地下水涵养量影响预测的计算示例
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附录A(规范性附录)生态系统服务功能指标计算方法A.1 水源涵养量计算生态系统通过拦截滞蓄降水,增强土壤下渗、蓄积,涵养土壤水分、调节地表径流和补充地下水所增加的水资源总量。
通过水量平衡方程计算:Q wr =∑A i ×(P i −R i −ET i )×10−3n i=1式中:Q wr ——水源涵养量(m 3/a ); P i ——产流降雨量(mm/a ); R i ——地表径流量(mm/a ); ET i ——蒸散发量(mm/a ); A i ——i 类生态系统的面积(m 2); i ——第i 类生态系统类型; n ——生态系统类型总数。
A.2 土壤保持量基于通用土壤流失方程(USLE )计算。
Q sr =R ×K ×L ×S ×(1−C )式中:Q sr ——土壤保持量,单位为t/a ; R ——降雨侵蚀力因子; K ——土壤可蚀性因子; L ——坡长因子(无量纲); S ——坡度因子(无量纲); C ——植被覆盖因子(无量纲);降雨侵蚀力因子R 、土壤可蚀性因子K 、坡长坡度因子L 、S 及植被覆盖因子C 的计算方法如下。
降雨侵蚀力因子(R )是降雨引发土壤侵蚀的潜在能力,计算公式如下。
R ̅=∑R ̅半月k 24k=1R ̅半月k =1n ∑∑(α∙P i,j,k 1.7265)m j=0n i=15式中:R ̅——多年平均年降雨侵蚀力(MJ mm hm -2 h -1 a -1);R ̅半月k——第k 个半月的降雨侵蚀力(MJ mm hm -2 h -1 a -1); k ——一年的24个半月,即k =1,2,…,24; i ——所用降雨资料的年份,即i =1,2,…,n ;j ——第i 年第k 个半月侵蚀性降雨日的天数,即j =1,2,…,m ; P i,j,k ——第i 年第k 个半月第j 个侵蚀性日降雨量(mm ); α为参数,暖季α=0.3937,冷季α=0.3101。
采空区积水量计算方法(总1页)
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风水沟煤矿采空区积水量预测
采空区积水是影响我矿安全生产的主要水患,能否准确估算采空区积水,对有目的、有计划的对采空区积水进行疏放有着重要的意义。
一、采空区积水量估算方法
根据《煤矿安全规程》专家解读,采空区积水量可按下列公式估算:
Q积=∑Q采+∑Q巷
Q采=KMF/cos a
Q巷=WLK
式中: Q积——相互连通的各积水区总积水量,m3;
∑Q采——有水力联系的某些(或某几个)煤层采空区积水量之和,m3;
∑Q巷——与采空区联通的各种巷道积水量之和,m3;
K ——充水系数,一般采空区取~,煤巷取~,岩巷取~;
M ——采空区的平均采高或煤厚, m
F ——采空积水区的水平投影面积, m2;
a ——煤层倾角,(°);
W ——积水巷道原有断面,m2;
L ——不同断面的巷道长度,m。
积水量估算的准确与否,主要取决于采空区充水系数的选择。
采空区充水系数(K)与采煤方法、回采率、煤层倾角、顶底板岩性
及其碎胀程度、采后间隔时间等因素有关;巷道充水系数则根据煤巷、岩巷和其成巷时间不同及维修状况而定。
因此,必须逐块逐条地选定充水系数,这是积水量预计的关键。
附录A(规范性附录)生态系统服务功能指标计算方法A.1 水源涵养量计算生态系统通过拦截滞蓄降水,增强土壤下渗、蓄积,涵养土壤水分、调节地表径流和补充地下水所增加的水资源总量。
通过水量平衡方程计算:Q wr =∑A i ×(P i −R i −ET i )×10−3n i=1式中:Q wr ——水源涵养量(m 3/a ); P i ——产流降雨量(mm/a ); R i ——地表径流量(mm/a ); ET i ——蒸散发量(mm/a ); A i ——i 类生态系统的面积(m 2); i ——第i 类生态系统类型; n ——生态系统类型总数。
A.2 土壤保持量基于通用土壤流失方程(USLE )计算。
Q sr =R ×K ×L ×S ×(1−C )式中:Q sr ——土壤保持量,单位为t/a ; R ——降雨侵蚀力因子; K ——土壤可蚀性因子; L ——坡长因子(无量纲); S ——坡度因子(无量纲); C ——植被覆盖因子(无量纲);降雨侵蚀力因子R 、土壤可蚀性因子K 、坡长坡度因子L 、S 及植被覆盖因子C 的计算方法如下。
降雨侵蚀力因子(R )是降雨引发土壤侵蚀的潜在能力,计算公式如下。
R ̅=∑R ̅半月k 24k=1R ̅半月k =1n ∑∑(α∙P i,j,k 1.7265)m j=0n i=15式中:R ̅——多年平均年降雨侵蚀力(MJ mm hm -2 h -1 a -1);R ̅半月k——第k 个半月的降雨侵蚀力(MJ mm hm -2 h -1 a -1); k ——一年的24个半月,即k =1,2,…,24; i ——所用降雨资料的年份,即i =1,2,…,n ;j ——第i 年第k 个半月侵蚀性降雨日的天数,即j =1,2,…,m ; P i,j,k ——第i 年第k 个半月第j 个侵蚀性日降雨量(mm ); α为参数,暖季α=0.3937,冷季α=0.3101。
区域地下水资源计算和评价区域地下水资源计算和评价一、引言水是人类生存和社会生产的必备物质条件,如果利用不合理,就会破坏资源、恶化生态环境、给社会带来灾难。
我国是一个缺水国家,人均水占有量只是世界人均占有量的1/4,排在世界第88位。
西山地区亦是个缺水地区,由于地下水的抽取,使地下水位已下降到了一个危险的程度,如不采取切实可行的措施,将是制约工农业持续发展的主要因素,因此计算区域地下水资源储量将为合理开采提供重要依据。
二、区域主要含水岩组的埋藏条件、分布规律西山地区位于厥山村南部土古洞至青石山一带,属低山丘陵区,区内主要构造有土古洞背斜、陡沟断层及其派生的次级断裂,碳酸盐岩含水岩组是本区的主要含水岩组,组成岩性为奥陶系花斑灰岩、条带状灰岩、泥晶灰岩、灰质白云岩和寒武系(∈2+3)鲕状灰岩、鲕状白云岩、白云质灰岩及灰岩等岩层,零星出露于背斜轴部的土古洞、南井沟、李村、青石山一带,其它均隐伏于第四系和二迭系地层之下,组合成覆盖型和埋藏型结构。
覆盖型结构的碳酸盐岩含水岩组,分布于土古洞村、蝎子山断层以南、南井沟至马道洼以北地区,上覆地层均为中更新统(Q4el)黄土。
埋藏型结构的碳酸盐岩含水岩组,主要分布于覆盖型结构的外围呈环形条带状分布。
三、地下水补给、迳流、排泄本区碳酸盐岩含水岩组除零星出露地表外,绝大部分隐伏于地下。
裸露区可直接接受大气降水渗入补给和地表产流的入渗补给,隐伏区主要接受地下迳流补给。
地下水的迳流在西山地区均以水平运移为主要迳流方式,本区西南部水位高程270—280m,北部水位高程220—230m,地下水自西南向北东方向迳流,仅裸露区为垂直交替运动。
地下水的排泄,在天然状态下以泉的形式进行排泄,仅克昌泉的泉水流量就达100l/s以上。
由于地下水的大量开采,改变了原来的排泄方式,在现状条件下,地下水的排泄以人工开采排泄为主。
四、大气降水入渗系数的确定从区域地质、水文地质条件分析,并结合以往的经验,确定如下参数值。
×××矿区坑涌水量预测方法及结果分析本文对×××矿区矿坑涌水量分别采用解析法和比拟法两种方法进行计算,得出结论与矿坑实际涌水量相比较,误差小于10%,可判断结论较可靠,对矿坑未来采矿排水设计及选择排水设备提供较翔实的依据。
标签:矿坑涌水量解析法比拟法数十年来,前人对×××矿区井下开采系统疏干排水的涌水量计算进行了大量的基础性工作,取得了较为珍贵的资料与经验。
现就×××矿区矿坑涌水量预测方法及结果进行论述。
1解析法1.1公式选择(1)浅部壶天群溶洞含水层①×××矿区西部天子岭组条纹状灰岩、泥质灰岩和石炭系下统砂页岩组成西部隔水边界;矿区北部石炭系下统砂页岩和泥盆系上统帽子峰组砂页岩组成北部隔水边界。
北部和西部隔水边界组成矿区“厂”字型的相对隔水边界。
②矿床疏干时,直接向壶天群含水层布置截流巷和放水钻孔放水,疏干对象只有壶天群含水层。
在疏干过程中,第四系水和中上泥盆统东岗岭上亚组、天子岭下亚组浅部溶洞-裂隙水只是通过与壶天群含水层的水力联系,作为壶天群含水层的补给源补给壶天群含水层。
中上泥盆统东岗岭上亚组和天子岭下亚组深部裂隙水由于有天子岭中上亚组花斑状灰岩夹泥灰岩和条带状灰岩的杂质灰岩隔水岩层的阻隔,在浅部截流中段未能揭露。
所以,实际矿床疏干只是壶天群含水层的涌水量。
③在矿床疏干过程中,矿区与南部董塘河之间长期存在一地下水分水岭,分水岭位于疏干漏斗南侧、观测孔CKB5-1和CKB14-1北侧附近。
董塘河对矿坑地下水无补给。
④×××矿区井下采矿采用充填法开采,开采活动不发生崩落。
综合上述因素,壶天群矿坑涌水量计算公式,选用无河水补给、直交隔水边界四分之一进水的“大井法”地下水动力学公式:式中:K——渗透系数;H——含水层水头高度;M——含水层厚度;h——地下水动水位(动水位至含水层底板高度);R——北部边界至实际疏干漏斗边界平均距离;r0——“大井法”引用半径。
任务十六矿坑(井)涌水量预测四、计算矿坑涌水量预测——解析法概述(一)解析法的原理和应用条件解析法:依据地下水动力学原理,用解析公式预测不同条件下的矿坑涌水量。
是目前矿坑涌水量预测应用最广泛的一种方法。
常用“大井”法进行计算。
的等效的理想“大井”,大井法:将坑道系统看成一个面积与之相等、半径为r整个坑道系统的涌水量,就相当于大井的涌水量,即可采用井流公式预测矿坑涌水量。
(二)计算方法、步骤一)建立水文地质概念模型1、分析疏干流场的水力特征(1)区分非稳定流与稳定流一般,矿山开采初期(开拓阶段),开拓井巷不断发展变化,疏干漏斗的外边界不断扩展,矿坑涌水量以消耗含水层储存量为主,该阶段疏干场院一般为非稳定流;矿山开采后期(回采阶段),疏干流量主要受流场外边界的补给条件所控制,在补给条件不充分的矿区,疏干流场以消耗含水储存量为主,仍为非稳定流,在补给条件充足的矿区,或具定水补给边界的矿区,矿坑涌水量与补给量平衡,一般出现相对的稳定流,矿坑涌水量预测可以稳定井流理论为基础。
(2)区分层流与率流矿区地下水在疏干条件下与天然运动状态相比,在大面积内仍为层流,仅在疏干工程附近常出现紊流,故达西定律仍然是建立确定性模型的基础。
一般常以抽(放)水试验为依据,用单位涌水量法对层流、紊流进行判别,计算式:承压水q i≈ Q1/S1≈Q2/S2≈Q3/Q3潜水q i≈ Q1/[(2H-S1)S1]≈Q2/[(2H-S2)S2]≈Q3/[(2H-S3)S3]若各次计算的单位涌水量 q为一常数或接近常数,则地下水为层流运动,否则为紊流或混合流。
(3)区分平面流或空间流疏干流场的地下水运动形式,受坑道类型与分布状态的控制,呈复杂的流态,在宏观上概化为流向完整井巷的平面流和流向非定整井巷的空间流二种。
流向完整井巷的平面流:地下水流向完整井巷的平面流运动,又可分为平面的辐射流和剖面的平面流二种形式。
竖井排水时产生平面辐射流,水平巷道排水时产生剖面的平面流。