含水层参数

摘要： 科学合理评价地下水资源,对统筹规划、合理开发利用区域地下水,保障区域生态环境安全至关重要。获取含水层参数空间变异规律是解决地下水渗流、污染物运移、地下水开发利用等诸多地下水问题的重要基础。然而,受常规勘察技术所限,含水层非均质性难以直接刻画。两点地质统计学通过变异函数确定随机变量相关关系,解决地质变量空间线性估计并表征其各向异性;多点地质统计学突破了空间两点间相关关系的局限,通过多点训练图像建模,有效反映含水层参数变量空间分布特征,也更适合模拟复杂结构地质体。据此,本文对常用的两点地质统计学在含水层参数空间变异研究中的实际应用作了简述和探讨,并以含水层渗透系数为媒介,阐述了岩土电阻率和水力梯度或水头与渗透系数在地质统计学中运用的限制性协同关系。应用对比了多点地质统计建模与传统地质统计建模相比所具有的优势,并探讨了后者受自身算法、建模方法等制约现如今仍然尚未解决的问题及未来发展方向。指出在卫星、雷达及遥感技术快速发展背景下,数据同化、机器学习等手段融合、集成和尺度推绎多源、多空间、多分辨率空间数据帮助地质统计学实现数值建模是大势所趋。

摘要： 新生界底部含水层水位持续下降是导致我国东部矿区地面沉降或井筒变形主要原因,查明地质条件及其影响因素是治理此类灾害的重要前提.以郭屯煤矿为对象,在分析底部含水层水文地质条件的基础上,采用压水试验和Slug试验开展对其渗透性的测试分析,并分析其失水影响因素.结果表明:在工业广场范围内,底部含水层沉积空间分布存在较大差异,厚度不均,不同区域的渗透率和渗透系数也变化较大,不同位置底部含水层失水情况具有差异性;前期井筒解冻和巷道掘进及后期井筒附近工作面的开采扰动是导致底部含水层失水主要诱发因素.

摘要： 针对基于井水位潮汐效应反演含水层参数的传统方法操作步骤繁琐且易出错的问题,本文通过Matlab程序控制流程,调用各个功能模块对传统方法的不同业务进行处理,实现了一键运行即可得到含水层的参数。同时利用改进程序对孔隙、裂隙两种介质的井水位数据进行处理,所得结果与传统方法计算结果相比误差在可接受范围内,说明本次改进程序可行且在不降低传统方法计算精度的前提下,简化了操作步骤,为科研人员提供了极大便利。

摘要： 针对基于井水位潮汐效应反演含水层参数的传统方法操作步骤繁琐且易出错的问题,本文通过Matlab程序控制流程,调用各个功能模块对传统方法的不同业务进行处理,实现了一键运行即可得到含水层的参数.同时利用改进程序对孔隙、裂隙两种介质的井水位数据进行处理,所得结果与传统方法计算结果相比误差在可接受范围内,说明本次改进程序可行且在不降低传统方法计算精度的前提下,简化了操作步骤,为科研人员提供了极大便利.

摘要： 差异演化-粒子群混合优化算法是利用差异演化算法变异粒子个体的历史最优位置,保持种群多样性,与粒子群优化算法相结合的一种混合优化算法.应用差异演化-粒子群混合优化算法分析直线供水边界含水层抽水试验数据确定含水层参数,并将该算法所得计算结果与其他方法的结果进行比较,分析待估参数的不同取值范围对参数估计的影响,发现差异演化-粒子群混合优化算法能够有效地确定含水层参数,且目标函数值更小,计算精度更高,可达到1.673 1×10-6;待估参数范围的增大对差异演化-粒子群混合优化算法的收敛性影响较小,当待估参数取值范围的上限扩大到原来的14倍时,收敛率高达97％,且得到目标函数值基本一致,由此可知,差异演化-粒子群混合优化算法对初值选取的敏感性低,寻优能力强,稳定性好.数值实验结果表明:差异演化-粒子群混合优化算法有效地避免了粒子群优化算法所出现的早熟现象,是分析抽水试验数据,确定含水层参数和计算观测孔与虚拟映射井之间距离的有效方法.

摘要： 采用平滑伪魏格纳分布方法,对内蒙三号地井数字化水位数据进行时频分析结果显示,引起三号地水位变化的主要潮汐分波有M2波、S2波、O1波和K1波,其中M2波的振幅最大.基于卷积回归法得到了该井气压系数和M2波潮汐因子,在此基础上,通过滑动拟合得到了不排水状况下该井的孔隙度和渗透系数.含水层垂直向应力变化量在两次水位下降阶段,所反应的构造张应力现象比较明显.

摘要： 利用非稳定流抽水试验资料通过配线法确定承压、潜水含水层参数是最常用的方法.但实测曲线与理论曲线重合点较少时配线的随意性很大,这是配线法的主要问题.作者利用BP神经网络较好的推求了研究区承压、潜水含水层参数.实践表明,当有代表性的抽水试验样本资料时,能满足网络的泛化要求,因而BP神经网络是求解水文地质参数的一种有效方法.为说明BP神经网络求含水层参数的原理,本文以文献数据给出了基于非稳定流抽水试验的BP神经网络求承压含水层参数的过程.

摘要： 本发明公开了一种采矿中包含承压含水层和潜水含水层的教学装置，包括模拟架(1)和设置在其中的煤层(2)和其他多个岩层，在所述煤层(2)上方设置有潜水含水层(3)，在所述潜水含水层(3)中设置有含水层模拟系统；在所述模拟架(1)上设置有覆岩塌陷监测系统，所述模拟架(1)为长方体结构，在其内部的底部设置有复合土工排水体(901)，形成承压含水层。本发明所述的采矿中包含承压含水层和潜水含水层的教学装置可以高度模拟含水层中水流，水压和顶底板的位移变化以及对地表沉陷带来的影响。

摘要： 本发明公开了一种矿区含水层下特厚煤层充填开采及工作面参数确定方法，首先获取矿区含水层下特厚煤层煤岩体物理力学参数和采煤工作面设备参数；确定特厚煤层充填开采层数k、第1层采高h3和第2‑k层采高h4；确定特厚煤层各开采层的充填开采工艺；建立导水裂隙带高度H、第1层采高h3、充实率矸石胶结材料强度σ和煤厚M关系模型，并通过计算得到工作面最优充实率和最优矸石胶结材料强度。本发明通过对煤层进行合理分层，对各层采取不同充填开采方法，并建立关系模型，得到开采层数k、第1层采高h3、第2‑k层采高h4、工作面的最优充实率和最优矸石胶结材料强度，从而提高矸石的利用率，减小煤炭开采对地下水资源的影响。

摘要： 本发明公开了一种识别钻孔正薄壁效应并确定含水层水文地质参数的微水试验法，包括如下步骤：1)基于钻孔正薄壁效应影响下的环状双层有限厚度井孔试验模型，推导在钻孔内瞬时微小水位变化的条件下钻孔水位随时间变化的解析解，通过MATLAB编程得到正薄壁情况下标准曲线数据并绘制HD‑τ标准曲线；2)基于钻孔微水试验中水位恢复随时间变化的试验数据，匹配标准曲线以识别钻孔正薄壁及因子，同时，采用配线法确定钻孔试验段含水层渗透系数和贮水率。本发明操作简便、耗时短、精度高、真实可靠，可完成钻孔正薄壁效应及因子的识别，并可确定含水层渗透系数和贮水率等水文地质参数，且一次试验可以同时求得试验段含水层渗透系数和贮水率，获取的参数多。

摘要： 本发明公开了一种反演推算含水层水文地质参数的方法，通过地下水位观测仪器对井孔水位连续监测，并对监测数据进行频谱分析，明确井孔水位响应的力源并结合水文地质参数建立井孔水位对力源响应的理论模型，由井孔水位响应的理论模型对监测到的井孔水位周期性响应频谱特征拟合配线获得含水层水文地质参数，本发明方法解决了抽水试验和微水试验等场地实验方法存在人为干扰和成本较高无法实现连续监测的问题，同时避免了观测场地环境因素的限制，从而实现对含水层水文地质参数连续动态监测。

摘要： 发明公开了一种新型确定含水层热物性参数的微热试验方法，包括如下步骤：1)以热径向对流弥散理论研究为基础，依据热量守恒原理建立微热试验的理论模型，通过数学变换，建立理论模型不同渗流条件、不同参数条件下的多组标准曲线；2)通过微热试验，进行不同渗流条件和不同激发强度下的微热试验，通过传感器获取实测数据，绘制实测数据曲线；3)采用配线法将标准曲线与微热试验实测数据曲线进行匹配，记录对应的坐标值，通过计算得到含水层导热系数，通过相关公式推导其岩土体导热系数、含水层热弥散度等其余热物性参数。上述方法试验周期短，操作方法简单，不仅可以得到含水层的导热系数，也可以反推得到岩土体的导热系数。

摘要： 本发明公开了一种确定含水层热物性参数的微热试验装置及方法，微热试验装置，包括计算机控制与数据采集系统、吊装导线、电机动力系统、旋转架、双层套管激发装置和水压温度一体传感探头；双层套管激发装置顶部设有顶板盖，电机动力系统安装在顶板盖上，顶板盖的边缘设有进水阀口；水压温度一体传感探头设在双层套管激发装置的外侧壁上；计算机控制与数据采集系统通过吊装导线与电机动力系统和水压温度一体传感探头相连；电机动力系统通过旋转架连接双层套管激发装置，双层套管激发装置侧壁上设有渗透孔，在电机动力系统的驱动下、旋转架带动双层套管激发装置旋转进而控制渗透孔的开合。上述装置结构简单，用于研究含水层的热物性参数，适应性强。

摘要： 本发明涉及矿山水文地质监测技术领域，具体涉及一种基于叠加放水试验获取含水层连续参数的方法，步骤一：在研究区域实施叠加放水试验；步骤二：建立研究区域的数值模型并划分网格离散模型；步骤三：设定含水层参数的随机分布函数值；步骤四：选择适用的协方差函数描述含水层参数的变异程度；步骤五：利用放水层析法迭代计算含水层参数的连续分布。本发明的方法操作简单，适用性广，相对于传统分析方法，获取的水文地质参数更加详细具体，可准确刻画含水层的非均质性，精确定位富水异常区的位置及范围，有效降低矿井突水灾害风险，为矿区安全生产提供综合技术保障。

摘要： 本发明公开了一种基于卷积生成对抗网络的含水层参数场反演方法，利用卷积生成对抗网络构建和学习含水层参数场的非均质特征到低维标准正态分布向量的映射关系，实现复杂非均质特征的简单参数化表征，既充分考虑和保留了含水层参数场的复杂非均质特征，又显著减少了待估计参数的数量。本发明通过将卷积生成对抗网络与多步数据同化集合平滑算法结合，基于地下水流‑溶质运移数值模型、水头和浓度观测数据，只需估计低维正态分布变量，即可高效可靠地实现复杂非均质含水层参数场反演，进而有效提高地下水数值模型的仿真性和可靠性。

摘要： 本发明公开了基于卷积神经网络融合地下水位及自然电位数据识别非高斯含水层参数的方法，包括：1：利用非高斯含水层参数场样本训练CVAE网络，并从标准正态分布中采样，对潜向量z的估计集合进行初始化；2：将潜向量z估计集合输入至训练后的CVAE解码器中，重构出相应的非高斯含水层参数场估计集合；3：在谐波抽水试验期间，基于重构出的非高斯含水层参数场估计集合，运行水文地球物理正演模型，得到水力水头和自然电位模拟数据；4：结合水力水头与自然电位观测数据，采用ESMDA方法迭代更新潜向量z估计集合；重复2至4，直至达到最大迭代次数；5：对于更新得到的潜向量z的后验集合，通过CVAE解码器，重构获得非高斯含水层参数场的推估结果。

摘要： 本发明公开了一种基于卷积生成对抗网络的含水层参数场反演方法，利用卷积生成对抗网络构建和学习含水层参数场的非均质特征到低维标准正态分布向量的映射关系，实现复杂非均质特征的简单参数化表征，既充分考虑和保留了含水层参数场的复杂非均质特征，又显著减少了待估计参数的数量。本发明通过将卷积生成对抗网络与多步数据同化集合平滑算法结合，基于地下水流‑溶质运移数值模型、水头和浓度观测数据，只需估计低维正态分布变量，即可高效可靠地实现复杂非均质含水层参数场反演，进而有效提高地下水数值模型的仿真性和可靠性。