天津市宁河北水源地渗透系数与最优开采方案研究

论文摘要

随着改革开放和经济建设的发展,天津市对水资源的需求日益增加。建设宁河北地下水源地,作为天津经济技术开发区的供水水源,是天津市重点工程项目之一。城市大型水源地的建设,在水量和水质满足要求的情况下,还应该经济合理地开采。宁河北水源地位于天津市宁河县北部及河北省丰润县南部,地处燕山南侧的车轴山向斜内,地下含水层由奥陶系灰岩组成。奥陶系灰岩的分布面积 547.32km2,有效厚度约 400 m,呈北东走向的向斜展布,顶界埋深在西南部深,往东北方向逐渐变浅,在车轴山处出露地表。灰岩含水层富水性强,单井出水量1500-10000 m3/d。渗透系数（K）是含水层重要的水文地质参数之一,本文对研究区 9 个单井及孔组抽水试验资料整理分析,认为该抽水试验为承压含水层完整井稳定流定流量单孔（带观测孔）抽水试验。在此基础上分别采用裘布衣公式法、坡度法求含水层的渗透系数 K。最后将计算结果与前人研究和实际情况对比,认为渗透系数K 为 20 m/d 符合研究区的岩性。利用求得的渗透系数计算各井单独抽水时各井水位之间的相互影响（干扰）程度。最后,以开采量作为决策变量建立目标函数,以水位降深为约束条件,建立地下水开采管理模型,利用单纯形法求解该线型规划模型得到最优解。在水量满足 10 万 m3/d 的情况下,在考虑了水源地开采井布局及用水需要的前提下,提出了两种优化方案供作参考。一种是以 15 口井的开采量为决策变量建立的模型,该模型的求解结果是同时开采 1,3,4,5,6,7,8,10,11,14,15 等 11 口井,各井的开采量依次为8317.39、7728.83、2893.22 、13971.93、13683.91、3030.55、3020.67、15652.94、4433.44、21815.74、5451.79 m3/d;另一种是选取其中的 9口井的开采量为决策变量建立的模型,该模型的求解结果是同时开采 1,3,5,6,9,10,14,15 等 8 口井,各井的开采量依次为 9543.98、8271.25、15680.08、14263.72、7614.34、16591.02、22080.07、5955.55 m3/d。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 选题目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 利用抽水试验资料求水文地质参数
• 1.2.2 地下水资源管理
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究方法
• 第二章 自然地理及地下水资源开发利用现状
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 交通位置
• 2.1.2 自然经济
• 2.1.3 气象水文
• 2.1.4 地形地貌
• 2.2 地下水资源开发利用现状
• 2.2.1 丰润区地下水资源开发利用现状
• 2.2.2 工作区地下水资源开发利用现状
• 2.3 本章小结
• 第三章 区域地质
• 3.1 构造
• 3.1.1 褶皱
• 3.1.2 断裂
• 3.2 地层
• 3.3 本章小结
• 第四章 区域水文地质
• 4.1 系统边界及模式
• 4.2 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层组埋藏条件、特征及隔水层
• 4.3 岩溶裂隙地下水补给、径流和排泄条件
• 4.4 水源地水文地质条件分析
• 4.4.1 奥陶系灰岩岩溶裂隙水
• 4.4.2 勘探抽水试验及揭示的水文地质条件
• 4.5 地下水渗流场及动态特征
• 4.6 岩溶裂隙水水化学特征及裂隙特征
• 4.7 本章小结
• 第五章 抽水试验数据的整理与分析
• 5.1 抽水试验概述
• 5.2 抽水试验方案
• 5.2.1 目的与要求
• 5.2.2 开采性抽水试验方案
• 5.2.3 单井及孔组抽水试验方案
• 5.3 抽水试验区概述
• 5.4 抽水试验资料的初步整理与分析
• 5.4.1 水源地群孔抽水期间水位变化特征
• 5.4.2 开采性抽水试验概述
• 5.4.3 孔组抽水试验数据的初步整理
• 5.4.4 三维流和紊流的分析与判别
• 5.5 渗透系数 K 的确定
• 5.6 本章小结
• 第六章 最优开采方案
• 6.1 地下水资源管理模型概述
• 6.2 建立地下水管理模型
• 6.3 优化方案
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论
• 致 谢
• 参考文献
• 个人简历