基于耦合过程的抽水含水层压缩线性预测方法研究

摘要

过量抽取地下水是造成地面沉降的重要原因之一,要准确预测抽水地面沉降必须考虑含水层压密变形的影响,而已有研究中对含水层压密过程中的孔隙特征变化及渗透性改变的定量描述仍显不足。因此,利用在模型槽中模拟设立含水层和弱透水层交替的富含地下水的含水层系统,通过对贯穿至系统底部模拟的非完整井进行虹吸抽水与倒流回灌,研究抽水含水层水位降深及其压缩变形的时间效应。基于水位降深过程含水层孔隙比减小规律的定量表征,建立了考虑释水含水层水位降深条件下的含水层压缩量计算方法,并进行了合理性验证;同时,提出了一种简化流固耦合的抽水含水层压缩量线性预测方法,并基于多年的抽水沉降实测数据验证了其合理性。研究结果表明,试验抽水含水层储水系数数量级为10^(-2),其水位降深与压缩变形之间满足双线性关系,采用考虑耦合计算直线法预测值较非耦合算法更合理,在没有丰富的实测水位降深及沉降变形统计资料时,本研究方法可为局部抽水地面沉降的评估提供参考。