许昌市建安区北部采空区三维地下水流数值模拟

摘要

近年来,许昌市建安区北部采空区出现了严重的地面塌陷、地下水水位下降、地裂缝等环境地质问题,严重影响了当地居民的生命财产安全,迫切需要对该地区地下水动态变化特征进行研究。在分析研究区大量工程地质及水文地质资料的基础上,运用Modflow软件,建立了建安区北部采空区地下水三维非稳定流数值模型,模型采用2015—2018年的水位数据进行了参数识别验证与水位拟合。结果显示:2015—2018年的地下水水位变幅较小,平均变幅为0.5 m,研究区东部雷庄地下水水位降落漏斗区与西张地下水水位降落漏斗区水位有0.2-0.5 m的下降,武庄矿区周围区域地下水水位升幅在0.5 m左右。为了掌握研究区在矿井继续抽水(抽水量不变)情况下地下水流场的动态演化过程,对2018年9月—2021年9月期间研究区的地下水流进行了预测。预测结果显示:该时段地下水水位缓慢上升,水位升幅为0.5-1.5 m,研究区地下水的开采与补给趋于均衡。该研究成果对矿区的持续开采及当地地下水的合理利用具有重要意义。