Visual-MODFLOW对某磷矿开采矿坑涌水量的预测研究

Visual MODFLOW 对某磷矿开采矿坑涌水量的预测讨论中国在农业方面一直对含磷复合肥的使用量较高,因此对磷矿石的需求量和磷矿山的开采度也较大。随着磷矿山的深度开采,地下水不断涌出,预测地下水流场变化及涌水量对矿山开采十分关键。现用于地下水涌水量预测的方法较多,如水文地质比拟法、稳定井流解析法、非稳定流解析法、涌水量曲线方程法、水均衡法、解析法等,以上方法对于矿区裂隙含水层涌水量的预测存在局限性。随着计算机的应用与进步进展,地下水数值模拟软件在国内外得到大量运用。Visual MODFLOW 具有可视化、适用性、仿真度高和方便灵活等优点,本讨论通过 Visual MODFLOW 对矿区补、径、排条件,水文地质环境进行刻画,模拟磷矿开采过程对地下水环境的动态影响,预测矿山裂隙含水层地下水流场分布变化及地下水涌水量。讨论对象为雷波县某磷矿区,其磷矿床呈层状中等倾薄矿体,主要赋存于寒武系下统麦地坪组。矿区属亚热带季风气候区,雨季、旱季分明,区内山脉纵横、河流深切,北、西分别有溜筒河、阿依戈河,河流最终汇入东北的金沙江。讨论区内褶皱、断裂发育,F1、F2 断层对矿床充水有直接影响,地下水在沟谷排泄补给地表水,主要补给来源为大气降水。本讨论根据磷矿的开采范围、开采顺序、中段标高、服务年限要求及矿区水文地质条件,在查明矿床充水因素的基础上,概化模型范围为9.50km×10.27km,模型边界以河流及自然分水岭为界,垂向划分 6 层分别反映第四系孔隙透水层、龙王庙组岩溶裂隙中等含水层、沧浪铺组上段岩溶裂隙中等含水层、筇竹寺组上段岩溶裂隙中等含水层、麦地坪组和震旦系上统灯影组岩溶裂隙强含水层。模型校正中,首先对稳态模型进行校正,结合观测井水位实测值,对模型参数取值、参数分区及边界条件进行敏感性分析及优化。由稳态模型敏感性分析可知,河流边界入渗参数、降雨入渗补给量和渗透系数对模型地下水流场分布影响显著,而初始水位值和储水系数对地下水位影响较小。在稳态模型校正基础上,为了得到地下水涌水量动态变化,对非稳态模型进行校正。非稳态条件下,利用观测井动态实测数据和敏感性分析,进一步优化模型参数。非稳态模型敏感性分析知,降雨入渗、边界条件、储水系数和初始水位对动态地下水水位波动影响显著。将校正后的非稳态模型用于矿区开采不同阶段,预测地下水流场分布及涌水量动态变化。讨论区以等效抽水井的形式对涌水量进行预测,根据矿区位置、开采顺序和最低坑道高程布置等效抽水井。通过不断调整等效抽水...