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绿色开采技术的主要内容包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分矸石的井下处理、煤炭地下气化等
一 几个术语
地下水量计算
地下水补给量:在天然或开采条件下,单位时间内以各种形式进入含水层的水量。
地下水储存量:赋存于含水层中的重力水体积。
地下水允许开采量(地下水可开采量):通过技术经济合理的取水方案,在整个开采期内出水量又不会减少,动水位不超过设计要求,水质和水温变化在允许范围内,不影响已建水源地正常开采,不发生危害性的环境地质现象前提下,单位时间内从水文地质单元或取水地段中能够取得的水量。
二 水均衡法的计算原理
对于一个均衡区,在任意时段?t 内的补给量和消耗的水量之差,恒等于这个含水层中水体积的变化量。
Q ? Q
补 消
? ?? F ?h
?t
Q 的项目有:降雨入渗Q ,河流入渗Q ,地下水侧向河流Q ,越
补 雨渗 河渗 流入
流补给Q ,灌溉入渗Q 等。
越入 灌入
Q 的项目有:开采量Q
消 开
,蒸发量Q
蒸发
,地下水侧向流出Q
流出
,越流流出
Q ,泉水,溢流量等。
越出
河流排泄量Q
排泄
开采量:是目前实际正在开采的水量或预计开采的水量。开采量应小于允许开采量。
Q ? Q
允许 补
? F ?h
?t
这是要消耗一部分储存量,消耗储存量是有要求的,如 30 年内年下降不得超过
10m。
?h ? 0.5
?t
1
保守的允许开采量:
Q ? Q
允许 补
? 2 ? F
Q允许 ? Q补
三 均衡区,均衡期和均衡要素的确定划分均衡区:研究区域
确定均衡期:一般取一个水文年;
确定均衡要素: Q 的项目有: Q , Q
补 雨渗 侧入
Q 的项目有: Q , Q
消 开 蒸发
, Q , Q
河渗 侧出
四 确定各项目均衡区要素值
降雨入渗补给量
Q
雨渗
?x ? 降雨量
?? x ? ? ? F ?? ? 有效入渗系数
?
??F ? 均衡区面积
?
降雨量:由气象部门获得,本次取年平均降雨量 600 ㎜;
有效降雨入渗系数(指渗入到地下水面的水量除以降雨量):与包气带岩性, 厚度,含水量,降雨强度和降雨量密切相关;
确定的方法:地中渗透仪法、分析潜水位动态法、人工降雨试验。
(本次直接给数据进行计算)
由于地表岩性和包气带厚度不同,不同区有效入渗系数不同。因此,对均衡区计算,本次评价分三区,分别为:
河北区:这一区包气带岩性以红色粘土卵砾石为主,渗透性差, ? ? 0.1 ; 河谷区:这一区包气带岩性以卵砾石、砂砾石为主,且裸露于地表,渗入条件好, ? ? 0.5 ;
河南区:这一区包气带岩性多以砂砾石为主,但表层有耕植土,入渗条件中等, ? ? 0.25或0.20 。
(1) 面积,从图上量测
河流排泄量
Q ? Q ? Q
河渗 1 2
Q —下游出均衡区断面流量;
1
Q 2 —上游如均衡区断面流量;
由于季节影响,河流流量是变化的,Q 也是变化的。一般要进行分时段测
河渗
流。每年 12 个月,假设每个月有一组Q , Q
1 2
数据,可用下式计算Q ;
河渗
?Q ? n (Q
?
河渗 i?1 2i
? Q ) ? 30
1i
Q , Q
1i 2i
的单位 m3/d;
Q河渗 的单位 m3/a;
2.1 地下水侧向流入量
利用达西定律计算: Q ? K ? M ? L ? I
K :可以通过抽水试验确定,本次直接给出,北边界 5m/d,西边界 20m/d, 东边界 50m/d,南边界 20m/d。
M :根据调查的井深和埋深计算;
L :边界长度有地形图确定;
I :由等水位线图确定
地下水的侧向流出量(同 3)
潜水蒸发量 E
(1) 地中仪渗透仪;(2)分析潜水位动态法;(3)经验公式法
蒸发强度: ? ? E
0
(1 ? S )n
S
0
蒸发量: E ? ? F
E —水面蒸发量,1500 ㎜;
0
S —地下水实际埋深(m);
S —地下水极限埋深(m),取 3。
0
n —系数,取 2。
开采量
区内开采主要以农田灌溉为主,其次是个村生活饮用水。本次按照开采强度计算,8000m3/km2.a。
五 进行均衡分析
计算Q ,Q ,Q ? Q ? ?
总补 总排 总补 总排
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