渗流井取水物理模拟试验分析

《渗流井取水物理模拟试验分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要渗流井取水工程是利用天然河床砂砾石层的净化作用，将地表河水转化为地下水，以获得水资源的工程，且以其高产、低耗能、供水成本相对较低等优势得到了人们的认可，该工程在干旱半干旱地区作用尤为突出。本文依托国家自然科学基金项目(40972154)“非管井集水建筑物取水机理的物理模拟及计算模型研究”，通过渗流井取水砂槽物理模拟试验，进一步开展渗流井取水影响因素研究，检验现有改进渗流井取水计算模型的正确性和适用性。对于在西部干旱半干旱地区指导实际渗流井取水工程的勘探设计有着积极的理论指导意义。本次渗流井取水砂槽物理模拟试验，共设计了18种试验方案，其中包含了两种河流类型，每种河流类型包括三种硐室

2、埋深，每种硐室埋深包括三种竖井降深。根据18种试验方案所得结果，总结了影响模拟试验渗流井取水的主要因素及渗流场特征，并在“渗流－管流耦合模型”理论的指导下，利用改进渗流井取水计算模型，对砂槽物理模拟试验进行了数值模拟，通过拟合渗流井出水量，反演了试验中含水层的渗透系数以及河流渗漏补给能力C值，从而检验了改进渗流井取水计算模型的正确性和适用性。在硐室埋深分别为最小、中等、最大埋深情况下，河流渗漏补给能力强时，反演得到的含222水层渗透系数K分别为65m/d、63m/d、56m/d，C值分别为6m/d、5.8m/d、6.5m/d；河流渗漏补给能力弱时，反演得到的含水层渗透系数K分别为65m

3、/d、60m/d、62m/d，222C值分别为1m/d、1.2m/d、0.9m/d。对比数值模拟计算的出水量与试验实测的出水量结果，可知拟合情况很好。证明了所选用的改进渗流井取水计算模型的可靠性，能够用来模拟计算渗流井出水量及描述渗流场特征。在验证了改进渗流井取水模型在饱和渗流下有效可靠的基础上，对影响渗流井取水的因素做了进一步定量研究，主要得到以下结论：随着渗流井硐室埋深逐渐减小，渗流井的出水量逐渐增大；含水层渗透性能越强渗流井出水量越大；竖井降深与渗流井的出水量基本成正比，但竖井降深过大，使得渗流井取水效率降低；随着河流的渗漏补给能力的增强，渗流井的出水量逐渐增大，在特定的取水条件

4、下，当河流的渗漏补给能力增强到一定程度后，河流可以处理为第一类水头边界。此时渗流井的出水量主要受竖井降深、含水层渗透系数、硐室埋深等因素的共同影响。关键词：渗流井；物理模拟试验；渗流－管流耦合模型；数值模拟；改进计算模型；影响因素iiiAbstractHorizontalseepagewellisacomplexconstructionwhichisusedtoacquirerelativelycleanwaterthathasbeenfilteredthroughnaturalalluvialdepositsinariverbedanditshigh-yield,lowenergyc

5、onsumption,lowwater-supplycostandotheradvantageshavebeenrecognizedbypeople,theprojectinthearidandsemi-aridregionsisaparticularlyprominentrole.ThisthesisreliesontheNationalNaturalScienceFoundationofChina(40972154)“Studyoncalculationmodelandphysicalmodelingofnon-casting-wellgroundwater-collectings

6、tructureworkingmechanism”.Throughthesandtankphysicalsimulationofhorizontalseepagewellpumping,furtherstudyontheinfluencingfactorsofhorizontalseepagewellpumpinghadbeendone,andcorrectnessandapplicabilityofthemodifiedcalculationmodelforgroundwaterflowingtohorizontalseepagewellshadbeeninspected.Ithad

7、apositiveandtheoreticalsignificance.toguidetheexplorationanddesignfortheactualprojectofhorizontalseepagewellinthewesternaridandsemiaridareas.Thephysicalsimulationofthehorizontalseepagewellpumpingdesignedeighteenkindsofhorizo