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賀州市花崗巖稀土礦區(qū)地下水流場(chǎng)數(shù)值模擬

2022-06-26 04:47黎容伶
世界有色金屬 2022年4期
關(guān)鍵詞:流場(chǎng)花崗巖分區(qū)

賀州市花崗巖稀土礦區(qū)位于廣西賀州市鐘山縣花山,是廣西賀州市唯一一處大型稀土礦床。研究區(qū)域面積較大,資料不齊全,水文地質(zhì)條件復(fù)雜,要準(zhǔn)確掌握地下水與地表水之間的水力聯(lián)系和地下水的流動(dòng)規(guī)律是十分困難的,數(shù)值模擬軟件的誕生為解決這一問題提供了很好的幫助,模擬軟件(GMS)中的MODFLOW程序包能方便、快捷、準(zhǔn)確地進(jìn)行地下水流場(chǎng)模擬。從而正確的反應(yīng)地下水動(dòng)態(tài)變化的特征,判斷污染物遷移方向,為花崗巖地區(qū)礦山開采地下水保護(hù)與防治提供科學(xué)指導(dǎo);還能為后續(xù)的“溶質(zhì)運(yùn)移模擬”

提供水文地質(zhì)參數(shù)和分區(qū)參考。

在模擬過程中對(duì)比發(fā)現(xiàn):分單元單獨(dú)模擬的結(jié)果較整個(gè)區(qū)域模擬精確,但過程復(fù)雜,工作量大,需重復(fù)多次模擬工作,耗時(shí)長(zhǎng),最后還需要將各單元模擬結(jié)果拼接才可以進(jìn)行區(qū)域流場(chǎng)分析與評(píng)價(jià);而整個(gè)區(qū)域一起模擬工作量較小,方法簡(jiǎn)便快捷,模擬結(jié)果與實(shí)際情況吻合,且相差不大,同時(shí),還能更為直觀地了解和把握研究區(qū)地下水流動(dòng)的整體變化規(guī)律,直接分析預(yù)測(cè)各擬選車間污染物遷移方向。

自習(xí)課上,教室里一片沙沙的寫字聲。教學(xué)樓旁的生物園里,鳥兒的叫聲異常嘹亮,似乎穿透了白云,直飛向藍(lán)天深處。

因此,建議今后在花崗巖地區(qū)

進(jìn)行地下水?dāng)?shù)值模擬時(shí)優(yōu)先考慮整體模擬;在多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元共同存在的非花崗巖地區(qū)的研究區(qū),也可以優(yōu)先考慮此法。

1 研究區(qū)的環(huán)境地質(zhì)特征

1.1 氣象水文

研究區(qū)位于北回歸線稍北,地處中低緯度,同時(shí)兼有熱帶與亞熱帶季風(fēng)氣候特征,主要表現(xiàn)為大陸性氣候,一年四季分明。夏長(zhǎng)春短,夏洪秋旱,春遲秋早,冬干春濕。年平均日照1628.8小時(shí),無霜期322天。歷年平均氣溫為19.9℃,年極端高氣溫為39.5℃,年極端低氣溫為-4.0℃。多年平均降雨量1738.7mm,年降雨量最大達(dá)2327.1mm,最小為1010.6mm。5~9月為豐水期,總降雨量占全年的66.6%;平水期為10月及第二年的3、4月份;枯水期則為11、12月及第二年的1、2月份,其中降雨量最小的是12月份。

要根據(jù)入學(xué)季、畢業(yè)季不同時(shí)間段的不同特點(diǎn)和讀者對(duì)文獻(xiàn)信息的不同需求,提供不同的信息服務(wù)。如果以往做過類似的分類服務(wù),就需要對(duì)以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,根據(jù)受眾面、滿意度等適時(shí)進(jìn)行調(diào)整相關(guān)服務(wù),爭(zhēng)取各類服務(wù)做得更好。若以往沒有做過,就要從現(xiàn)在開始注意留意這方面的數(shù)據(jù)、資料、方案,為以后更好的開展類似服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

根據(jù)研究區(qū)各個(gè)水文地質(zhì)單元的長(zhǎng)期水位監(jiān)測(cè)值進(jìn)行反演模擬,得到各水文地質(zhì)參數(shù)如下:①各單元包氣帶的入滲系數(shù)值及分區(qū)情況:按照區(qū)域水文地質(zhì)普查資料,并參照鄰近地區(qū)取值經(jīng)驗(yàn):中生代花崗巖地區(qū)降雨入滲系數(shù)α取0.21m/d~0.29m/d。同時(shí)還考慮到研究區(qū)的地貌為丘陵地區(qū),山勢(shì)陡峻,降雨量大時(shí),雨水大多直接順山勢(shì)下流至溝谷,因此豐水期和平水期的入滲系數(shù)均較枯水期的少一些。最后經(jīng)過數(shù)值擬合所得的降雨入滲系數(shù)α為0.17m/d~0.24m/d。②各單元含水介質(zhì)的滲透系數(shù)(k)分區(qū):模擬時(shí),參考了水文地質(zhì)普查報(bào)告所提供的經(jīng)驗(yàn)值和地層巖性進(jìn)行初步分區(qū),并根據(jù)研究區(qū)花崗巖風(fēng)化程度、滲水試驗(yàn)和抽水試驗(yàn)結(jié)果對(duì)各區(qū)設(shè)定初始值,最后再對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,使模型檢測(cè)孔水位與實(shí)測(cè)水位相吻合,最后的滲透系數(shù)(k)為0.003m/d~3.200m/d。

1.2 地形地貌

2.1.3 模擬結(jié)果

1.3 地層巖性

研究區(qū)內(nèi)的地層有耕土(Q

);沖洪積層(Q

);坡-殘積層(Q

),巖性為粉質(zhì)黏土;全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化和微風(fēng)化花崗巖,花崗巖的類別分別為中生代花崗巖(γ

)、印支期花崗巖(λδ

)和花崗巖體之補(bǔ)充侵入體(γ

);微風(fēng)化大理巖(D)。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)內(nèi)大部分為花崗巖侵入體,僅東南角有少量圍巖出現(xiàn),圍巖呈小背斜狀,斷裂構(gòu)造則出現(xiàn)在研究區(qū)范圍之外。

1.5 水文地質(zhì)條件

按含水介質(zhì)分,研究區(qū)內(nèi)的地下水類型有第四系松散巖類孔隙水、花崗巖風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水兩種。①第四系松散巖類孔隙水:主要分布于思勤江兩岸一級(jí)階地及河漫灘沖洪積層及更新統(tǒng)黏土礫石層或砂礫石層內(nèi),該類型的地下水位埋藏較淺,水量豐富。②花崗巖風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水:多分布于山區(qū)山嶺之中。研究區(qū)內(nèi)泉眼眾多,花崗巖風(fēng)化裂隙水經(jīng)常流出成泉狀,本次調(diào)查了14處泉點(diǎn),泉水流量多在0.1L/s~0.5L/s,地下水徑流模數(shù)大于3.0L/s?km

。鉆孔單位涌水量一般0.35~6.91t/d?m?;鶐r裂隙率一般0.58%~4.13%,最大13.5%,風(fēng)化強(qiáng)烈。

西漢元光六年(前129年),匈奴入侵上谷郡(今河北懷來)。劉徹決定派四位將軍各領(lǐng)一萬騎兵反擊匈奴。李廣、公孫敖都吃了敗仗,公孫賀沒有遇到匈奴人,徒勞無功。

地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降雨垂向滲入補(bǔ)給;地下水徑流方式為無壓網(wǎng)狀裂隙層流,自西北向東南排泄徑流;以泉水出露方式排泄或通過裂隙排泄于河流、溝谷中。研究區(qū)地下水水位埋深5m~8m,本項(xiàng)目工程建設(shè)活動(dòng)均在地下水位之上,水文地質(zhì)條件良好。

1.6 水文地質(zhì)參數(shù)初值

根據(jù)研究區(qū)的地形地貌和水文地質(zhì)特征,將研究區(qū)劃分為4個(gè)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元,各個(gè)水文地質(zhì)單元布置1-3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn);盡量利用已有的民井、溶潭、泉(井)點(diǎn)作為觀測(cè)點(diǎn);本區(qū)共對(duì)25個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(其中8個(gè)鉆孔水位監(jiān)測(cè)孔,3個(gè)居民使用井,14個(gè)泉水出露點(diǎn))進(jìn)行了長(zhǎng)期觀測(cè)。

由于藥理學(xué)要求學(xué)生具有生理學(xué)、病理生理學(xué)等先修課程的良好基礎(chǔ),綜合性較強(qiáng),因此課程較之單一課程的難度大。在講授藥理學(xué)的過程中,往往因?yàn)閷W(xué)生先修課程基礎(chǔ)較單薄,授課教師不得不花一定時(shí)間補(bǔ)充和回顧基礎(chǔ)知識(shí),不但占用藥理學(xué)的授課時(shí)間,也會(huì)打亂教學(xué)安排,嚴(yán)重影響教學(xué)效果[9]。因此,確保學(xué)生對(duì)生理學(xué)、病理生理學(xué)等課程有較扎實(shí)的理論基礎(chǔ)是首先要解決的問題。

2 地下水流場(chǎng)模擬

綜合分析研究區(qū)的水文地質(zhì)條件之后,圈定研究區(qū)范圍確定模擬邊界,分析地下水動(dòng)態(tài)特征及含水層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征,采用等效連續(xù)導(dǎo)水介質(zhì)體的概化方法對(duì)研究區(qū)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行概化,構(gòu)建孔隙、裂隙發(fā)育流域地下水?dāng)?shù)值計(jì)算模型,模擬過程中運(yùn)用GMS軟件中的Modflow子程序包,進(jìn)行水文地質(zhì)參數(shù)賦值,構(gòu)建研究區(qū)地下水流場(chǎng)模型,模擬時(shí)采用了2種方案分別進(jìn)行嘗試,第1種方案是各個(gè)水文地質(zhì)單元單獨(dú)模擬,分別進(jìn)行,最后再把結(jié)果整合;第2種是4個(gè)單元聯(lián)合整體模擬,把各單元之間的分水嶺視為內(nèi)隔水邊界;根據(jù)模擬結(jié)果對(duì)研究區(qū)進(jìn)行地下水污染遷移進(jìn)行分析。

2.1 分單元模擬

2.1.1 邊界概化

“什么太嫩了?你在床上躺這么長(zhǎng)時(shí)間,屋里陰氣重,弄點(diǎn)亮色,沖一沖,房間里也多點(diǎn)生氣!”婉容呼地把被子扔在他身上,瞪了他一眼,轉(zhuǎn)身出房間,一邊嘀咕:“愛蓋不蓋,隨你的便,好像我多喜歡管一樣!”

研究區(qū)總面積為59km

,采礦區(qū)占地面積20km

,分成4個(gè)水文地質(zhì)單元的邊界概化如下圖1(其中,紅色(為研究區(qū)河流區(qū)段)為第一類邊界,定水頭邊界;黑色為第二類邊界,隔水邊界)所示。

2.1.2 參數(shù)分區(qū)

研究區(qū)內(nèi)的河流有思勤江及其支流、北曹河、湯公河、梓里溪等。

研究區(qū)所在區(qū)域?yàn)榍鹆甑貐^(qū),主要為花崗巖剝蝕地貌,屬于低山窿丘谷地貌,地形起伏較大,整個(gè)地勢(shì)由北西向東南傾斜。研究區(qū)內(nèi)的山頂多呈渾圓狀,坡角30°~60°山脊呈窿丘狀,谷地呈“U”型。山上植被發(fā)育,主要為林地、灌木。思勤江由北向南蜿蜒流過,思勤江南部地面標(biāo)高為197m~204m,北部為250m~260m。研究區(qū)的西南邊界為花山水庫及花山河下游,其地面標(biāo)高208m~250m。研究區(qū)的南部、北面也以地面地下分水嶺為界,南部邊界山脊標(biāo)高325m~762m,北部山脊標(biāo)高可達(dá)700m~900m。

從模擬的地下水流場(chǎng)圖(圖2)可知:研究區(qū)地勢(shì)由西北向東南降低,地下水流動(dòng)方向隨地勢(shì)變化,主要從山脊向山腳流動(dòng),最后匯入各單元的河流中,等水位線西北方向密集,東南方向稀疏,各單元的模擬結(jié)果均與野外監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)基本吻合,模擬的結(jié)果是可信的。

2.2 整體模擬

2.2.1 邊界概化

在重點(diǎn)研究區(qū)內(nèi),對(duì)8個(gè)水文孔進(jìn)行了抽水試驗(yàn),對(duì)10處具有代表性的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了雙環(huán)滲水試驗(yàn),通過試驗(yàn)可知:研究區(qū)的滲透系數(shù)均較大,坡殘積層的平均滲透系數(shù)為3.131m/d;全風(fēng)化層為1.542m/d;強(qiáng)風(fēng)化層為0.32m/d;中風(fēng)化層為2.897×10

m/d。

康熙四十七年(公元1708年),已經(jīng)七十五歲且已還俗成家再次改變身份的明代末朝三太子——永王朱慈炯在山東被捕,全家處斬。

研究區(qū)總面積為59km

,采礦區(qū)占地面積20km

,具體概化邊界為:整個(gè)研究區(qū)河流為定水頭邊界;其他隔水邊界。

就改革屬性歸類而言,監(jiān)察體制改革不屬于行政管理事務(wù),并涉及到修憲權(quán)的行使,由全國(guó)人大常委會(huì)做出授權(quán),顯然缺乏合法性依據(jù)。因此,為了保障改革前期憲法設(shè)計(jì)的合法化,對(duì)于試點(diǎn)授權(quán)要區(qū)別對(duì)待:第一,要明確授權(quán)試點(diǎn)不能涉及到制憲權(quán)的范疇,比如不能就人民民主專政、人民代表大會(huì)制度等國(guó)體和政體的憲法基本原則內(nèi)容試點(diǎn)授權(quán)改革;第二,涉及到憲法修改或者觸動(dòng)基本法律基本原則的試點(diǎn)授權(quán),必須由全國(guó)人大做出,其他授權(quán)則可由全國(guó)人大常委會(huì)做出。

2.2.2 參數(shù)分區(qū)

根據(jù)研究區(qū)6個(gè)監(jiān)測(cè)孔及3個(gè)民井的長(zhǎng)期水位監(jiān)測(cè)值進(jìn)行反演模擬,得到各水文地質(zhì)參數(shù)如下:①包氣帶的入滲系數(shù)值及分區(qū)情況:按照區(qū)域水文地質(zhì)普查資料,最后數(shù)值擬合所得的降雨入滲系數(shù)α為0.17m/d~0.24m/d。②含水介質(zhì)的滲透系數(shù)分區(qū):參考了搜集資料的經(jīng)驗(yàn)值和地層巖性特征進(jìn)行初步分區(qū),并根據(jù)研究區(qū)花崗巖風(fēng)化程度、滲水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)結(jié)果賦值,模型反演后對(duì)參數(shù)和分區(qū)大小進(jìn)行調(diào)整,擬合后的滲透系數(shù)(k)為0.003m/d~3.100m/d。

2.2.3 模擬結(jié)果

從的地下水流場(chǎng)圖(圖3)可知:研究區(qū)整體地勢(shì)為西北高,東南低,地下水整體從西北向東南流動(dòng),匯入思勤江,等水位線則呈現(xiàn)出在高陡處較為密集,在平緩處較為稀疏的現(xiàn)象;同時(shí),研究區(qū)內(nèi)沒有斷裂構(gòu)造出現(xiàn),基底為隔水性能良好的微風(fēng)化花崗巖,因此研究區(qū)內(nèi)各條河流的匯水流域自成體系,形成4個(gè)相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元,各單元內(nèi)地下水主要從單元邊緣地表分水嶺處向山腳流動(dòng),最后匯入各單元的河流中。

3 分區(qū)模擬和整體模擬結(jié)果比較

根據(jù)分單元模擬結(jié)果,將4個(gè)水文地質(zhì)單元的結(jié)果進(jìn)行拼接,得到整個(gè)研究區(qū)的地下水等水位線圖(圖4),在此基礎(chǔ)上和整體模擬結(jié)果(圖3)進(jìn)行比較。

分水文地質(zhì)單元模擬的地下水流場(chǎng)結(jié)果和整個(gè)區(qū)域模擬的地下水流場(chǎng)結(jié)果均與實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)吻合,兩種方法的地下水大體流向均符合自然條件下的地下水流動(dòng)特征,證明運(yùn)用GMS軟件模擬花崗巖地區(qū)的地下水流場(chǎng)是正確可行的。將圖3和圖4進(jìn)行分單元局部對(duì)比可知:這兩種方法的模擬結(jié)果十分相近,只有在河流附近的部分等水位線分布差別較大,其他地方基本相同(誤差均在2㎡范圍內(nèi))。分析其原因,可能是由河流系統(tǒng)分區(qū)段補(bǔ)給和整段補(bǔ)給引起的。小區(qū)段補(bǔ)給時(shí),計(jì)算的是單個(gè)水文地質(zhì)單元的水量變化,而整段補(bǔ)給則計(jì)算的是多個(gè)水文地質(zhì)單元的水量共同影響的結(jié)果。但這個(gè)影響不大,因?yàn)樵诜謫卧M時(shí),采用的是該單元內(nèi)所經(jīng)河流的上下游水位值進(jìn)行計(jì)算。

快遞公司不快的原因主要是:一是快遞公司人員配備及硬件的更換跟不上業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng);二是快遞公司人員素質(zhì)不高,服務(wù)意識(shí)有待加強(qiáng);三是快件在投遞過程中存在眾多不可控因素,如天氣等;四是消費(fèi)者對(duì)快遞服務(wù)企業(yè)的要求標(biāo)準(zhǔn)越來越高。

在模擬過程中對(duì)比發(fā)現(xiàn):分單元單獨(dú)模擬的結(jié)果較整個(gè)區(qū)域模擬精確,但過程復(fù)雜,工作量大,需重復(fù)多次模擬工作,耗時(shí)長(zhǎng),最后還需要將各單元模擬結(jié)果拼接才可以進(jìn)行區(qū)域流場(chǎng)分析與評(píng)價(jià);而整個(gè)區(qū)域一起模擬工作量較小,方法簡(jiǎn)便快捷,模擬結(jié)果與實(shí)際情況吻合,且相差不大,同時(shí),還能更為直觀地了解和把握研究區(qū)地下水流動(dòng)的整體變化規(guī)律,直接分析預(yù)測(cè)各擬選車間污染物遷移方向。因此,在多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元共同存在的研究區(qū),采用對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行模擬的方法即可,無需分區(qū)單獨(dú)模擬。

[1]易立新,徐鶴.地下水?dāng)?shù)值模擬GMS應(yīng)用基礎(chǔ)與實(shí)例[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009:10-80.

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