ICS 73. 060. 99 H 60
YS
中华人民共和国黄金行业标准
YS/T3010—2012
黄金矿地下水水量管理模型技术要求
Technical requirement for groundwater volume
management model of gold mine
2013-03-01实施
2012-11-07发布
中华人民共和国工业和信息化部 发布 YS/T3010—2012
目 次
前言 1 范围 2 术语与定义 3 总则
资料收集基本要求 5水文地质补充勘探要求黄金矿地下水水量管理模型的建立
4
6
管理期内的地下水动态监测工作
7
8成果报告提交· 附录A（资料性附录） 模型概化所需资料附录B（资料性附录) 单元划分示意图附录C(资料性附录) 结点和单元编号示意图附录D（资料性附录) 结点坐标附录E(资料性附录) 单元的结点号码表
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13 14 15 6 YS/T3010—2012
前 言
本标准按照GB/T1.1--2009给出的规则起草。 本标准由中国黄金协会提出。 本标准由全国黄金标准化技术委员会（SAC/TC379)归口。 本标准起草单位：山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿、中南大学。 本标准主要起草人：何吉平、宫凤强、修国林、李夕兵、齐兆军、赵国彦、李威、刘志祥、王善飞、王江、
刘自成。 YS/T3010-2012
黄金矿地下水水量管理模型技术要求
1范围
本标准规定了黄金矿地下水水量管理模型技术中资料收集、水文地质补充勘查、地下水水量管理模型的建立及其管理期内的地下水动态监测和成果报告编制的要求。
本标准适用于黄金矿地下水水量管理模型技术工作。
2术语与定义
下列术语和定义适用于本文件。
2. 1
概化generalization 将水文地质条件的定义进行修改或者补充以使其适用于更大的范围。
2.2
系统工程方法approachesofsystemengineering 把要处理的问题及其有关情况加以分门别类、确定边界，同时强调把握各门类之间和各门类内部诸
因素之间的内在联系和完整性、整体性，否定片面和静止的观点和方法。 2. 3
边界条件boundaryconditions 界定渗流研究区边界上的水力特征，或界定研究区以外对研究区边界上的水力作用。
2. 4
数学模型识别recognitionofmathematicalmodel 在已知数学模型初、边值条件下，通过对地下水系统模型的输人和输出计算结果的分析，以达到选
择正确参数（及参数识别）、校正已建立数学模型和边界条件的计算过程。 2.5
数学模型检验 verificationofmathematicalmodel 根据模型识别后的参数和已知初、边值条件，选用更长计算时段，通过对地下水系统模型的输人和
输出计算，使计算所得数据和实际观测数据有最好的拟合，以进一步提高数学模型正确性。 2. 6
水文地质概念模型 conceptual hydrogeological model 把含水层实际的边界性质、内部结构、渗透性能、水力特征和补给排泄等条件概化为便于进行数学
与物理模拟的基本模式。 2.7
地下水水量模型 groundwatervolumemodel 可描述与模拟地下水流运动规律（水量变化）的数学或物理模型。
2. 8
地下水水量管理模型 groundwatervolumemanagementmodel 用于解决地下水水量分配和地下水开采量、水位控制以及取水工程合理布局等问题的地下水资源
管理模型。
1 YS/T 3010-2012
3总则
3.1黄金矿地下水水量管理模型技术工作的主要任务是，收集工作区域的水文地质资料，必要时应补充水文地质工作，查明管理区含水层地质结构特征、地下水水文地质特征、补给水源及边界条件等水文地质条件，为建立地下水水量管理模型做好技术工作。 3.2在黄金矿地下水水量管理模型运作过程中，应通过及时的地下水水量监测工作，校正和完善地下水水量管理模型。 3.3地下水资源管理模型工作是在已有的地下水资源评价工作基础上进行的，在工作中应充分利用已有的地下水勘察和开采利用过程中的工作成果和监测资料。 3.4应坚持运用系统工程的思想布置勘查工作，指导地下水水量管理模型的建立和综合评价工作。
4资料收集基本要求
4.1工作范围应根据管理区的地质、水文地质条件，管理问题的性质、要求，取水工程的类型、布局来确定，并应包括完整的水文地质单元。 4.2建立地下水水量管理模型，应收集的矿区区域水文地质资料有：
a) 岩性、地层、地质构造、地貌特征。 b）地下水的补给、径流、储存和排泄条件以及富水性变化规律。 c) 区域水均衡资料：
1）大气降水和蒸发的时空分布特征及降水人渗条件； 2）地表水的水位、水质、蓄水量及其渗漏补给地下水量； 3 区域土壤、植被、农作物的基本特征，包气带水的运移特征及其水质特征； 4）气降水、地表水、包气带水与地下水的相互转化特征及其水均衡要素。
4.3 3建立地下水水量管理模型，所需的矿区含水层水文地质资料有：
a) 含水层的边界条件； b) 含水层分布和埋藏条件： c) 含水层的主要水文地质参数（导水系数、渗透系数、贮水系数、单位涌水量等）； d) 含水层地下水类型及其空间分布规律； e) 含水层地下水的补给； f) 含水层垂向、侧向水量交换方式及交换条件； g) 不同时期(枯、平、丰水期)含水层地下水流场及其动态规律。
5水文地质补充勘探要求
5.1一般要求 5.1.1黄金矿地下水水量管理模型要求具有详查以上的水文地质勘察精度。 5.1.2根据建立黄金矿地下水水量管理模型工作的要求，应补充适当的水文地质勘探工作。 5.2水文地质补充勘探工作 5.2.1确定含水层的层位、厚度、岩性、产状、空隙性（孔隙性、裂隙性、岩溶性），并测定各个含水层的水位。 5.2.2确定含水层在垂直和水平方向上的透水性和含水性的变化。
2 YS/T3010--2012
5.2.3确定断层的导水性，各个含水层之间，地下水和表水之间，以及其与井下的水力联系。 5.2.4确定钻孔涌水量和含水层的渗透系数等水文地质参数。 5.3，水文地质补充勘探钻孔的布置原则及要求 5.3.1补充勘探钻孔布置的原则
补充勘探钻孔尽可能做到一孔多用，井上下相结合。应布置在： a）含水层的赋存条件、分布规律、岩性、厚度、含水性、富水性及其他水文地质条件和参数等不清
楚或不够清楚的地段。 b)[ 断层的位置、性质、破碎情况、充填情况及其导水性不清楚或不够清楚的地段。 c) 隔水层的赋存条件、厚度变化，隔水性能没有掌握或掌握不够的地段， d）矿层顶、底板岩层的裂隙，岩溶情况不清楚或不够清楚的地段。 e) 先期开发地段。
5.3.2补充勘探钻孔布置要求 5.3.2.1 确定主要含水层的性质时，钻孔应布置在水文地质条件不同的地段。 5.3.2.2 确定断层破碎带的导水性时，布置的钻孔应通过破碎带，最好能通过上、下盘的同一含水层或不同含水层。 5.3.2.3钻孔应通过可能存在水力联系的含水层。 5.3.2.4查明地表水与地下水之间的水力联系时，钻孔应布置在距地表水远近不同的地段，然后逐一抽水，抽水时的降深应尽可能大。 5.3.2.5确定地下水与井下的水力联系时，钻孔应布置在井下出水点附近的含水层中，然后做联通试验，从钻孔中投入试剂，在井下出水点取样测定是否有试剂反应。 5.3.2.6查明岩层岩溶化程度时，钻孔应布置在能够控制其变化规律的地段。
6黄金矿地下水水量管理模型的建立
6.1 建立模拟管理区的水文地质概念模型 6.1.1模型概化的要求
依据水文地质资料，建立概念模型。确定模拟的目标含水层，勾画出地下水实体系统的内部结构与边界条件，然后对实体系统进行概化。所需数据见附录A。 6.1.2管理区的边界条件概化 6.1.2.1通则
根据含水层、隔水层的分布、地质构造和管理区边界上的地下水流特征、地下水与地表水的水力联系，可将管理区边界概化为给定地下水水位（水头）的第一类边界、给定地下水流量的第二类边界和给定地下水流量与水位关系的第三类边界。 6.1.2.2管理区边界
管理区应以自然边界为管理区边界。在管理区仅为水文地质单元一部分的情况下，应注意处理好水文地质单元内水资源的分配以及管理区边界上的水量交换问题，全面反映地下水系统整体与局部、局部与局部、系统与环境的对应关系。当地表水和隔水边界不能将管理区围闭时，应在离水源地或矿区中
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心较远的弱透水部位，取人为边界；若含水层岩性比较均一，且分布广阔，没有发现弱透水层的存在，则宜在离水源地或矿区中心足够远处用观测孔控制，取人为边界。 6.1.2.3地表水体边界
地表水体边界分为二类： a）第一类边界：地表水与含水层有密切的水力联系，经动态观测证明有统一水位，地表水对含水
层有无限的补给能力，降落漏斗不可能超越此边界线时，地表水体可以确定为第一类边界；如果只是季节性的河流，只能在有水期间定为第一类边界；如果只有某段河水与地下水有密切水力联系，则只将这一段确定为第一类边界，
b) 第二类边界：地表水与地下水没有密切水力联系或河床渗透阻力较大时，仅仅是垂直入渗补
给地下水。
6.1.2.4断层接触边界
断层接触边界分为三类：
隔水边界：断层的渗透系数或导水系数很小，边界的进出水量与边界处结点控制均衡区的其他
a)
进出水量相比可忽略不计时，该边界可视为隔水边界。 b）第一类边界：如果断裂带本身是导水的，管理区内为导水性较弱的含水层，而区外为强导水的
含水层时，可以定为第一类边界。 c)3 第二类边界：如果断裂带本身导永，管理区内为富含水层，区外为弱含水层时，可以定为第二类
边界。
6.1.2.5岩体或岩层接触边界
岩体或岩层接触边界，一般多属于隔水边界或第二类边界。第二类边界应测得边界处岩石的导水系数及边界内外的水头差，算出水力坡度，计算出补给量或流出量。 6.1.2.6地下水的天然分水岭
地下水的天然分水岭，可以作为隔水层，但应考虑开采后是否会移动位置。 6.1.2.7构造分水岭
由于构造，如褶皱、断层、单斜含水层等，使得地下水的补给区边界与地表分水岭或地下水的排泄区边界与地下水系统内地表水体不一致时，应考患构造分水岭作为隔水边界。 6.1.3管理区内含水层内部结构特征的概化 6.1.3.1含水层组的概化
根据含水层组类型、结构、岩性等，确定层组的均质或非均质、各向同性或各向异性，确定层组水流为稳定流或非稳定流、潜水或承压水。 6.1.3.2 2含水介质的概化
a）含水介质条件：
1） 确定含水层类型，查明含水层在空间的分布形状；对承压水，可用顶底板等值线图或含水
层等厚度图来表示；对潜水，则可用底板标高等值线图来表示。 2） 查明含水层的导水性、储水性及主渗透方向的变化规律，用导水系数T、贮水系数μ（或
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给水度产)进行概化的均质分区，只要渗透性不大的地段，就可相对视为均质区。
3）查明计算含水层与相邻含水层、隔水层的接触关系，是否有“天窗”、断层等沟通。如果为
了取得某些详细准确的参数，需布置大量勘探、试验工作而要花费昂贵的代价时，可考虑先有一个控制数值，再在识别模型时反求该参数。
b）含水介质概化：
1）孔隙含水介质：
均质、非均质：如果在渗流场中，所有点都具有相同的渗透系数，则概化为均质含水层，否则概化为非均质的；自然界中绝对均质的岩层是没有的，均质与非均质是相对的，视具体的研究目标而定。 各向同性、各向异性：根据含水层透水性能和渗流方向的关系，可以概化为各向同性和各向异性二类。如果渗流场中某一点的渗透系数不取决于方向，即不管渗流方向如何都具有相同的渗透系数，则介质是各向同性的，否则是各向异性的。
2）裂隙、岩溶含水介质：
裂隙、岩溶含水介质的概化要视具体情况而定。在局部溶洞发育处，岩溶水运动一般为非达西流（即非线性流和紊流），但在大区域上，北方岩溶水运动近似地满足达西定律，含水介质可概化为非均质、各向异性的连续介质。
6.1.4管理目标含水层水力特征的概化 6.1.4.1层流、亲流
一般情况下，在松散含水层及发育较均匀的裂隙、岩溶含水层中的地下水运动，大都是层流，符合达西定律。只有在极少数大溶洞和宽裂隙中的地下水流，才不符合达西定律，呈紊流。 6.1.4.2平面流和三维流
在开采状态下，地下水运动存在着三维流。特别是在区域降落漏斗附近，三维流更明显，故应用地下水三维流模型。当三维流场的水位资料难以取得，可将三维流问题按二维流处理，但应考虑所引起的计算误差是否能满足水文地质计算的要求。 6.1.4.3源汇项
源汇项的概化应根据区内开采井的特点将其概化为点井、面积井或大井。根据区内降雨、蒸发、上下含水层的顶托或下渗补给，以及各类地表水的渗入补给特点及分布特征，可将其概化为单元入渗补给强度或单元蒸发强度。 6.2地下水水量系统的数学模型化 6.2.1地下水水量系统的数学模型是由水文地质概念模型来确定的。按水层的埋藏条件分为潜水流或承压水流模型，根据地下水运动的时空变化特征又可分为：稳定流或非稳定流模型、平面二维流或面二维流、拟三维流或三维流模型。模型中的每个变量都应给定相应的物理意义和量纲 6.2.2数学模型一般应包括描述管理区内地下水运动和均衡关系的微分方程和定解条件组成，定解条件中包含边界条件和初始条件。模型类型一般分为分布参数模型和集中参数模型。 6.3数值法求解地下水水量模型 6.3.1有限单元法求解地下水流动方程 6.3.1.1用有限个单元的集合体来代替管理区，这些单元的结合点称为结点，选择简单的函数来近似
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