供水井大流量供水时地下水位动态变化特征及开采优化机制

发布时间：2020-10-09 05:42

　　 随着人们生活品质的日益提高,以及国家“水十条”的出台,优质矿泉水日渐成为稀缺资源。如何科学有效开采矿泉水资源既是科学问题也是技术问题。从学科范畴来讲,矿泉水供水井优化开采属于水利工程学科中的水文地质问题。对于一个矿泉水水源地,供水井大流量条件下的优化开采,一直制约着矿泉水大型生产企业的产能,这也是水文地质研究的热点问题之一。本文以湖南绥宁县瓦屋塘优质矿泉水水源地为研究对象,在水文地质条件分析的基础上,现场进行开采性抽水试验,获得供水井大流量供水时地下水位动态变化特征,并以此开展开采优化机制研究,研究成果可以直接为伊利集团矿泉水大型开发提供科学依据。本论文的主要成果如下:1、通过收集资料、分类整理、现场勘探调查、研究区域出露泉点流量监测、前期钻孔、简易抽水试验、生产性大流量非稳定流抽水试验、抽水试验数据整理分析计算拟合得到研究区水文地质参数。2、在对大量抽水试验数据分析的基础上获得了研究区渗透率K为0.454~1.2m/d、导水系数T为15.3~41.8m~2/d、含水层厚度M为27~78.8m、贮水系数(亦称储水系数、释水系数)?为0.094~0.535m/d、影响半径R(亦称降落漏斗)为12~510m等水文地质参数和S-t、Q-t等一系列抽水历时曲线。得到抽水试验期间地下水位随时间的动态变化特征。3、进一步揭露了研究区地下矿泉水动态Q-S曲线特征,并利用最小二乘法对Q-S曲线进行了拟合分析,得出Q-S关系方程:Q=342.18237+77.21498s-2.35102s~2(W2井),Q=3475.63902-138.65221s+1.79326s~2(S1井)。该方程对地下水位降深、出水量具有预测指导作用。4、本项目在生产井上进行了大流量非稳定流抽水试验(计算水文地质参数常采用此法,试验操作便捷、适用于各种情况下的水文地质参数测定)、突变型抽水试验、衰减型抽水试验三种不同工况的抽水试验,探究最佳开采优化机制。对三种试验工况数据整理分析绘制各种历史曲线和Q-S曲线,通过分析曲线特征得知:降深24m时稳定出水量824.7m~3/d,降深40m时S1井稳定出水量约900m~3/d,突变型、衰减型抽水工况与试验达到稳定流抽水工况相比,经过计算,在相同抽水时间内,能获得更多的矿泉水水量。衰减型抽水试验工况为最佳开采优化方案。该方案不仅能避免产生扰动影响地层井孔稳定性,而且有利于地下矿泉水恢复不破坏地下水动态平衡,不产生过大降落漏斗,从而避免地面塌陷、沉降等地质灾害,还能获得优于普通稳定流抽水的出水量及更多的社会经济效益。5、结合研究区水文地质条件及水文地质参数,利用有限元仿真软件Feflow建立研究区水文地质模型,计算得到更加精确的矿泉水可开采量,与抽水试验高度吻合,模型可靠性高。6、研究表明最优开采量呈季节性变化,枯水季开采量可取750~850m~3/d,丰水季开采量可达1500~2000m~3/d。不同季节流量均达到了四级泉标准,能够满足高温季节矿泉水需求量大、低温季节矿泉水需求量小的市场需求。
【学位单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU991;P641.8
【部分图文】：

图 2.1 研究区交通位置图Fig.2.1 Traffic Location Map of Research area究区生态环境优美，空气洁净，自然风光秀丽。1982 年被联合国教科文组没有被污染的神奇绿洲”，矿泉水补给区，径流区地处人烟稀少，植被茂境中，便于实施环境保护措施，矿泉水含水层水源埋藏深，分别来自地下 2)以及 1553m(ZK4)，水源不易污染。S1、瓦 2、ZK4 钻孔取水地段几乎和厂矿企业，无采矿权重叠，符合绥宁县矿产资源规划。建设区环境极佳闲佳所。

生态示范区、中国民间文化艺术之乡、全国双拥模范县、中国最佳文，被联合国誉为“神奇的绿洲”。塘全乡总面积 102km2,其中耕地面积 1.8 万亩，山林面积 107808 亩村，总人口 19606 人，镇政府定址官路。瓦屋是有名的林业和农业大 69.1%，境内盛产楠竹，以竹笋精制成的玉兰片享誉全国，是有名的产品远销香港、日本、东南亚等地区和国家。地形地貌区水源地在我国地势第二级阶梯与第三级阶梯分界线上的雪峰山中，为云贵高原东部边缘。研究区位于沅江与资水分水岭雪峰山脉总顶界山脉最高峰苏宝顶（海拔 1934m）约 13km。研究区地形形态东、西高，南部低，山势起伏，峰峦叠翠，溪谷幽深，古木参天，生态环境因、形态、海拔标高和相对切割深度等因素，研究区地貌为花岗岩侵形态可分为侵蚀构造中低山地貌和侵蚀堆积沟谷平原地貌两种(见图

蚀构造中低山地貌和侵蚀堆积沟谷平原地貌两种(见图 2.2、图2.3)。图 2.2 研究区典型地貌组合示意图Fig.2.2 Diagram of Typical Geomorphological Combination in Research area

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙凤娟;;浅谈分层抽水试验、注水试验在实际工作中的应用[J];林业建设;2016年01期

2 刘海兵;;多孔抽水试验在高层海景建筑勘察中的应用[J];山西建筑;2015年20期

3 田华;;对混合抽水试验曲线反常情况的涌水量计算问题[J];内蒙古煤炭经济;2007年02期

4 黄保权;钟广方;;评价矿泉水可采水量时应用模拟开采抽水试验[J];西部探矿工程;2006年01期

5 陈坤泉,张培英;模拟开采抽水试验在基岩裂隙水评价中的应用[J];矿产保护与利用;2004年05期

6 张海亮;孟红军;;水资源评价中的抽水试验[J];河南水利;2003年03期

7 高长远,张东起;开采性抽水试验用柴油发电机组应注意的问题[J];西部探矿工程;2003年05期

8 仵彦卿;抽水试验网优化设计研究[J];勘察科学技术;1994年03期

9 高崇道;抽水试验稳定时间的探讨[J];水文地质工程地质;1994年03期

10 朱伟武;间断性非稳定流抽水试验求参问题的研究[J];水文地质工程地质;1992年02期

相关会议论文 前10条

1 唐益群;赵陈鹏;朱雁飞;王建秀;潘伟强;杨坪;;地铁车站抽水试验引起的地面沉降效应分析[A];中国地质学会工程地质专业委员会2007年学术年会暨“生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集[C];2007年

2 李红飞;周科;张志宏;;非稳定流抽水试验参数计算方法浅析[A];2017煤炭安全高效绿色开采地质保障技术研讨会论文集[C];2017年

3 孔雪;许肖锋;王冬青;闫长红;余翔;;单井混合抽水试验分层计算含水层渗透系数测试研究[A];2018年全国工程地质学术年会论文集[C];2018年

4 赵春永;梅玲;党宇宁;;由淮南某矿多孔抽水试验探讨其各含水层间水力联系及水文参数的取得[A];2015地学新进展——第十三届华东六省一市地学科技论坛文集[C];2015年

5 刘立才;王理许;;变流量抽水试验水文地质参数估值及实例求解[A];北京水问题研究与实践（2011年）[C];2012年

6 张冬冬;;承压降水引起周边环境变形的数值模拟分析[A];“华东六省一市地学科技论坛”论文专辑[C];2010年

7 杨建民;孟凡宪;李梦洋;;天津地区含水层类型判别与参数分析[A];中国土木工程学会第十二届全国土力学及岩土工程学术大会论文摘要集[C];2015年

8 汪敏华;程志忠;;谢桥井田岩溶陷落柱探测浅析[A];安全高效煤矿地质保障技术及应用——中国地质学会、中国煤炭学会煤田地质专业委员会、中国煤炭工业劳动保护科学技术学会水害防治专业委员会学术年会文集[C];2007年

9 杨小峰;;锦赤铁路贫水山区水源井勘察方法的研究[A];中国铁道学会铁道工程分会工程地质与路基专业委员会第25届年会暨学术交流会论文集[C];2016年

10 张卫国;;深基坑承压含水层抽水试验及控制运行研究[A];“华东六省一市地学科技论坛”论文专辑[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 李小梦;长孝水源地抽水试验工程获批[N];济南日报;2012年

2 解伟;水环中心圆满完成5层水文地质孔分层抽水试验[N];中国矿业报;2016年

3 姚忠岭;水文领域展风采[N];中煤地质报;2011年

4 记者 严显艳;新华乡高扬程提水工程抽水试验成功[N];六盘水日报;2011年

5 赵祥兵　韩连山;济南长孝水源地工程一举两得[N];中国矿业报;2011年

6 茹喜斌;河南局四队主业取得长足进展[N];中煤地质报;2009年

7 崔建平;东煤地质人再飞巴基斯坦[N];中国矿业报;2004年

8 李国宏邋秦幸福 赵祥兵;为有源头清泉来[N];中国矿业报;2008年

9 谢兴友　王士路;山东局中标内蒙古综合煤勘工程[N];中煤地质报;2010年

10 谢兴友 孙学启;山东局一队承接千万元大项目[N];中煤地质报;2009年

相关博士学位论文 前2条

1 王文娟;基于抽水试验高精度反演水文地质参数的方法研究[D];内蒙古农业大学;2016年

2 凤蔚;松散含水层水文地质若干问题研究[D];中国地质大学(北京);2018年

相关硕士学位论文 前10条

1 唐崇峰;供水井大流量供水时地下水位动态变化特征及开采优化机制[D];西华大学;2019年

2 吕金雨;地铁三号线勘察抽水试验成果分析与评价[D];黑龙江大学;2018年

3 李森;大小口径抽水试验数据换算方法初探[D];中国地质大学(北京);2017年

4 李菲;阶梯流量抽水试验数据确定含水层参数的实例讨论[D];长安大学;2016年

5 张洁;孔隙地下水抽水试验仿真技术研究[D];南京师范大学;2016年

6 胡琴耀;曲水矿泉水文地球化学特征与水资源评价[D];东华理工大学;2016年

7 尚川川;工程降水引发的地面沉降研究[D];中国地质大学（北京）;2010年

8 吕全标;桂林毛村流域岩溶含水层水力特性的研究[D];中国地质大学(北京);2017年

9 刘慧;台兰河地下水库结构及调蓄能力研究[D];新疆农业大学;2012年

10 李豆;无网格法在地下水数值计算中的应用初探[D];中国地质大学(北京);2012年

本文编号：2833300