CN110929390B - 一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：采集模拟区场地实际抽水试验中的水位变化数据；步骤2：基于所述水位变化数据，建立地下水流概念模型；步骤3：基于地下水流概念模型，正演模拟并初步确定缺陷情形；以及步骤4：根据所述缺陷情形进行反演计算以得出渗透系数，调整所述渗透系数，并且基于所述渗透系数来定量评估垂直防渗墙的完整性。该方法既可以定量检测垂直防渗墙的整体防渗性能，又能够精确模拟分析垂直防渗墙结构缺陷处的具体位置及规模大小等，在很大程度上弥补了垂直反射法、弹性波CT法等检测技术的不足之处，对于完善垂直防渗墙质量检测体系至关重要。

Description

一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法

技术领域

本发明涉及水文地质试验领域，并且具体地，涉及一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法。

背景技术

防渗墙构成的防渗系统在水利水电工程中占有重要位置，因为它具有结构重要、技术复杂、投资比重大等因素，其中特别是垂直防渗墙的应用最为普遍，它的形式一般有帷幕灌浆防渗以及垂直防渗墙等。HDPE土工膜防渗墙作为易实现、效果最好的一种防渗体系，成为许多防渗工程的首选方案。但是，塑性HDPE土工膜垂直防渗墙作为隐蔽工程的一种，由于其墙体掩埋于地面以下，如何能更加准确的检测垂直防渗墙的防渗性能，仍然是一个值得深入研究的课题。随着垂直防渗墙技术在建筑工程中的推广和应用，防渗墙墙体质量检测技术也得到了较快的发展，其中垂直反射法、弹性波CT法等防渗墙墙体质量检测技术因具有轻便、快速、无损等特点而在业内受到广泛应用。

然而，垂直反射法、弹性波CT法这些技术方法仅能对垂直防渗墙体的完整性即垂直防渗墙是否存在结构缺陷(薄弱)处进行检测，而对垂直防渗墙体的具体防渗性能尤其是结构缺陷(薄弱)处的渗透性能无法进行定量分析，而且对垂直防渗墙中的结构缺陷(薄弱)处具体位置及规模大小无法精确确定。

综上所述，本领域急需一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法，其既可以定量检测垂直防渗墙的整体防渗性能，又能够精确模拟分析垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处的具体位置及规模大小。

发明内容

为了解决上述问题中的至少一个，本发明提出了一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：采集模拟区场地实际抽水试验中的水位变化数据；步骤2：基于所述水位变化数据，建立地下水流概念模型；步骤3：基于地下水流概念模型，正演模拟并初步确定缺陷情形；以及步骤4：根据所述缺陷情形进行反演计算以得出渗透系数，调整所述渗透系数，并且基于所述渗透系数来定量评估垂直防渗墙的完整性。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤2中还包括步骤21：定义所述地下水流概念模型的范围界限。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤21中，根据所述模拟区场地实际抽水试验中抽水井和观测井的位置以及抽水井影响半径确定所述地下水流概念模型的中心和范围界限，并且进行垂向边界概化和侧向边界概化。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤2中还包括步骤22：进行源汇项分析，其包括确定模拟区场地除试验井以外的其他源汇项内容。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤2中还包括步骤23：含水层概化，其包括根据所述模拟区场地的地质勘查报告，概化出所述地下水流概念模型中的含水层分布。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤2中还包括步骤24：确定水文地质参数的赋值，其包括确定含水层的渗透系数。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤2中还包括步骤25：网格剖分，其包括采用规则的矩形网格，将模拟区划分成若干行和若干列，并且根据含水层的层数在所述模拟区的垂直方向上设置相应的层。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤3中还包括步骤31：基于所述地下概念水流模型，概化缺陷情形，并且模拟不同缺陷情形下抽水试验中观测井的水位变化。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤3中还包括步骤32：比较不同模拟缺陷情形下获得的观测井水位变化数据与所述步骤S1中的实际抽水试验中观测井的水位变化数据，并且根据比较结果，确定一种到两种与实际抽水试验中拟合程度最优的缺陷情形。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤S4中，当试验井的水位数据与所述模拟区场地实际抽水试验中的抽水井和观测井的所述水位变化数据一致时，调整得到所述渗透系数。

在本发明的一个实施例中，所述渗透系数包括垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙渗透系数。

在本发明的一个实施例中，所述水位变化数据包括抽水井的涌水量、抽水井和观测井的水位变化数据。

在本发明的一个实施例中，所述地下水流概念模型是利用地下水建模系统GMS建立的。

在本发明的一个实施例中，所述缺陷情形包括如下情形：

垂直防渗墙结构缺陷处贯穿上部潜水含水层；

垂直防渗墙结构缺陷处贯穿下部承压含水层；

垂直防渗墙结构缺陷处贯穿上部潜水含水层和下部承压含水层；

垂直防渗墙结构缺陷处位于上部潜水含水层的局部；以及

垂直防渗墙结构缺陷处位于下部承压含水层的局部；

在本发明的一个实施例中，所述渗透参数是利用地下水建模系统GMS反演的。

根据本发明所提供的方法，既可以定量检测垂直防渗墙的整体防渗性能，又能够精确模拟分析垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处的具体位置及规模大小等，在很大程度上弥补了垂直反射法、弹性波CT法等检测技术的不足之处，对于完善垂直防渗墙质量检测体系至关重要。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1为根据本发明的一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法的流程示意图；

图2为根据本发明的一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法的地下水流概念模型图；

图3为根据本发明实施例的、情形B中观测井的水位降深采集值与水位降深的计算值的拟合图；

图4为根据本发明实施例的、情形B中缺陷宽度为1m时缺陷位置与试验井的水平距离为0m抽水最终阶段的实际模拟水位图；

图5为根据本发明实施例的、情形B中缺陷宽度为1m缺陷位置与试验井的水平距离为2m抽水最终阶段的实际模拟水位图；

图6为根据本发明实施例的、情形B中缺陷宽度为1m缺陷位置与试验井的水平距离为5m抽水最终阶段的实际模拟水位图；以及

图7为根据本发明实施例的、情形B中垂直防渗墙缺陷处渗透系数和垂直防渗墙渗透系数的计算结果。

详细描述

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

首先，参照图1来描述根据本发明的实施例的一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法。

如图1所示，一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法，包括以下步骤：步骤1：采集模拟区场地实际抽水试验中的水位变化数据；步骤2：基于所述水位变化数据，建立地下水流概念模型；步骤3：基于地下水流概念模型，正演模拟并初步确定缺陷情形；以及步骤4：根据所述缺陷情形进行反演计算以得出渗透系数，调整所述渗透系数，并且基于所述渗透系数来定量评估垂直防渗墙的完整性。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤2中还包括步骤21：定义所述地下水流概念模型的范围界限。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤21中，根据所述模拟区场地实际抽水试验中抽水井和观测井的位置以及抽水井影响半径确定所述地下水流概念模型的中心和范围界限，并且进行垂向边界概化和侧向边界概化。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤2中还包括步骤22：进行源汇项分析，其包括确定模拟区场地除试验井以外的其他源汇项内容。具体地，源汇项分析主要包括分析模拟区域的地下水补给、径流、排泄特征，该项目将边界设置为定水头边界，即是补给项，地下水水位的大小可确定模拟区径流方向(高水位向低水位流动)，模拟区内的抽水井即是排泄项。模拟中的源汇项即为抽水井，抽水井的涌水量与观测水位是进行地下水模拟的基础。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤2中还包括步骤23：含水层概化，其包括根据所述模拟区场地的地质勘查报告，概化出所述地下水流概念模型中的含水层分布。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤2中还包括步骤24：确定水文地质参数的赋值，其包括确定含水层的渗透系数。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤2中还包括步骤25：网格剖分，其包括采用规则的矩形网格，将模拟区划分成若干行和若干列，并且根据含水层的层数在所述模拟区的垂直方向上设置相应的层。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤3中还包括步骤31：基于所述地下概念水流模型，概化缺陷情形，并且模拟不同缺陷情形下抽水试验中观测井的水位变化。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤3中还包括步骤32：比较不同模拟缺陷情形下获得的观测井水位变化数据与所述步骤S1中的实际抽水试验中观测井的水位变化数据，并且根据比较结果，确定一种到两种与实际抽水试验中拟合程度最优的缺陷情形。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤S4中，当试验井的水位数据与所述模拟区场地实际抽水试验中的抽水井和观测井的所述水位变化数据一致时，调整得到所述渗透系数。具体地，对防渗墙参数的调整主要是依据实际测量水位(抽水井水位和观测井水位)与模拟水位(抽水井水位和观测井水位)的差异。实际抽水试验中防渗墙渗透系数越小(地层渗透系数固定不变情况下)，抽水井与观测井水位下降越多，模拟时与实际情况一致，即当模型中抽水井与观测井水位高于实际水位时，可降低防渗墙渗透系数，使得模拟水位下降。调整参数直至模拟水位与实际水位一致即完成对参数的调整。

在本发明的一个实施例中，所述渗透系数包括垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙渗透系数。

在本发明的一个实施例中，所述水位变化数据包括抽水井的涌水量、抽水井和观测井的水位变化数据。

在本发明的一个实施例中，所述地下水流概念模型是利用地下水建模系统GMS建立的。

在本发明的一个实施例中，所述缺陷情形包括如下情形：

垂直防渗墙结构缺陷处贯穿上部潜水含水层；

垂直防渗墙结构缺陷处贯穿下部承压含水层；

垂直防渗墙结构缺陷处贯穿上部潜水含水层和下部承压含水层；

垂直防渗墙结构缺陷处位于上部潜水含水层的局部；以及

垂直防渗墙结构缺陷处位于下部承压含水层的局部；

在本发明的一个实施例中，所述渗透参数是利用地下水建模系统GMS反演的。

S1：采集模拟区场地实际抽水试验中抽水井的涌水量、抽水井和观测井的水位变化数据。

S2：建立地下水流概念模型，包括：

步骤S21：定义地下水流概念模型的范围界限，在GMS软件中通过创建包围计算区域的圈闭弧段实现界定地下水流概念模型的范围，根据现场试验井的位置及抽水影响半径确定以试验井(抽水井和观测井的连线与垂直防渗墙的交点)为中心，外围100m*100m范围作为地下水流概念模型的边界。

垂向边界的概化：该模拟区场地以潜水含水层自由水面为上边界，由于垂直防渗墙的阻碍，其水量交换主要通降水与内部下层承压层进行交换，所以在模型中，以场地内潜水含水层自由水面为上边界，⑦层隔水层作为底面边界。

侧向边界概化：该模拟区场地浅部粘土含水层渗透系数较小，抽水井涌水量小于0.2m3/h，抽水过程中的影响范围有限，因此可以将以抽水井为中心将其周边概化为一类边界，即定水头边界，并将边界设置为定水头边界，水头值根据现场实测确定。

步骤S22：源汇项分析：根据现场勘察确定场地周边100m*100m范围内除试验井以外不存在其他源汇项内容，由于试验历时短蒸发量和降水量均较小，建模时不考虑场地内的蒸发量和降水量，场地内抽水井抽水量约1.5m3/d(根据实测值确定)。

步骤S23：含水层概化：模拟区场地的地质勘查报告显示，在地表向下30m勘探深度范围内均为第四系沉积物，场地表层为素填土，往下依次为新近沉积的粉质黏土、淤泥质粉质黏土、粉土、粉砂等。在勘探深度内，分布有两个承压水含水层，分别赋存于④层、⑤层、⑥层和⑧层、⑨层、⑩层中，这两个承压水含水层之间存在⑦层弱透水层，其渗透性较低，⑦层上部和下部的两个含水层水力联系较差，故④层、⑤层、⑥层和⑧层、⑨层、⑩层分别构成2个独立含水层，相互影响较小；⑦层上部的含水层为承压含水层，涌水量一般，水头标高均在黄海标高的-1.0m左右，但与潜水联系紧密。根据模拟区场地的实际试验井布置，抽水井主要位于第⑦层隔水层上部，因此可将模拟区场地在垂直方向上概化为2个含水层，即上部埋深约0-8m的潜水含水层和8-20m下部承压含水层，而抽水井抽水主要是以8-20m承压含水层为主。

步骤S24：确定水文地质参数的赋值：因为本模拟区场地中将含水层概化为潜水含水层和承压含水层，所以水文地质参数主要以潜水含水层与承压含水层的渗透系数、垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙渗透系数。

其中，含水层渗透系数根据下述公式进行计算：

其中，K是含水层的渗透系数(单位：m/d)，

R是抽水井影响半径(单位：m)，

Q是抽水井的涌水量(单位：m3/d)，

SW是抽水井的水位的下降值(单位：m)，

H是自然情况下潜水含水层的厚度(单位：m)，

rW是抽水井半径(单位：m)；

垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙渗透系数根据人工经验得出。

步骤S25：网格剖分：根据抽水试验的影响范围，在GMS软件中，采用规则的矩形网格，将以试验井为中心的100m*100m范围确定为各组抽水试验的模拟区，并划分为100行和100列。在垂直方向上根据设置的垂直防渗墙缺陷处特征划分为2层，划分的网格数为20000个单元格。

步骤S26：生成地下水流概念模型，如图2所示。

S3：正演模拟-初步确定缺陷情形；

S31：基于步骤S2建立的地下概念水流模型，概化缺陷情形，根据含水层概化情况，可以将缺陷情形概化成下面五种情形：A：垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处贯穿上部潜水含水层；B：垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处贯穿下部承压含水层；C：垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处贯穿上部潜水含水层和下部承压含水层；D：垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处位于上部潜水含水层的局部；E：垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处位于下部承压含水层的局部。

接着GMS软件模拟不同缺陷情形下,抽水试验中抽水井和观测井的水位变化,并且将水文地质参数(含水层的渗透系数、垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙渗透系数)输入GMS软件中进行反演计算并结合人工手动调整得出垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙的渗透系数。

当GMS软件模拟出的试验井的水位变化与实际场地抽水试验中试验井的水位变化一致时，此时的调整得出垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙的渗透系数即为实际场地垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙的渗透系数。

最后根据渗透系数定量评估垂直防渗墙的完整性情况：

A：垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处贯穿上部潜水含水层时：设置缺陷位置与试验井的水平距离分别为0m、2m、5m，并在缺陷位置与试验井的水平距离固定情况下调整缺陷宽度分别为0.5m和1m，调整垂直防渗墙缺陷处渗透系数后，观测井水位基本无变化或者变化很小，未能模拟出与实际观测井相一致的水位降深，因此认为此种情形假设与实际垂直防渗墙缺陷情况不符合。

B：垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处贯穿下部承压含水层时：设置缺陷位置与试验井的水平距离分别为0m、2m、5m，并在缺陷位置与试验井的水平距离固定情况下设置缺陷宽度分别为0.5m和1m，然后通过手动调整垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙(模拟区垂直防渗墙范围内除缺陷处以外其它部分)的渗透系数的方法，识别各种情形与实测数据的符合性，经过多次调整防渗墙渗透系数与缺陷处渗透系数，当缺陷宽度设置为1m，缺陷位置与试验井的水平距离分别为0m、2m、5m时，调整防渗墙渗透系数与缺陷处渗透系数，能够使得模拟出观测井水位的变化与实际采集的观测井的变化达到较好的吻合。图3为该情形下观测井的水位降深采集值与水位降深的计算值的拟合图，图4中为该情形下缺陷宽度为1m时缺陷位置与试验井的水平距离为0m抽水最终阶段的实际模拟水位图，图5中为该情形下缺陷宽度为1m缺陷位置与试验井的水平距离为2m抽水最终阶段的实际模拟水位图；图6中为该情形下缺陷宽度为1m时缺陷位置与试验井的水平距离为5m抽水最终阶段的实际模拟水位图。

其他情况下观测井水位基本无变化或者变化很小，未能模拟出与实际观测井相一致的水位降深。

C：垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处贯穿上部潜水含水层和下部承压含水层时：设置缺陷位置与试验井的水平距离分别为0m、2m、5m，并在缺陷位置与试验井的水平距离固定情况下设置缺陷宽度分别为0.5m和1m，然后通过手动调整垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙(模拟区垂直防渗墙范围内除缺陷处以外其它部分)的渗透系数的方法，识别各种情形与实测数据的符合性。

当缺陷宽度设置为1m，缺陷位置与试验井的水平距离分别为0m、2m、5m时，调整防渗墙渗透系数与缺陷处渗透系数，能够使得模拟出观测井水位的变化与实际采集的观测井的变化达到较好的吻合，其他情况下观测井水位基本无变化或者变化很小，未能模拟出与实际观测井相一致的水位降深。

D：垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处位于上部潜水含水层的局部时根据情形A中的模拟结果可知，垂直防渗墙缺陷贯穿上部潜水含水层时，调整垂直防渗墙渗透参数对模拟水位变化基本无影响，垂直防渗墙缺陷处位于上部潜水含水层局部与垂直防渗墙缺陷贯穿上部潜水含水层的情况类似，当设置缺陷位置与试验井的水平距离分别为0m、2m、5m，缺陷的大小分别为3m*4m、4m*4m时，调整垂直防渗墙缺陷处渗透系数，水位基本无变化或者变化很小，未能模拟出与实际观测井相一致的水位降深，因此认为此种情形假设与实际垂直防渗墙缺陷情况不符合。

E：垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处位于下部承压含水层的局部。

为了便于进行情形E的数值模拟，将承压含水层划分为两层，假定垂直防渗墙缺陷处呈现水平条带状，将其分别设置于承压含水层底部区域和含水层中部区域，设置缺陷处距离试验井水平距离分别为0m、2m和5m，缺陷处宽度分别设置为1m和3m，缺陷处的高度分别为0.5m和1.0m,

当缺陷处位于承压含水层底部区域时，通过同时调整垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙渗透系数，在合理的渗透系数范围内，未能模拟出与实际观测井相一致的水位降深，因此认为此种情形假设与实际垂直防渗墙缺陷情况不符合；

当缺陷处位于承压含水层中部区域时，通过同时调整垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙的渗透系数，在合理的渗透系数范围内，未能模拟出与实际观测井相一致的水位降深，因此认为此种情形假设与实际垂直防渗墙缺陷情况不符合。

根据上述5种情形模拟结果，情形A、情形D和情形E中模拟计算值与实测水位降深值相差甚远，在合理的水文地质参数范围内，均未能达到较好的拟合，即与缺陷处的实际特征相差甚远，因此可以将此三种情况排除；

情形C与情形B数值模拟结果稍有差别，但基本一致，根据情形A的数值模拟情况可知，上部潜水含水层存在缺陷时，并不会对水位降深产生较大影响，因此在模拟情形③时，对水位降深产生影响的是位于承压含水层的垂直防渗墙缺陷处。因此可基本认为情形C与情形B属于同一种情形。

S4：根据步骤S3中情形B进行反演计算并结合人工手动调整得出渗透系数，情形B在合理范围内同时调整垂直防渗墙渗透系数与垂直防渗墙缺陷处渗透系数时，水位均有明显改变，并且在已确定的含水层渗透系数的基础上，能够通过合理调整垂直防渗墙渗透系数与垂直防渗墙缺陷处渗透系数，使得模拟值与实际观测值达到相对一致的结果，而且改变缺陷处的位置时，也能通过合理调整防渗墙渗透系数与缺陷处渗透系数的大小，得到与实际观测值相一致的结果。如图7示，虽然缺陷位置与试验井的水平距离改变对缺陷处渗透系数有一定的影响，但是变化值基本处于同一个数量级，因此情形B下的垂直防渗墙缺陷处特征与实际情况较为接近；

综合以上分析，垂直防渗墙缺陷处可能位于承压含水层并贯穿或接近贯穿承压含水层，缺陷宽度约为1.0m左右。

本发明提出的一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法具有如下有益效果：其既可以定量检测垂直防渗墙的整体防渗性能，又能够精确模拟分析垂直防渗墙结构缺陷(薄弱)处的具体位置及规模大小等，在很大程度上弥补了垂直反射法、弹性波CT法等检测技术的不足之处，对于完善垂直防渗墙质量检测体系至关重要

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种基于地下水水文地质试验的数值模拟检测方法，应用于垂直防渗墙体，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：采集模拟区场地实际抽水试验中的水位变化数据；所述水位变化数据至少包括抽水井和观测井的水位变化数据；

步骤2：基于所述水位变化数据，建立地下水流概念模型；

步骤3：基于地下水流概念模型，正演模拟并初步确定缺陷情形；以及

步骤4：根据所述缺陷情形进行反演计算以得出渗透系数，调整所述渗透系数，并且基于所述渗透系数来定量评估垂直防渗墙的完整性；

所述根据所述缺陷情形进行反演计算以得出渗透系数，调整所述渗透系数，并且基于所述渗透系数来定量评估垂直防渗墙的完整性，包括：

模拟缺陷情形下，抽水试验中抽水井和观测井的的水位变化，并且根据水文地质参数进行反演计算并结合人工手动调整得出垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙的渗透系数；

当模拟出的抽水井和观测井的水位变化与实际场地抽水试验中抽水井和观测井的水位变化一致时，此时的调整得出垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙的渗透系数即为实际场地垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙的渗透系数；

基于所述垂直防渗墙缺陷处的渗透系数和垂直防渗墙渗透系数来定量评估垂直防渗墙的完整性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中还包括步骤21：定义所述地下水流概念模型的范围界限。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤21中，根据所述模拟区场地实际抽水试验中抽水井和观测井的位置以及抽水井影响半径确定所述地下水流概念模型的中心和范围界限，并且进行垂向边界概化和侧向边界概化。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中还包括步骤22：进行源汇项分析，其包括确定模拟区场地除试验井以外的其他源汇项内容。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中还包括步骤23：含水层概化，其包括根据所述模拟区场地的地质勘查报告，概化出所述地下水流概念模型中的含水层分布。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中还包括步骤24：确定水文地质参数的赋值，其包括确定含水层的渗透系数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中还包括步骤25：网格剖分，其包括采用规则的矩形网格，将模拟区划分成若干行和若干列，并且根据含水层的层数在所述模拟区的垂直方向上设置相应的层。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中还包括步骤31：基于所述地下水流概念模型，概化缺陷情形，并且模拟不同缺陷情形下抽水试验中观测井的水位变化。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中还包括步骤32：比较不同模拟缺陷情形下获得的观测井水位变化数据与所述步骤1中的实际抽水试验中观测井的水位变化数据，并且根据比较结果，确定一种到两种与实际抽水试验中拟合程度最优的缺陷情形。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水位变化数据还包括抽水井的涌水量。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地下水流概念模型是利用地下水建模系统GMS建立的。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缺陷情形包括如下情形：

垂直防渗墙结构缺陷处贯穿上部潜水含水层；

垂直防渗墙结构缺陷处贯穿下部承压含水层；

垂直防渗墙结构缺陷处贯穿上部潜水含水层和下部承压含水层；

垂直防渗墙结构缺陷处位于上部潜水含水层的局部；以及

垂直防渗墙结构缺陷处位于下部承压含水层的局部。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述渗透系数是利用地下水建模系统GMS反演的。