使煤系地层高SO_(4)^(2-)浓度矿坑水进入岩溶水引发地下水流系统变异,这是陶枣盆地岩溶水水质劣变的根本原因。本研究对陶枣盆地岩溶水的污染防控和供水安全具有指导意义。 展开更多
关键词 岩溶水 水化学特征 劣变机制 地下水流系统 陶枣盆地
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工程扰动下某钢铁厂地下水流场及污染物变化特征
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作者 丁冉 徐超 +4 位作者 丁浩然 田德金 吴腾 陈成 郑刘根 《环境监测管理与技术》 北大核心 2025年第1期76-81,共6页
以安徽省某废弃钢铁厂为例,分别使用GMS软件和反距离权重插值法(IDW)构建相应的地下水数学模型,开展研究区土壤修复工程对地下水流场的扰动影响及区域污染物空间变化特征的研究。结果表明:在工程施工完毕初期,研究区阻隔墙2右侧的基坑... 以安徽省某废弃钢铁厂为例,分别使用GMS软件和反距离权重插值法(IDW)构建相应的地下水数学模型,开展研究区土壤修复工程对地下水流场的扰动影响及区域污染物空间变化特征的研究。结果表明:在工程施工完毕初期,研究区阻隔墙2右侧的基坑降水使得周边地下水位出现了一定程度的降低,阻隔墙上游地下水位出现0 m~0.25 m的壅高,下游地下水位出现0 m~0.40 m的下降;工程完成半年后,工程施工对地下水流场的影响逐渐减小,地下水流向没有发生明显改变;土壤修复后地下水中Fe、Cu、Pb和As含量明显降低,污染物空间分布也发生了相应的变化。 展开更多
关键词 工程扰动 地下水流场 数值模拟 地下水环境
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地下水循环井三维水流模型设计与示踪试验
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作者 李丽青 李旭 +3 位作者 周立涛 聂士博 程人杰 陈高宇 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第4期248-256,共9页
地下水循环井是一项成本低、效率高的地下水污染修复技术,是目前地下水污染修复的最有效手段之一。针对目前室内试验研究相对薄弱的问题,创新性地设计并构建了基于Packer系统的地下水循环井三维砂槽,在室内开展了不同条件下的循环井水... 地下水循环井是一项成本低、效率高的地下水污染修复技术,是目前地下水污染修复的最有效手段之一。针对目前室内试验研究相对薄弱的问题,创新性地设计并构建了基于Packer系统的地下水循环井三维砂槽,在室内开展了不同条件下的循环井水力循环三维渗流试验,分析了抽/注流量、抽/注水段长度和抽水泵位置对循环井溶质运移范围的影响,同时分析了相应流场的变化情况。结果表明:①基于Packer系统的地下水循环井试验装置能够很好地模拟循环井在不同工艺参数条件下的示踪剂运移范围,当抽/注水段长度一定时,随着循环井抽/注流量的增大,影响半径和循环深度都增大;②当抽/注流量一定时,随着阻水气囊位置的降低,抽水段的滤水管长度减小,影响半径减小,循环深度增大;③当抽/注流量和抽/注水段长度一定时,随着抽水泵位置的降低,影响半径和循环深度都增大,水力调控范围增大;④随着含水层渗透系数的增大,影响半径增大,循环深度减小。研究结果可为地下水循环井技术工艺参数的优化以及提高地下水修复效率提供理论依据与数据支撑。 展开更多
关键词 地下水循环井 三维循环水流 原位修复技术 影响半径 地下水流场
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珊瑚岛礁地下油库泄漏迁移规律及其对淡水透镜体的影响
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作者 杨钢 郭秀军 +1 位作者 卢洁 蔡永瑞 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第1期225-237,共13页
在陆地资源日益短缺的背景下,海洋环境的巨大资源潜力使人类开发海洋的进程不断加快。作为经略海洋的远涉枢纽,在岛礁建设地下储油设施将成为开展各项工程的能源基础,然而伴随而来的潜在泄漏风险是不可忽视的,岛礁发生石油泄漏不仅会污... 在陆地资源日益短缺的背景下,海洋环境的巨大资源潜力使人类开发海洋的进程不断加快。作为经略海洋的远涉枢纽,在岛礁建设地下储油设施将成为开展各项工程的能源基础,然而伴随而来的潜在泄漏风险是不可忽视的,岛礁发生石油泄漏不仅会污染淡水透镜体,甚至会进一步扩散至海洋,对岛礁和海洋生态环境造成极大危害。为探究地下油库泄漏后的污染物迁移规律及其对淡水透镜体的入侵机制,首先通过室内模拟试验确定了污染物迁移特征与主要驱动力,之后利用COMSOL Multiphysics软件建立了相同尺度的数值模型,进一步明确了不同降水强度和油品性质对污染物迁移影响的规律。结果表明:(1)珊瑚岛礁水文地质条件下的石油污染物迁移主要受两种驱动力的影响,一是重力势驱动的垂向迁移,二是岛礁动态地下水流场驱动的向海排泄;(2)岛礁降水补给强度越大,地下水流场驱动污染物向海排泄作用越强,淡水透镜体所受影响越小;(3)重质非水相类油品污染物呈现出不同于轻质非水相类油品的迁移规律,但其对淡水透镜体无显著影响。研究结果可为珊瑚岛礁开发进程中的油库选址、污染防护以及淡水资源保护提供理论基础与参考依据。 展开更多
关键词 珊瑚岛礁 淡水透镜体 COMSOL Multiphysics 室内模拟试验 多相流 地下水污染
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鄱阳湖典型湿地土壤水稳定同位素特征及对水分运动的指示
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作者 许秀丽 李云良 +2 位作者 邢子康 陈婷 储小东 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2745-2756,共12页
鄱阳湖水位波动显著,降水、土壤水、地下水转化过程复杂,受限于复杂的湿地野外条件和传统的监测手段,湿地土壤水分运动及其与地下水转化关系的定量研究较为困难.本研究选择鄱阳湖湿地不同高程处典型植被群落,基于生长季水文监测和降水... 鄱阳湖水位波动显著,降水、土壤水、地下水转化过程复杂,受限于复杂的湿地野外条件和传统的监测手段,湿地土壤水分运动及其与地下水转化关系的定量研究较为困难.本研究选择鄱阳湖湿地不同高程处典型植被群落,基于生长季水文监测和降水、湖水、地下水、0~80cm根区土壤水氢氧同位素测试,分析了不同植被群落根区土壤水同位素变化特征,阐释了不同水文时期湿地土壤水分运动过程,量化了地下水与土壤水的转化关系.结果显示,高位滩地茵陈蒿群落(Artemisia capillaris)的土壤水蒸发线斜率(5.91)明显低于当地大气降水线(LMWL,7.60),0~60cm土壤水lc-excess指数为负,说明土壤蒸发作用较强,最大影响深度为60cm.而中、低高程滩地处芦苇(Phragmites australis)和灰化薹草(Carex cinerascens)群落的土壤水蒸发线斜率(6.70和6.75)略低于LMWL,土壤水lc-excess值均接近于0,显示蒸发作用较小.在土壤水分运动方面,茵陈蒿群落土壤水剖面δ^(18)O在春季(5月)、夏季(6~8月)随深度增加而富集,表明土壤水受降水补给,并以活塞流模式下渗;秋季(9~10月)土壤水δ^(18)O明显富集,且随深度增加而贫化,指示主要受蒸发作用的影响此外,茵陈蒿群落根区土壤水δ^(18)O较地下水同位素显著富集,在地下水埋深最浅时(1.92m),土壤水中未发现地下水的贫化同位素信号及明显的水分补充说明根区土壤水与地下水间的垂向水文连通受阻.芦苇和薹草群落土壤水运动受地下水波动影响明显.在地下水位上升期(4~5月),芦苇和薹草群落浅层(0~40cm)土壤水主要来源大气降水,深层土壤水(40~80cm)受毛细水上升补给,地下水对根区土壤水的补给贡献超50%;在地下水浅埋期(6、8月),芦苇群落土壤水和地下水转化频繁;在地下水位下降期(9~10月),芦苇和薹草群落表现出非均匀土壤水流过程,存在明显优先流. 展开更多
关键词 稳定同位素 土壤水运动 优先流 地下水补给 鄱阳湖湿地 洪泛环境
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考虑边界层流体黏度变化的黏性土低速非达西渗流数学模型
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作者 王福刚 管小桐 +4 位作者 何庆成 程辉 杨国华 程中乐 王耀辉 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第3期893-905,共13页
边界层流体及其黏度变化对低渗介质中流体的流动具有重要影响。现有低速非达西流模型通常忽略流体黏度的变化,或简单地将流体黏度处理为一个与孔隙半径有关的函数;而边界层流体黏度通常与接触角有关。本文基于毛细管束模型和分形理论,... 边界层流体及其黏度变化对低渗介质中流体的流动具有重要影响。现有低速非达西流模型通常忽略流体黏度的变化,或简单地将流体黏度处理为一个与孔隙半径有关的函数;而边界层流体黏度通常与接触角有关。本文基于毛细管束模型和分形理论,考虑接触角对边界层流体黏度的影响,构建了一种新的低速非达西渗流模型,通过实验对模型进行了可靠性验证,并对模型中的关键参数进行了敏感性分析。结果表明:接触角对边界层流体黏度有显著影响,进而影响着流体的流动行为。考虑边界层流体黏度变化后,渗流速度下降,本文实验中,考虑流体黏度变化与不考虑流体黏度变化的情况相比,渗流速度的下降率可达57.1%。渗流速度随孔隙分布分形维数D_(f)的增大而下降,随接触角的增大而增大。本文中,在同一压力梯度下,当D_(f)从1.2增至1.8,每增加0.2,渗流速度分别减小18.4%、23.3%、29.1%;当接触角从0°增至80°,每增加20°,渗流速度分别增长10.9%、12.3%、14.0%、16.3%。随压力梯度增大,边界层流体参与流动,有效渗流断面和流体有效黏度增大,流体黏度增大对其流动产生阻滞效应,但作用程度小于渗流断面增大对流速的增益效应,因此,总体上呈现出渗流速度随压力梯度增大而增大。 展开更多
关键词 地下水 黏性土 低速非达西流 边界层 流体黏度 分形理论
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