隨著人們生活品質的日益提高,以及國家“水十條”的出臺,優(yōu)質礦泉水日漸成為稀缺資源。如何科學有效開采礦泉水資源既是科學問題也是技術問題。從學科范疇來講,礦泉水供水井優(yōu)化開采屬于水利工程學科中的水文地質問題。對于一個礦泉水水源地,供水井大流量條件下的優(yōu)化開采,一直制約著礦泉水大型生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能,這也是水文地質研究的熱點問題之一。本文以湖南綏寧縣瓦屋塘優(yōu)質礦泉水水源地為研究對象,在水文地質條件分析的基礎上,現(xiàn)場進行開采性抽水試驗,獲得供水井大流量供水時地下水位動態(tài)變化特征,并以此開展開采優(yōu)化機制研究,研究成果可以直接為伊利集團礦泉水大型開發(fā)提供科學依據(jù)。本論文的主要成果如下:1、通過收集資料、分類整理、現(xiàn)場勘探調查、研究區(qū)域出露泉點流量監(jiān)測、前期鉆孔、簡易抽水試驗、生產(chǎn)性大流量非穩(wěn)定流抽水試驗、抽水試驗數(shù)據(jù)整理分析計算擬合得到研究區(qū)水文地質參數(shù)。2、在對大量抽水試驗數(shù)據(jù)分析的基礎上獲得了研究區(qū)滲透率K為0.454~1.2m/d、導水系數(shù)T為15.3~41.8m~2/d、含水層厚度M為27~78.8m、貯水系數(shù)(亦稱儲水系數(shù)、釋水系數(shù))?為0.094~0.535m/d、影響半徑R(亦稱降落漏斗)為12~510m等水文地質參數(shù)和S-t、Q-t等一系列抽水歷時曲線。得到抽水試驗期間地下水位隨時間的動態(tài)變化特征。3、進一步揭露了研究區(qū)地下礦泉水動態(tài)Q-S曲線特征,并利用最小二乘法對Q-S曲線進行了擬合分析,得出Q-S關系方程:Q=342.18237+77.21498s-2.35102s~2(W2井),Q=3475.63902-138.65221s+1.79326s~2(S1井)。該方程對地下水位降深、出水量具有預測指導作用。4、本項目在生產(chǎn)井上進行了大流量非穩(wěn)定流抽水試驗(計算水文地質參數(shù)常采用此法,試驗操作便捷、適用于各種情況下的水文地質參數(shù)測定)、突變型抽水試驗、衰減型抽水試驗三種不同工況的抽水試驗,探究最佳開采優(yōu)化機制。對三種試驗工況數(shù)據(jù)整理分析繪制各種歷史曲線和Q-S曲線,通過分析曲線特征得知:降深24m時穩(wěn)定出水量824.7m~3/d,降深40m時S1井穩(wěn)定出水量約900m~3/d,突變型、衰減型抽水工況與試驗達到穩(wěn)定流抽水工況相比,經(jīng)過計算,在相同抽水時間內(nèi),能獲得更多的礦泉水水量。衰減型抽水試驗工況為最佳開采優(yōu)化方案。該方案不僅能避免產(chǎn)生擾動影響地層井孔穩(wěn)定性,而且有利于地下礦泉水恢復不破壞地下水動態(tài)平衡,不產(chǎn)生過大降落漏斗,從而避免地面塌陷、沉降等地質災害,還能獲得優(yōu)于普通穩(wěn)定流抽水的出水量及更多的社會經(jīng)濟效益。5、結合研究區(qū)水文地質條件及水文地質參數(shù),利用有限元仿真軟件Feflow建立研究區(qū)水文地質模型,計算得到更加精確的礦泉水可開采量,與抽水試驗高度吻合,模型可靠性高。6、研究表明最優(yōu)開采量呈季節(jié)性變化,枯水季開采量可取750~850m~3/d,豐水季開采量可達1500~2000m~3/d。不同季節(jié)流量均達到了四級泉標準,能夠滿足高溫季節(jié)礦泉水需求量大、低溫季節(jié)礦泉水需求量小的市場需求。
【學位單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU991;P641.8
【部分圖文】：

圖 2.1 研究區(qū)交通位置圖Fig.2.1 Traffic Location Map of Research area究區(qū)生態(tài)環(huán)境優(yōu)美，空氣潔凈，自然風光秀麗。1982 年被聯(lián)合國教科文組沒有被污染的神奇綠洲”，礦泉水補給區(qū)，徑流區(qū)地處人煙稀少，植被茂境中，便于實施環(huán)境保護措施，礦泉水含水層水源埋藏深，分別來自地下 2)以及 1553m(ZK4)，水源不易污染。S1、瓦 2、ZK4 鉆孔取水地段幾乎和廠礦企業(yè)，無采礦權重疊，符合綏寧縣礦產(chǎn)資源規(guī)劃。建設區(qū)環(huán)境極佳閑佳所。

生態(tài)示范區(qū)、中國民間文化藝術之鄉(xiāng)、全國雙擁模范縣、中國最佳文，被聯(lián)合國譽為“神奇的綠洲”。塘全鄉(xiāng)總面積 102km2,其中耕地面積 1.8 萬畝，山林面積 107808 畝村，總人口 19606 人，鎮(zhèn)政府定址官路。瓦屋是有名的林業(yè)和農(nóng)業(yè)大 69.1%，境內(nèi)盛產(chǎn)楠竹，以竹筍精制成的玉蘭片享譽全國，是有名的產(chǎn)品遠銷香港、日本、東南亞等地區(qū)和國家。地形地貌區(qū)水源地在我國地勢第二級階梯與第三級階梯分界線上的雪峰山中，為云貴高原東部邊緣。研究區(qū)位于沅江與資水分水嶺雪峰山脈總頂界山脈最高峰蘇寶頂（海拔 1934m）約 13km。研究區(qū)地形形態(tài)東、西高，南部低，山勢起伏，峰巒疊翠，溪谷幽深，古木參天，生態(tài)環(huán)境因、形態(tài)、海拔標高和相對切割深度等因素，研究區(qū)地貌為花崗巖侵形態(tài)可分為侵蝕構造中低山地貌和侵蝕堆積溝谷平原地貌兩種(見圖

蝕構造中低山地貌和侵蝕堆積溝谷平原地貌兩種(見圖 2.2、圖2.3)。圖 2.2 研究區(qū)典型地貌組合示意圖Fig.2.2 Diagram of Typical Geomorphological Combination in Research area

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本文編號：2833300