由井水位对气压和潮汐的响应反演含水层参数

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:shibalian
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含水层的渗透性及结构特性在构造活动及人为因素影响下有可能发生变化,然而传统的抽水/注水试验方法无法进行含水层参数的连续获取,因而无法连续监测含水层的渗透性及结构变化。许多研究表明,地下水受固体潮和气压作用下能产生明显的周期性信号,从而可用于连续含水层参数的连续获取。这类方法对于获取一些特殊场地的含水层的参数具有重要的理论和现实意义。本文分别选取位于核废料处置场预选区(阿拉善井)和煤矿开采区(J6井)的地下水监测井为研究对象,通过收集水位、气压等观测数据,对两口井记录到的潮汐和气压效应进行分析。基于不同的潮汐响应和气压响应模型,分别获取两个井的含水层水力参数及弹性参数,得到的认识如下:(1)综合潮汐因子和潮汐振幅两种反演方法,计算的J6井含水层的储水率范围为2.49×10-61/m~1.25×10-51/m,阿拉善井含水层的储水率范围为1×10-61/m~5.4×10-61/m。(2)潮汐分析结果表明,J6井和阿拉善井的M2波的相位滞后均为正值,基于潮汐作用下的垂向流模型获得的两口井所在含水层的导水系数随时间演化表明:J6井含水层导水系数的随时间为先增加,而后恢复到原来的水平,表明煤矿的开采对含水层产生了扰动。阿拉善井所在含水层的导水系数则表现为周期性的波动(变化范围为1~7m2/d),其周期性波动可能与井孔所在含水层的地下水径流的变化有关。(3)在四种方法估算含水层的气压效率基础上,进一步计算出了两口井所在含水层的孔隙度、Skempton系数、含水层基岩的压缩系数。结果表明,气压效率方法估算的Skempton系数较为合理,所得的孔隙度比实测值小,而压缩系数与实测值之间差一个量级。总的来说,基于潮汐和气压响应的方法对于在一些特定区域的含水层介质的连续监测具有一定的参考价值,在未来相关的工作中应该予以重视。
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