地下水害防治帷幕位置及水位观测网优化研究

本文针对凡口铅锌矿地下水害控制注浆帷幕堵水工程实际,综合运用地质统计学和数值模拟等理论和方法,采用Visual Modflow软件和Matlab等数字化工具,结合“凡口铅锌矿地下水数值模拟技术研究"的科研课题,开展了地下水害防治帷幕位置及地下水位观测网的优化研究,取得了以下主要研究成果：(1)通过矿区长期水文观测资料及水文地质条件的分析,得出了矿区涌水来源和矿区的三条涌水途径；在概化研究区水文地质条件的基础上,建立起了研究区水文地质概念模型,为地下水流场数值模拟模型的构建奠定基础。(2)以所建立的水文地质概念模型为基础,运用Visual Modflow软件,依据实际工程参数,建立起了地下水流场的数值模拟分析模型；经观测孔实际水头和模拟水头的拟合,反演确定了水文地质参数,并通过观测孔实际水头和模拟水头的误差分析和水流场均衡分析,验证了模型的可靠性。(3)运用已验证的地下水数值模拟模型,对帷幕建设前地下水水流场进行分析,揭示了地下水流场特征；结合帷幕经验参数,将帷幕位置方案载入已验证的地下水数值模拟模型,分别计算获得丰水期和枯水期的地下水流场特征和矿坑涌水量的大小；并考虑帷幕位置方案下矿石资源的损失量,确定最佳帷幕位置。(4)从便于观测地下水流场的变化规律及趋势的角度,运用数值模拟方法,研究丰水年和枯水年地下水流场变化特征,确定地下水位变化大的水文分区；从能有效观测地下水流场的形态的角度,采用克里格方法,确定应加密的水位观测区域和应封填的水位观测孔；综合上述两种方法的分析结果,提出地下水位观测网的空间结构(观测网的密度和位置)的优化方案,为实现矿区地下水流场形态、地下水水位变化规律及趋势奠定基础。