本文關(guān)鍵詞：Visual MODFLOW對(duì)某磷礦開(kāi)采礦坑涌水量的預(yù)測(cè)研究

  更多相關(guān)文章： 數(shù)值模擬 Visual Modflow 地下水流 涌水量 敏感性分析

【摘要】：中國(guó)在農(nóng)業(yè)方面一直對(duì)含磷復(fù)合肥的使用量較高,因此對(duì)磷礦石的需求量和磷礦山的開(kāi)采度也較大。隨著磷礦山的深度開(kāi)采,地下水不斷涌出,預(yù)測(cè)地下水流場(chǎng)變化及涌水量對(duì)礦山開(kāi)采十分關(guān)鍵。現(xiàn)用于地下水涌水量預(yù)測(cè)的方法較多,如水文地質(zhì)比擬法、穩(wěn)定井流解析法、非穩(wěn)定流解析法、涌水量曲線方程法、水均衡法、解析法等,以上方法對(duì)于礦區(qū)裂隙含水層涌水量的預(yù)測(cè)存在局限性。隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與進(jìn)步發(fā)展,地下水?dāng)?shù)值模擬軟件在國(guó)內(nèi)外得到大量運(yùn)用。Visual MODFLOW具有可視化、適用性、仿真度高和方便靈活等優(yōu)點(diǎn),本研究通過(guò)Visual MODFLOW對(duì)礦區(qū)補(bǔ)、徑、排條件,水文地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行刻畫(huà),模擬磷礦開(kāi)采過(guò)程對(duì)地下水環(huán)境的動(dòng)態(tài)影響,預(yù)測(cè)礦山裂隙含水層地下水流場(chǎng)分布變化及地下水涌水量。研究對(duì)象為雷波縣某磷礦區(qū),其磷礦床呈層狀中等傾薄礦體,主要賦存于寒武系下統(tǒng)麥地坪組。礦區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),雨季、旱季分明,區(qū)內(nèi)山脈縱橫、河流深切,北、西分別有溜筒河、阿依戈河,河流最終匯入東北的金沙江。研究區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂發(fā)育,F1、F2斷層對(duì)礦床充水有直接影響,地下水在溝谷排泄補(bǔ)給地表水,主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水。本研究根據(jù)磷礦的開(kāi)采范圍、開(kāi)采順序、中段標(biāo)高、服務(wù)年限要求及礦區(qū)水文地質(zhì)條件,在查明礦床充水因素的基礎(chǔ)上,概化模型范圍為9.50km×10.27km,模型邊界以河流及自然分水嶺為界,垂向劃分6層分別反映第四系孔隙透水層、龍王廟組巖溶裂隙中等含水層、滄浪鋪組上段巖溶裂隙中等含水層、筇竹寺組上段巖溶裂隙中等含水層、麥地坪組和震旦系上統(tǒng)燈影組巖溶裂隙強(qiáng)含水層。模型校正中,首先對(duì)穩(wěn)態(tài)模型進(jìn)行校正,結(jié)合觀測(cè)井水位實(shí)測(cè)值,對(duì)模型參數(shù)取值、參數(shù)分區(qū)及邊界條件進(jìn)行敏感性分析及優(yōu)化。由穩(wěn)態(tài)模型敏感性分析可知,河流邊界入滲參數(shù)、降雨入滲補(bǔ)給量和滲透系數(shù)對(duì)模型地下水流場(chǎng)分布影響顯著,而初始水位值和儲(chǔ)水系數(shù)對(duì)地下水位影響較小。在穩(wěn)態(tài)模型校正基礎(chǔ)上,為了得到地下水涌水量動(dòng)態(tài)變化,對(duì)非穩(wěn)態(tài)模型進(jìn)行校正。非穩(wěn)態(tài)條件下,利用觀測(cè)井動(dòng)態(tài)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和敏感性分析,進(jìn)一步優(yōu)化模型參數(shù)。非穩(wěn)態(tài)模型敏感性分析知,降雨入滲、邊界條件、儲(chǔ)水系數(shù)和初始水位對(duì)動(dòng)態(tài)地下水水位波動(dòng)影響顯著。將校正后的非穩(wěn)態(tài)模型用于礦區(qū)開(kāi)采不同階段,預(yù)測(cè)地下水流場(chǎng)分布及涌水量動(dòng)態(tài)變化。研究區(qū)以等效抽水井的形式對(duì)涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè),根據(jù)礦區(qū)位置、開(kāi)采順序和最低坑道高程布置等效抽水井。通過(guò)不斷調(diào)整等效抽水井抽水量,使模型水位降至擬開(kāi)采高程,由此確定該開(kāi)采高程條件下的涌水量。模型預(yù)測(cè)結(jié)果顯示：開(kāi)采至1650m和1540m標(biāo)高時(shí),地下水總體流向與現(xiàn)狀條件下的地下水總體流向基本一致,水流主要由地勢(shì)高的區(qū)域流向標(biāo)高低的河流地帶,但局部偏向抽水區(qū)。開(kāi)采至1650m和1540m標(biāo)高條件下,最大涌水量分別為800m3/d和1920m3/d。進(jìn)一步對(duì)豐水期、平水期、枯水期條件下的涌水動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行預(yù)測(cè),水位線降至1650m標(biāo)高條件的涌水量,平水期涌水量為9340m3/d,豐水期涌水量為37310m3/d,枯水期涌水量為3030m3/d。本研究通過(guò)Visual MODFLOW對(duì)開(kāi)采條件下裂隙含水層的流場(chǎng)變化及地下水涌水量進(jìn)行定量分析,為磷礦涌水及礦山安全提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)值模擬 Visual Modflow 地下水流 涌水量 敏感性分析
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TD742
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 預(yù)測(cè)礦坑涌水量的方法13-15
• 1.2.2 地下水?dāng)?shù)值模擬法研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容20
• 1.4 研究方法和技術(shù)路線20-23
• 第2章 研究區(qū)概況23-32
• 2.1 地理位置23
• 2.2 工程概況23-25
• 2.2.1 開(kāi)采礦床、規(guī)模及年限23-25
• 2.2.2 礦山擬開(kāi)采方案25
• 2.3 氣候25-27
• 2.4 地形地貌27-28
• 2.5 水文28-29
• 2.6 區(qū)域地質(zhì)背景29-30
• 2.6.1 地層巖性29-30
• 2.6.2 地層構(gòu)造30
• 2.6.3 巖漿巖30
• 2.7 區(qū)域穩(wěn)定性及地震30-32
• 第3章 礦區(qū)地質(zhì)及水文地質(zhì)概況32-44
• 3.1 礦區(qū)地質(zhì)概況32-35
• 3.1.1 礦區(qū)地層32-34
• 3.1.2 地質(zhì)構(gòu)造34-35
• 3.2 礦區(qū)水文地質(zhì)概況35-41
• 3.2.1 含水層和隔水層36-40
• 3.2.2 斷層含水性40-41
• 3.3 礦區(qū)地下水補(bǔ)徑排條件41
• 3.4 含水層間及其與地表水的水力聯(lián)系41
• 3.4.1 含水層間的水力聯(lián)系41
• 3.4.2 地下水與地表水的水力聯(lián)系41
• 3.5 礦區(qū)充水因素分析41-44
• 第4章 地下水?dāng)?shù)值模擬模型44-56
• 4.1 數(shù)值模型44-47
• 4.1.1 充排水分析44
• 4.1.2 水文地質(zhì)模型44
• 4.1.3 研究區(qū)模擬范圍及含水層44-45
• 4.1.4 模型邊界條件概化45-47
• 4.1.5 大氣降雨入滲補(bǔ)給情況47
• 4.2 穩(wěn)態(tài)模型校正及敏感性分析47-52
• 4.2.1 穩(wěn)態(tài)模型校正48-50
• 4.2.2 敏感性分析50-52
• 4.3 非穩(wěn)態(tài)模型校正及敏感性分析52-56
• 4.3.1 非穩(wěn)態(tài)模型校正52-54
• 4.3.2 敏感性分析54-56
• 第5章 涌水量預(yù)測(cè)56-64
• 5.1 開(kāi)采對(duì)地下水流場(chǎng)預(yù)測(cè)與分析56-62
• 5.1.1 預(yù)測(cè)模型的建立56-57
• 5.1.2 流場(chǎng)預(yù)測(cè)57-62
• 5.2 開(kāi)采對(duì)地下水涌水量預(yù)測(cè)與分析62-64
• 5.2.1 平均涌水量預(yù)測(cè)62
• 5.2.2 不同降雨量條件下涌水量預(yù)測(cè)62-64
• 結(jié)論及建議64-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74

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