地下水动态与均衡的研究,对发展水文地质的基本理论和解决生产实际问题都有着重要意义。没有地下水动态与均衡的研究就不能全面和深入地阐明研究区的水文地质条件,也不能可靠地评价研究区的水质和水量。因此,在各种目的的水文地质勘探中,都规定进行一定时期的地下水长期观测,以便进行地下水动态与均衡的研究。近年来,国内外对地下水动态均衡的研究都很重视,发展迅速。......
2023-09-18
水文地质勘察方法水均衡法
【摘要】：11.6.4.3 实例湖南某金属矿位于珠江和湘江流域分水岭地段的大型溶蚀洼地分布区。
11.6.4.1 应用条件
水均衡法仅用于地下水运动为非达西流且水均衡条件简单的充水矿床,主要包括以下两种类型的矿床[12]:
(1)位于分水岭地段,地下水位以上的矿床。
(2)岩溶地下河或岩溶管道充水矿床。
很明显,上述两种类型的矿床,无法用抽水试验求参,难以根据地下水动力学原理进行矿坑涌水量预测,同时,岩溶管道形状多变,组合复杂,也不适应管渠水力学的应用条件,因此,上述充水矿床一般只能采用水均衡法解决实际问题。
11.6.4.2 计算方法
由于岩溶地下河或岩溶管道位于分水岭地段的充水矿床的坑道涌水量与降水直接相关,因此降水量及其入渗条件必然成为预测模型的主要均衡要素;实际中,可以从不同角度评价降水的入渗条件,因此水均衡公式繁多。
1.正常涌水量预测
(1)降水入渗系数法:
式中:Q为矿坑正常涌水量,m3/d;X为年均降水量,mm/a;F为矿坑汇水补给面积,km2;α为降雨入渗系数。
(2)地下径流模数法:
式中:Q为矿坑正常涌水量,m3/d;M为地下水径流模数,L/(s·km2);F为地下水汇水补给面积,km2。
(3)泉水流量法:当地下水以泉的形式集中排泄于地表,流出矿区时,泉水流量表征矿区范围内岩溶水水平循环带与季节变动带的动储量,故矿坑涌水量即等于矿区泉水总流量。
应用泉水流量法的前提,必须是矿区地下水以泉水作为主要排泄形式。因此,必须调查泉水的形成机理及其补给范围,其径流深度与矿坑的开采范围开采深度是否一致,当不完全一致时,可采用以泉水流量法为主的综合评价法,即对泉水循环带以下的地下径流补给量的估算,必须结合其他方法(如解析法)进行,以弥补泉水流量法的不完整性。
2.最大涌水量预测方法
(1)暴雨峰期系数法。矿坑最大涌水量受多年一遇的暴雨强度及其补给条件控制,因此最大涌水量的预测,常以多年一遇的最大暴雨强度的补给量作为依据。暴雨峰期系数法计算公式为:
式中:Qmax为多年最大涌水量,m3/h;F为补给区汇水面积,km2;X为峰期旋回降水量,mm;f为入渗系数,%;t为峰期持续时间,h;ψ为峰期系数,%,是指峰期涌水量占矿坑涌水量的百分数,与最大降水旋回的选择与该降水旋回峰期时间的确定有关;103为换算系数。
(2)岩溶地下河或岩溶管道充水系数法:
式中:Qmax为矿坑最大涌水量,m3/h;F为岩溶地下河或岩溶管道汇水面积,km2;X为暴雨强度,mm/h;f为入渗系数,%;ψ为岩溶地下河或岩溶管道充水系数,%;103为换算系数。
岩溶地下河或岩溶管道充水系数ψ为灌入矿坑涌水量(Q充)与岩溶地下河流量(Q暗)的比值,即ψ=Q充/Q暗。ψ可根据老窖或邻近水文地质条件相似的生产矿井观测资料分析确定,一般为20%～50%。也可通过岩溶地下河或岩溶管道储存量的测定,结合对充水条件的分析得到:
式中:Q进为岩溶地下河进口处流量,m3/d;Q出为岩溶地下河或岩溶管道出口处流量,m3/d。
此外,水均衡法还常用于小型封闭集水盆地、第四系堆积物覆盖下的露天矿坑涌水量预测。这类矿区的地下水形成条件极为简单,其单位时间内进入未来采矿场的地下水主要由两部分组成,即由采矿场及其疏干漏斗范围内消耗储存量(Q1)和采矿场内降水量、集水面积内降水的渗入补给量(Q2)组成。因此,采矿场疏干条件下的总均衡式可写成:
最后必须指出,由于水均衡法能在查明有保证的补给源情况下确定出矿床充水的极限涌水量,因此可作为论证其他计算方法成果质量的一种依据。这种论证性的计算有时是非常有意义的。
11.6.4.3 实例
湖南某金属矿位于珠江和湘江流域分水岭地段的大型溶蚀洼地分布区。矿体赋存于上泥盆系灰岩中。境内地下岩溶地下河或岩溶管道分布在当地侵蚀基准面(455m标高)以上的550m、535m、480m三个高程上,构成矿床充水的主要通道。为高位岩溶地下河或岩溶管道顶板直接充水[97]。
矿床充水的主要特点是:在枯水期与平水期,岩溶地下河或岩溶管道一般排泄地下水,具明渠流态的特点。在洪水期,岩溶地下河或岩溶管道补给地下水,具管道流态特征,但其水的动态受大气降水量和降水强度影响,具明渠流动态特征。矿坑涌水量以瞬时涌水为主,雨后数小时内矿坑涌水暴涨暴落。矿坑涌水强度主要与岩溶地下河或岩溶管道的汇水面积、降水强度、岩溶地下河或岩溶管道的断面及连通性有关。该矿运用式(11-27)计算出多年(10～20年出现一次)最大和年内最大涌水量,见表11-13。
表11-13 湖南某矿涌水量特征表(据 李正根,1980)
有关水文地质勘察（第2版）的文章
- 详细阅读
-
地下水均衡方程详解-水文地质勘察详细阅读
地下水的均衡包括水均衡、盐均衡和热均衡三个方面[1]。对于不同条件的均衡区及同一均衡区的不同时间段,均衡方程的组成项可能会增加或减少。在典型的干旱半干旱平原地区,天然状态下潜水的多年均衡方程式为[1]:即降水与地表水的渗入补给潜水的水量全部消耗于蒸发。分析上述各水量均衡方程,可以清楚地看到,一切水量均衡方程均由三部分组成,即均衡期内储水量的变化量、地下水系统的补给量和消耗量。......
2023-09-18
-
水文地质勘察：逐点求参法的应用详细阅读
5.7.3.1 逐点求参法对于一维稳定流场瞬时注入示踪剂的二维弥散试验,其弥散系数可按下两式求得[10]:式中:u为地下水的实际流速,m/h;C1为t1时刻减去背景值后的示踪剂的浓度,g/L;C2为t2时刻减去背景值后的示踪剂的浓度,g/L。......
2023-09-18
- 详细阅读
-
水文地质测绘主要调查内容-水文地质勘察详细阅读
区域地下水补给、径流、排泄等水文地质条件。初步查明区内地下水化学特征及其形成条件。初步查明地下水的污染范围、程度与污染途径。测定地表水体的规模、水位、流量、流速、水质和水温,查明地表水和地下水的补排关系。调查地下水、地表水开采利用状况;搜集水文气象资料,综合分析区域水文地质条件,对地下水资源及其开采条件进行评价。......
2023-09-18
-
水文地质勘察矿区测绘详细阅读
表11-6矿区水文地质测绘的内容及方法11.5.1.3 实例湖南茶陵排前铁矿矿区的东、南、西三面被中高山环绕,北面临米江,地貌上构成一个向北开阔的箕形盆地。......
2023-09-18
-
测绘精度要求水文地质勘察详细阅读
测绘精度的要求,主要是以图幅上单位面积内的观测点数量以及在图上描绘的精确度来反映。为了达到所规定的精度要求,一般在野外测绘填图时,采用比例尺较提交的成果图大一级的地形图为填图的底图,如要进行1∶5万比例尺的水文地质测绘时,可采用1∶2.5万比例尺的地形图作为外作业的底图。......
2023-09-18
-
库区浸没水文地质勘察-水文地质勘察详细阅读
拟建库区的浸没的水文地质勘察应分阶段进行,根据GB 50287—1999《水利水电工程地质勘察规范》规定,各阶段的勘察要求如下。当水库可能存在浸没时,应以水文地质测绘为主。当库区周围存在浸没威胁时,应进行水文地质测绘,其比例尺可选用1∶50000～1∶10000。可能发生浸没的地段应利用已有钻孔和水井进行地下水位观测。......
2023-09-18
相关推荐