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水封油库地下水位动态变化特性数值研究

原文作者:
  蒋中明,冯树荣,曾 铃,赵海斌,梅松华
发布时间:
  2014-08-14
来    源:
  长沙理工大学水利工程学院,中国水电顾问集团中南勘测设计研究院
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摘 要:为认识水封石油洞库区地下水位的动态变化过程,以黄岛地下水封石油洞库的基本地质条件为依据,采用饱和非饱和非恒定流数值分析方法,对水封油库在施工期和运行期可能出现工况下的地下水位变化情况进行了全过程数值仿真计算,分析了不同时期洞库区附近岩体的地下水位分布特点及变化过程。研究表明水封油库区内的地下水位变化过程主要受岩体渗透系数、洞库开挖方式和运行方式的影响;当洞库区岩体渗透系数大于1.0×10−7 m/s 时,洞顶上方岩体中的地下水将被疏干,必须设置水幕系统来保证洞库的水封效果。
0 引 言
    地下水封石油洞库作为原油储备的方式之一在中国已经进入实施阶段。地下水封油库的原理是利用洞室周边岩体裂隙水压力与洞库中的油压力之差封存洞库中的原油。因此为达到良好的水封效果,地下水封油库必须布置在某一稳定的地下水位线以下,以保证洞库边墙和底板裂隙岩体中的水压力大于洞库中相应位置处的储油压力。洞库区地下水位的变化与洞库初始地下水位、洞库开挖过程及油库运行方式等密切相关[1]。洞库上方岩体内的地下水位变化在施工期和运行期都将经历一个复杂的变化过程,文献[2]通过对宁波石浦水封油库1976年7月—1978年7月地下水位观测数据的分析后也证实了这一情况。同时文献[2]还明确地指出运行期水封油库罐体周围存在一个地下水的降落漏斗,而且漏斗曲线随罐内液面的高低而变化。洞库区出现的降落漏斗一般源于施工期洞室开挖处理不当而在洞室顶部形成降落漏斗,同时也会导致洞室周围裂隙水疏干[3]。洞库周围岩体中的降落漏斗过大和水体疏干严重时可能导致水封条件的丧失。由于洞库区岩体渗透性一般较小,洞库水封条件丧失后再恢复将是一个复杂而漫长过程。因此在施工期应采取相应的裂隙水保护措施以避免洞库周围岩体中的水体被大范围疏干。
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