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第卷第期淮南矿业学院学报.№.
年月.
模型优适度辨识含水层
补给进口的原理、方法和应用
魏建德曹雅京
●, ●一御
地质系媒科院西安分院
摘要
本文阐述了一种前的研究成果一甩模型优适度寻找含冰屠主进水口位置的原理、
方法和应用。模型优适度作为衡量地下水模型场势与原型矿区场势相似拟台程度的
量度, 它凭借含水层地下水场势对源点的响应差异, 判别模型源点位置与原型源点位置
是否一致、接近或偏离。末史给出了模型优适度的计算套式。· 。和厢统
计分析方法对动态拒阵施行标准他的,\式推演过程。通过多堤模拟试验, 绘出恍适皮的
等伍线圈,为华北采矿固定含水层补给范围,进行注浆堵水,失大地降低了矿井涌
量, 在密残应用中获得初步成功。
主量词;
.垒查豆连查旦模型试验/基
分类号:.. ~
问题的提出和模型模拟原理
目前所采用的水文地质计算方法基本上可归分为两大类:①求地下水渗流数学模型
的定解问题,包括解析法和数值离散法③信息处理法,包括数理统计法,系统分析法
和模糊聚类法等。第一类计算方法所得结果的可信性取决于对地下水渗流场的物理因素
如渗流参数、含水层厚度、含水层的补给源及补给量等等的认识程度、水文地质条
件概化及边界条件的可简化程度。对于水文地质条件复杂的矿区, 由于表征地下水系统
的储水、迳流条件的水文地质参数的不规则变化和边界条件的复杂性,该方法的计算结
果往往与实际偏差较大, 尤其是用这一方法反游渗流场的流动条件时,误差更大,而且
经常出现多解。第二类计算方法的缺点是只考虑地下水漂统的补给、排泄条件,或是只
考虑流量、水位等物理量,而忽略地下水在介质中的渗流机制, 即忽略地下水流的通
道。因此, 这一类方法通常其适用于水量、水位的预报。但在当今的矿山防请水工程中
常常要求人们不仅要预测每一未来时段的矿井涌水量,而且要了解地下水在含水珐中的
流曲过程,要求找到含水层地下水流动的主要通道· 以便堵截而减少矿井涌·水量。显
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然,这两类水文地质计算方法都不能帮助人们做到这一点。
物理模型棋拟法是了解自然规律的一种常用方法。虽然由于地下水流场的规模大、
涉及因素多, 难以实现地下水流场的现场模拟, 但是可以采用根据相似履理而设计的缩
尺模型试验来了解地下水运动的基本规律。
所谓缩尺模型试验就是在实验室内进行的地下水流场模型模拟过程, 借助于室内模
型, 这样的试验可以方便地进行任意多次。其模拟条件应完垒满足相似原理的三个相似
条件, :几何相似、运动相似和动力相似。
、几何哲似要求
, 。,
即
. ;—“
其中:
, 箍告,
箍告;
—了
等表示长度,下标表示模型体系,表示原型体系, 表示体系甲的数值与
体系中对应数值的比值.
由式有:
, 。,
.
式中是面积比, ,是体积比。
运动相似是指流线和等势线组成的流阐拥似, 即要求两系统原型与模型中所有
相应点处的流向一致, 流速和加速度间的比值榻同;
, . .
且
,
对于动力相似的两个系统, 在相应时间和相应点处,作用在流体相应单元之上的力