优秀研究生学位论文题录展示

三门峡铝土矿地下水数值模拟

专 业: 水文学及水资源
关键词: 铝土矿区 地下水 矿山地下水 水文地质学 数值模拟
分类号: P641
形 态: 共 83 页 约 54,365 个字 约 2.601 M内容
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内容摘要


在众多矿山设计和开采中,地下水突涌问题一直是需要重点解决的安全问题。

三门峡铝土矿区地质构造及水文地质条件复杂,对未来采矿会产生较大的影响,尤其是位于铝土矿层之下的寒武—奥陶灰岩岩溶裂隙含水层,分布广、厚度大,岩溶裂隙较发育,具有承压性,很有可能在“天窗”部位、隔水层薄弱部位及断裂破碎、裂隙发育部位,以突水形式进入矿坑,水量大且不易疏干,给矿山开采造成重大威胁。

因此,非常有必要对该含水系统的的水文地质特性进行更为精确的评价,为铝土矿安全开采及地下水防治提供可靠的依据。

本文在深化认识矿区断裂构造、岩溶发育对地下水富集与运移影响的基础上,以段村—雷沟寒武—奥陶系灰岩岩溶裂隙含水系统为研究对象,面积约156Km2,对其水文地质条件进行概化,建立地下水流数学模型,采用Visual Modflow有限差分方法模拟地下水位和涌水量,并结合抽水试验地下水位观测资料和PEST自动拟合程序对该模型进行校正和参数反演,以确认其准确性与可靠度。

最后,利用校正后的数学模型预测井下采矿设计水平地下水疏干的水位和矿区涌水量变化。

研究表明:

矿区由西至东构造形态从简单到复杂,岩溶发育程度变强,形成地下水的补给、径流、排泄带,尤其沿北涧河下洪阳两侧断层和岩溶特别发育,成为强径流带,富水性较大。

数值模拟结果显示矿区岩溶系统在自然条件下地下水资源呈正均衡,均衡差为24655.81m3\d,但段村—雷沟矿段内地下水呈负均衡,造成局部水位呈下降趋势,变化幅度不大,0.5~10m:

人工开采量占总排泄量的66.04%,成为地下水排泄的主要方式;大气降水占总补给量的88.7%;在段村420m—雷沟330m的疏干水平下,丰水年的正常涌水量为27930m3\d,最大涌水量为34075m3\d;平水年的正常涌水量为22678m3\d,最大涌水量为28548m3\d;枯水年的正常涌水量为17409m3\d,最大涌水量为22632m3\d,与其他计算方法相比更符合实际。

通过本次研究为矿山开采制订地下水疏排方案提供了可靠支持,同时也利于促进研究区多种水资源的综合利用。

在理论和实践上都具有重大的意义..……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 引言
1.1研究背景与目的
1.1.1课题来源
1.1.2铝土矿地下开采现状及前景
1.1.3国内外矿山防治水技术
1.1.4研究目的与意义
1.2研究现状
1.2.2矿区主要特征
1.2.3存在的主要问题
1.3地下水数值模拟及涌水量预测研究进展
1.3.1矿坑涌水量预测方法
1.3.2地下水数值模拟发展历史
1.3.3地下水数值模拟发展动态
1.4研究内容与技术路线
1.4.1研究内容
1.4.2技术路线
第2章 区域地质及水文地质概况
2.1自然地理概况
2.1.1地形地貌
2.1.2气候
2.1.3地表水系
2.2区域地质概述
2.2.1主要构造体系
2.2.2构造成因分析
2.3区域水文地质概况
2.3.1含水岩组划分及富水性
2.3.2地下水补给、径流与排泄条件
2.3.3岩溶水文地质单元
第3章 矿区地质及水文地质条件
3.1矿区地层
3.2矿区岩溶水系统
3.3.1岩溶水系统(泉域)概念
3.3.2龙涧泉岩溶水系统
3.3.3地下水动态
3.4寒武—奥陶系灰岩岩溶含水系统
3.4.1含水层
3.4.2隔水层
3.4.3地下水与矿体关系
本章小结
第4章 岩溶地下水富集与运移规律
4.1构造控水
4.1.1矿区总体控水情况
4.1.2断层构造的导水性
4.2岩溶控水
4.2.1岩溶发育形态
4.2.2岩溶发育规律
4.2.3岩溶控水特征
本章小结
第5章 岩溶地下水数值模拟
5.1水文地质概念模型
5.1.1含水层结构概化
5.1.2边界条件的确定
5.1.3源汇项计算
5.2数学模型原理
5.2.1 MODFLOW简介
5.2.2 MODFLOW的数学原理
5.2.3 MODFLOW的程序结构
5.2.4计算单元及边界条件处理
5.2.5均衡计算
5.2.6适用性分析
5.3数学模型的建立
5.3.1空间离散
5.3.2模型参数分区
5.3.3模型识别
5.4模型分析
5.4.1地下水流场分析
5.4.2地下水动态分析
5.4.3地下水均衡分析
本章小结
第6章 矿坑涌水量预测
6.1数值计算方法
6.1.1定水头疏干
6.1.2涌水量计算
6.2其他计算方法
6.2.1解析法
6.2.2水文地质比拟法
6.2.3水均衡法
6.3对比分析
本章小结
第7章 结论与展望
7.1主要结论
7.2研究展望
参考文献

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中图分类: > P641 > 天文学、地球科学 > 水文地质学与工程地质学 > 水文地质学(地下水水文学)

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