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请问一下,如何对一个矿井从建井到生产到关闭的地下水流场演化进行模拟,需要考虑哪些方面,哪些数据,谢谢

提问者认为标题已经详细的描述了问题的所有要点,
所以没有再添加更多内容。

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学习平台 提出于2019-11-12 16:07
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建井-生产-关闭3个阶段矿井分别将经历井巷工程建设涌水、回采工作面采空区涌水、涌水淹没矿井3个阶段。因此,建模的过程中首先要明确建模周期需达到矿井服务周期,建设阶段井巷工程对含水层扰动小,主要考虑井巷工程所在的地层和煤层中出水情况,回采阶段主要考虑裂隙带扰动含水层疏水情况,闭坑阶段主要考虑含水层水通过各种导水通道进入矿井的地下水回升阶段。

具体数据需要不同阶段涌水量,出水位置、水位观测资料,对于浅埋煤层受大气降水影响大的还需考虑降水、蒸发、地表水体入渗等。

发布于 2019-11-21 15:58
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  迄今为止,地下水系统理论与方法在其推广应用过程中存在如下问题:

  (1)无论国内还是国外,还未建立一整套便于掌握与应用的地下水流动系统分析问题方法,能够掌握和应用地下水流动系统理论与方法,并用来解决实际问题的还不多见;

  (2)地下水(流动)系统的理论与方法的内涵尚未被大多数水文地质工作者充分理解,造成未能将其作为真正的水文地质分析工具;

  (3)地下水流动系统理论与方法适用领域十分广阔,无论国际还是国内,都还没有充分开发其潜力,未能充分发掘其理论与方法内涵,并没有意识到这是一种崭新的水文地质分析工具;

  (4)能够刻画流动系统的软件开发不够。依据Toth理论所分析的局部、中间和区域流动系统,流动系统划分多停留在以地形和含水介质场为主要研究目标,未能揭示其在地史进程中的形成演化过程,而忽视了不同外生成因水(渗入水和沉积水、重力水和压实水)之间是循环转化的,均以重力水视之,不能揭示不同类型水的迁移转化过程。目前,地下水流动系统研究趋势主要集中在:介质的非均质性及由此产生的参数的尺度效应对地下水流动系统细致刻画的影响;微观和宏观不同尺度的地下水流动系统特征层次分析;尽可能多的信息提取与数值模拟技术的耦合来定量刻画地下水流动系统;将决定地下水流动系统模式的参数系统化;地下水渗流场的三维可视化。

  用数值方法模拟地下水流问题,是一种近似解。对建立的各种数学模型,目前常用的计算方法是有限元和有限差分法。

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  各种软件所实现的功能的侧重点不同,大体上可分为两类,即地下水流动模拟软件和地下水溶质运移模拟软件。

  我国地下水数值模拟起步较晚,开始于20世纪70年代。自1973年以来在地下水的数值模拟方面发展很快,它的应用已遍及与地下水有关的各个领域和各个产业部门。可以解决的问题有:水资源评价问题(包括供水、排水、水利等各类问题中的地下水水位或压强预报和水量计算等);地下水污染问题,水岩作用和生物降解作用的模拟;非饱和带水分和盐分运移问题:海水入侵、高浓度咸水/卤水入侵问题:热量运移和含水层贮能问题;地下水管理与合理开发、并渠合理布局和渠道渗漏问题;地下水一地面水联合评价调度问题:地面沉降问题:参数的确定问题。在已有模型中,大部分(估计在90%左右,甚至有可能超过)是预报模型,用来预测水流、污染物、热量、地面变化的时空变化,包括水资源(水量)评价、矿山涌水量、渠系及水库渗漏量预测等。在这些模型中以水流模型为主(80年代早期以前基本上是清一色的水流模型),溶质运移模型次之,其它几类模型占的比例很少。水流模型有饱和的、非饱和的、饱和一非饱和的、地下水一地表水联合等几类,以饱和带模型为主。

  近年来,我国逐步开发并引进了许多先进的地下水模拟软件。主要表现在可视化专业软件系统的开发,其中又以基于地理信息系统(GIS)具有地下水模拟功能的地下水信息系统的研制为热点。武强等研究开发了以Maplnfo.为平台的塔里木盆地地下水资源管理地理信息系统;邢毅等建立了南方某城市的GIS城市地下水管理模型;魏加华等探讨了利用OpenGL技术实现含水层三维可视化的原理和方法,基于地下水数值模型的有限元三角网格和含水层顶底板信息,构建含水层三维实体模型,并将地下水数值模型计算结果通过三维表面动画的形式进行动态显示,进而开发了基于GIS、具有地下水模拟功能的地下水信息系统。将集成系统应用于北京市密云怀柔顺义盆地的地下水评价中。

  目前,国内利用数值模拟软件进行地下水模拟的例子多数应用VisuaModflow。VisualModflow良好的模拟效果得到大家的认可。而现在GMS(Groundwater Modeling System)综合软件,它将地下水数值模拟软件综合连接起来,实现建模、输入和修改各类水文地质参数与几何参数、运行模型、反演校正参数及显示输出结果一体化设计,使整个过程从头到尾系统化、规范化。

来源:胡艳卉.矿井地下水流场数值模拟及其应用研究

发布于 2019-11-15 09:22
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