论文部分内容阅读
随着人们生活品质的日益提高,以及国家“水十条”的出台,优质矿泉水日渐成为稀缺资源。如何科学有效开采矿泉水资源既是科学问题也是技术问题。从学科范畴来讲,矿泉水供水井优化开采属于水利工程学科中的水文地质问题。对于一个矿泉水水源地,供水井大流量条件下的优化开采,一直制约着矿泉水大型生产企业的产能,这也是水文地质研究的热点问题之一。本文以湖南绥宁县瓦屋塘优质矿泉水水源地为研究对象,在水文地质条件分析的基础上,现场进行开采性抽水试验,获得供水井大流量供水时地下水位动态变化特征,并以此开展开采优化机制研究,研究成果可以直接为伊利集团矿泉水大型开发提供科学依据。本论文的主要成果如下:1、通过收集资料、分类整理、现场勘探调查、研究区域出露泉点流量监测、前期钻孔、简易抽水试验、生产性大流量非稳定流抽水试验、抽水试验数据整理分析计算拟合得到研究区水文地质参数。2、在对大量抽水试验数据分析的基础上获得了研究区渗透率K为0.454~1.2m/d、导水系数T为15.3~41.8m~2/d、含水层厚度M为27~78.8m、贮水系数(亦称储水系数、释水系数)?为0.094~0.535m/d、影响半径R(亦称降落漏斗)为12~510m等水文地质参数和S-t、Q-t等一系列抽水历时曲线。得到抽水试验期间地下水位随时间的动态变化特征。3、进一步揭露了研究区地下矿泉水动态Q-S曲线特征,并利用最小二乘法对Q-S曲线进行了拟合分析,得出Q-S关系方程:Q=342.18237+77.21498s-2.35102s~2(W2井),Q=3475.63902-138.65221s+1.79326s~2(S1井)。该方程对地下水位降深、出水量具有预测指导作用。4、本项目在生产井上进行了大流量非稳定流抽水试验(计算水文地质参数常采用此法,试验操作便捷、适用于各种情况下的水文地质参数测定)、突变型抽水试验、衰减型抽水试验三种不同工况的抽水试验,探究最佳开采优化机制。对三种试验工况数据整理分析绘制各种历史曲线和Q-S曲线,通过分析曲线特征得知:降深24m时稳定出水量824.7m~3/d,降深40m时S1井稳定出水量约900m~3/d,突变型、衰减型抽水工况与试验达到稳定流抽水工况相比,经过计算,在相同抽水时间内,能获得更多的矿泉水水量。衰减型抽水试验工况为最佳开采优化方案。该方案不仅能避免产生扰动影响地层井孔稳定性,而且有利于地下矿泉水恢复不破坏地下水动态平衡,不产生过大降落漏斗,从而避免地面塌陷、沉降等地质灾害,还能获得优于普通稳定流抽水的出水量及更多的社会经济效益。5、结合研究区水文地质条件及水文地质参数,利用有限元仿真软件Feflow建立研究区水文地质模型,计算得到更加精确的矿泉水可开采量,与抽水试验高度吻合,模型可靠性高。6、研究表明最优开采量呈季节性变化,枯水季开采量可取750~850m~3/d,丰水季开采量可达1500~2000m~3/d。不同季节流量均达到了四级泉标准,能够满足高温季节矿泉水需求量大、低温季节矿泉水需求量小的市场需求。