基于渗流-管流耦合模型的辐射井取水效果影响因素分析
2021-01-29高文冰喻晓琳胡海洋
水资源与水工程学报 2020年6期
高文冰,夏 岩,喻晓琳,郭 路,胡海洋
(1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西 西安 710054;2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西 西安 710054;3.长安大学 水利与环境学院,陕西 西安 710054)
1 研究背景
辐射井的结构较为复杂,主要由竖井和辐射管组成[1]。竖井一般位于河岸,而辐射管设置于地面以下一定深度,延伸到河床下部的含水层中,并与竖井连通,这样就能够将河水转化为相对纯净的地下水。目前,辐射井已广泛应用于水源地取水[2]、大坝防渗[3]、尾矿库降排水[4]、求取水文地质参数[5-6]、治理黄土高原滑坡[7]等方面。
起初辐射井等非管井的计算模型大多是根据线汇理论推导出来的,通过等强度分布的线汇方式对井管进行刻画[8-13]。此后,陈崇希等[14]总结了线汇理论刻画辐射井所存在的缺陷,并采用等效渗透系数的概念,对辐射井进行了重新定义,给出了新的辐射井计算模型。Wang等[15]在“渗流管流”耦合模型和“等效渗透系数”等理论的基础上,结合MODFLOW软件,不再用等效渗透系数刻画含水层中的井管,而是将其概化成由一系列相互连接的节点和管道组成的离散管网,并对黄河某水源地的允许开采量进行了计算。此后,众多学者纷纷采用这种方法对不同水源地的允许开采量进行了计算[16-19]。
然而,上述大多数学者的研究主要集中在计算模型和取水量上,对于影响辐射井取水量的因素研究较少。因此在辐射井建成后由于缺乏理论的指导,往往出现取水效率低,取水成本较高等问题。……
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