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地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法及电子设备技术

技术编号:43384741 阅读:17 留言:0更新日期:2024-11-19 18:00
本发明专利技术提供了一种地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法及电子设备,本发明专利技术基于地下水封洞库开挖揭露的裂隙进行建模,裂隙参数与实际情况基本一致,体现了开挖区域裂隙特征和裂隙分布特征差异,真实反映地下水封洞库地下水在含水介质中的渗流特征,可以更加准确表征含水介质不同区域的裂隙连通性和渗流分布差异。本发明专利技术构建地下水封洞库不同阶段的裂隙网络渗流模型,能够实现地下水封洞库建设过程中的地下水变化分析、渗水量预测分析以及地下水封洞库运营过程中的洞室渗水量以及地下水位的预测分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地下水封洞库水文地质模型动态创建领域,特别是涉及一种地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法及电子设备


技术介绍

1、地下水封洞库是指在稳定的地下水位以下的岩体中,人工挖掘形成一定容积洞室储存石油产品,并通过设计控制地下水由围岩裂隙流入洞库以实现密封储油的地下工程。地下水封洞库具有储存量大、安全可靠、成本低廉等优点,是石油等战略能源的重要储存方式之一。目前正在逐步取代地面储存方式,成为主流的战略能源储存方式。

2、地下水封洞库工程领域最为核心的技术难题是如何在保证水封安全的前提下准确预测和精准控制储油洞室的渗水量。因此,在地下水封洞库建设和运营过程中,需要通过构建三维水文地质模型来直观表达地下水储存和运移过程,精准刻画含水介质的非均质性和各向异性,进而实现地下水渗流场的准确描述,控制地下水流动要素。

3、地下水封洞库围岩内部发育的裂隙网络是地下水流动的主要通道,然而由于裂隙发育的不规则性,裂隙性质难以精确测定,地下水封洞库常用的等效连续介质法、离散裂隙网络法和双重介质法等建模方法只能对裂隙网络渗流进行概化处理。等效连续介质法:忽略裂隙,将裂隙等效为孔隙介质,不能体现库区渗透系数和水量分布不均匀;离散裂隙网络法:裂隙被视为离散的实体,通过定义裂隙的几何属性(如长度、宽度、方向等)和相互连接关系来构建裂隙网络模型,通过统计库区裂隙规律进行随机裂隙网络生成(忽略孔隙),不能体现各洞室裂隙连通特征;双重介质法:此方法为上述两种方法结合,对于裂隙建模采用随机生成。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对现有技术不足,提供了一种地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法及电子设备,建立真实的三维裂隙渗流网络模型,体现了地下水封洞库裂隙特征和裂隙分布特征差异。

2、为了实现上述目的,本专利技术所采用的技术方案是:

3、一种地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,包括以下步骤:

4、s1:获取地下水封洞库地质资料,所述地质资料包括工程地质资料、水文地质资料、地形地貌数据、工程布置图、水文地质试验及数据、钻探及物探资料;

5、s2:根据所述地质资料,确定地下水封洞库的地表地形、地层岩性分布及分界面、断层空间位置及形状;

6、s3:根据地表地形、地层岩性分布及分界面、断层空间位置及形状、地下水封洞库工程范围,构建初始概化几何模型;

7、s4:从水文地质试验及数据中,得到所述初始概化几何模型的渗透系数,根据水文地质资料中大气降雨速度、河流水位及地下水水位界限,得到所述初始概化几何模型的边界条件,形成初始概化水文地质模型;

8、s5:获取地下水封洞室施工开挖阶段的裂隙参数,在所述初始概化水文地质模型上构建裂隙,形成初始三维裂隙网络渗流模型;

9、s6:调整初始三维裂隙网络渗流模型中的裂隙开度,获取不同裂隙开度下的模拟渗水量,对比模拟渗水量和实测渗水量,将两者之间的误差小于误差阈值时的裂隙开度作为初始三维裂隙网络渗流模型中的裂隙开度,得到三维裂隙网络渗流模型。

10、本专利技术基于开挖揭露的裂隙进行建模,裂隙参数与实际情况基本一致,体现了开挖区域裂隙特征和裂隙分布特征差异,真实反映地下水封洞库地下水在含水介质中的渗流特征,可以更加准确表征含水介质不同区域的裂隙连通性和渗流分布差异。

11、进一步地,所述分界面通过将不同钻孔和物探剖面中相同地层分界标高连接组合而形成;所述断层空间位置及形状根据钻探、物探资料以及实际开挖揭露情况确定其产状、宽度以及延伸深度、长度。

12、进一步地,所述初始概化几何模型的边界条件包括大气降雨入渗速度、边界压力水头。

13、进一步地,所述裂隙参数包括裂隙产状、相邻裂隙间距、裂隙空间位置、裂隙迹长。

14、进一步地,所述裂隙迹长通过相邻设施相同部位揭露的裂隙情况进行计算,若相邻设施相同部位的裂隙存在相同产状,则将裂隙合并为一条裂隙,计算裂隙迹长。

15、进一步地,利用所述地下水封洞库三维裂隙网络渗流模拟方法,对至少两个工程阶段,获取各工程阶段的三维裂隙网络渗流模型,所述工程阶段包括地下水封洞室分层开挖阶段、气密性试验阶段、运营阶段、扩建阶段。

16、进一步地,根据本阶段三维裂隙网络渗流模型的渗水量和水位、下阶段的三维裂隙网络渗流模型,得到下阶段的渗水量和水位。本专利技术构建不同工程阶段的裂隙网络渗流模型,能够实现地下水封洞库建设和运营过程中的地下水变化分析、渗水量预测分析。

17、基于同一专利技术构思,本专利技术还提供了一种电子设备,包括:

18、一个或多个处理器;

19、存储器,其上存储有一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法的步骤。

20、基于同一专利技术构思,本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质,其存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法的步骤。

21、相比于现有技术,本专利技术的有益效果:

22、本专利技术基于开挖揭露的裂隙进行建模,裂隙参数与实际情况一致,体现了开挖区域裂隙特征和裂隙分布特征差异,真实反映地下水封洞库地下水在含水介质中的渗流特征,可以更加准确表征含水介质不同区域的裂隙连通性和渗流分布差异。

23、本专利技术构建不同阶段的裂隙网络渗流模型,能够实现地下水封洞库建设过程中的地下水变化分析、渗水量预测分析以及地下水封洞库运营过程中的洞室渗水量以及地下水位的预测分析。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,所述分界面通过将不同钻孔和物探剖面中相同地层分界标高连接组合而形成;所述断层空间位置及形状根据钻探、物探资料以及实际开挖揭露情况确定其产状、宽度以及延伸深度、长度。

3.根据权利要求1所述的地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,所述初始概化几何模型的边界条件包括大气降雨入渗速度、边界压力水头。

4.根据权利要求1所述的地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,所述裂隙参数包括裂隙产状、相邻裂隙间距、裂隙空间位置、裂隙迹长。

5.根据权利要求4所述的地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,所述裂隙迹长通过相邻设施相同部位揭露的裂隙情况进行计算,若相邻设施相同部位的裂隙存在相同产状,则将裂隙合并为一条裂隙,计算裂隙迹长。

6.根据权利要求1所述的地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,利用所述地下水封洞库三维裂隙网络渗流模拟方法,对至少两个工程阶段,获取各工程阶段的三维裂隙网络渗流模型,所述工程阶段包括地下水封洞室分层开挖阶段、气密性试验阶段、运营阶段、扩建阶段。

7.根据权利要求6所述的地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,根据本阶段三维裂隙网络渗流模型的渗水量和水位、下阶段的三维裂隙网络渗流模型,得到下阶段的渗水量和水位。

8.一种电子设备,其特征在于,包括:

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,所述分界面通过将不同钻孔和物探剖面中相同地层分界标高连接组合而形成;所述断层空间位置及形状根据钻探、物探资料以及实际开挖揭露情况确定其产状、宽度以及延伸深度、长度。

3.根据权利要求1所述的地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,所述初始概化几何模型的边界条件包括大气降雨入渗速度、边界压力水头。

4.根据权利要求1所述的地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,所述裂隙参数包括裂隙产状、相邻裂隙间距、裂隙空间位置、裂隙迹长。

5.根据权利要求4所述的地下水封洞库真实三维裂隙网络渗流模拟方法,其特征在于,所述裂隙迹长通过相邻设施相同...

【专利技术属性】
技术研发人员:李叶朋蔡武军卢乐刘阳罗崇宏
申请(专利权)人:中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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