《Water》：Construction of a Vertical Grouting Curtain and Numerical Evaluation of Its Water-Blocking Effectiveness in a Water-Rich Volcanic Polymetallic Deposit
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研究人员通过地质调查、灌浆记录与两次大规模多井抽水试验，构建了帷幕实施前后三维FEFLOW地下水流动模型。以两次试验的水头观测约束模型校准，并基于边界尺度水量均衡刻画残余侧向补给。南部、中部与西部帷幕区段与自然低渗边界协同，但东南部仍存在未灌浆缺口IJ。校准结
研究人员通过地质调查、灌浆记录与两次大规模多井抽水试验，构建了帷幕实施前后三维FEFLOW地下水流动模型。以两次试验的水头观测约束模型校准，并基于边界尺度水量均衡刻画残余侧向补给。南部、中部与西部帷幕区段与自然低渗边界协同，但东南部仍存在未灌浆缺口IJ。校准结果显示：多数主帷幕区渗透系数（Hydraulic Conductivity, K）为0.005–1.26 m/d，而中部两区高达8.26与4.26 m/d，显示帷幕水力性能具强非均质性。在预设开采情景下，总涌水量由?240 m标高38 738.2 m3/d增至?340 m标高46 449.2 m3/d；东南部缺口IJ为最大单点入流通道，其次为南部帷幕段HI与GH。相较无帷幕情景，整体堵水效率分别为60.00%与57.26%，局部评估效率为70.43%与68.02%。?290 m情景下模型域（1.65 km2）内形成降落漏斗，集总计算释放弹性储量为约9.98×10? m3。现有模型与观测尚不能界定区域影响半径或量化地面变形。该集成帷幕—地质屏障显著削减模型涌水量，但未灌浆缺口与局部高渗区仍维持深部开采下的残余补给，研究由此指明优先加固区段并支撑排水设计与地下水监测。
研究背景与问题提出
深埋隐伏多金属矿开采常穿越强富水火山裂隙-溶洞含水层（Fractured–Cavernous Aquifer）、导水断层与隐伏破碎带，面临持续涌水与突水风险；大规模疏干还会引发区域地下水位下降与水资源压力。垂直灌浆帷幕（Vertical Grouting Curtain）通过降低岩体渗透性限制侧向补给，但注浆不连续、未搭接缺口与残余导水裂隙会削弱其水力有效性。既有研究多关注总涌水量或区域水头变化，较少区分“系统级减水”与“帷幕区段本身性能”，也缺乏基于抽水试验约束的帷幕分段渗透系数反演与残余通道识别。因此，在安徽庐枞火山盆地黄屯黄铁矿这一典型隐伏富水火山多金属矿床中，亟需把人工帷幕与自然低渗边界协同起来，定量评估堵水效率与残余入流路径。
研究人员开展的工作与核心结论
研究人员以黄屯矿床为对象，整合地质勘探、帷幕布线、灌浆工程量与两次大规模多井抽水试验（前后对比）数据，建立三维非稳定饱和地下水流模型（FEFLOW），采用等效连续介质（Equivalent-Continuum）概化裂隙-溶洞介质，将帷幕体、灌浆改良区、隔水断层与导水断裂分区分带。结果表明：南部、中部、西部帷幕与自然隔水边界（F1/F2-2断层段、正长斑岩体）共同构成不完全封闭拦截体系；东南部未灌浆缺口IJ是最大残余通道。帷幕后多数区段K降至0.005–1.26 m/d，但中部两带仍达8.26与4.26 m/d。在?240、?290、?340 m开采标高稳态假定下，总涌水量随埋深增大而上升；整体堵水效率约57%–60%，局部评价效率约68%–70%。研究意义在于：将“总效率”与“局部效率”解耦，定位优先补强区段，为深部开采排水能力、监测网布置与帷幕延伸设计提供过程化依据。
主要关键技术方法
研究采用四项关键方法：其一，基于勘探报告与施工日志建立概念模型，将地层概化为第四系弱孔隙含水层、残积黏土弱透层、龙门园组（Longmenyuan Fm.）火山裂隙-溶洞承压含水层与三叠系弱透层四层结构；其二，利用第一次（帷幕前）与第二次（帷幕后）多井抽水试验的动态水头序列（53个监测点、110天观测）进行参数反演与模型校准；其三，在FEFLOW中以三角棱柱网格离散，对帷幕线、井位与观测井局部加密，反演22个基线参数区并进一步细分帷幕与改良区；其四，以边界分段指定通量（Specified-Flux）与弱透边界组合，开展水量均衡（Water Budget）分解，分别计算总涌水量、分段入流与整体/局部堵水效率。
研究结果
3.1 自然流场模型校准
利用第一次多井抽水试验校准22个水文地质参数区，K介于0.005–8.26 m/d，贮水率（Specific Storage, Ss）为1.87×10??–3.44×10?? m?1；代表性观测孔水头拟合合格率达75.0%–96.1%，复现了裂隙-溶洞介质的非均质响应。
3.2 帷幕后模型校准与一致性评估
将三向帷幕及改良区嵌入校准后模型，用第二次抽水试验重新识别参数。结果显示：IJ缺口初始入流最大（6455.9 m3/d），HI、GH次之；校准末期IJ约8600 m3/d，南部HI约6900 m3/d。多数帷幕区K为0.005–1.26 m/d，中部26、33区仍高至8.26与4.26 m/d，证实帷幕性能空间差异显著。泵故障时段一致性检验仅说明内部自洽，不构成独立验证。
3.3 不同开采水平涌水量预测
在?240、?290、?340 m稳态情景下，预测总涌水量由38 738.2增至43 051.0再至46 449.2 m3/d；IJ始终为最大单点通道，南部帷幕段贡献次之，反映开采深度加大导致水力梯度与残余补给增强。
3.4 帷幕系统堵水有效性
对比无帷幕配对情景：?240 m总入流由96 837.7降至38 738.2 m3/d（降60.00%）；?340 m由108 667.5降至46 449.2 m3/d（降57.26%）。局部评价域效率为70.43%与68.02%。绝对减水量随深度增加，但百分比略降。
3.5 疏干地下水响应与潜在环境影响
?290 m模型域（1.65 km2）内围绕X604井形成明显降落漏斗；模型无法外推区域影响半径，亦不能由水头直接量化地面变形，需扩域观测。
3.6 弹性储量释放与沉降机制评估
采用集总算式，取储水系数2.7×10?3、水头差265.73 m，估算至?290 m时弹性释放约9.98×10? m3；向上分层充填法可抑制开挖变形，但脱水降压引起有效应力增加可能压缩风化/黏土夹层，仅识别机制而不量化沉降。
讨论与结论翻译
讨论指出，人工帷幕与自然隔水边界协同控水，但残余高渗区与未灌浆缺口决定实际效果；应针对IJ、HI、GH开展验证钻探、分段压水与补灌，并分区计量排水、布设幕内外配对监测。模型局限在于：泵停时段非独立验证、深层情景属外推、等效连续介质不分辨单裂隙通道、边界通量与参数存在相关性不确定性。
结论部分翻译如下：
（1）三向帷幕与F1/F2-2隔水段及正长斑岩体共同限制侧向补给，但东南缺口未封闭；多数帷幕K为0.005–1.26 m/d，中部两区达8.26与4.26 m/d，不能按单一参数代表。
（2）前后两期模型分别由两次多井抽水试验校准；预测总涌水量由?240 m的38 738.2 m3/d增至?340 m的46 449.2 m3/d，IJ与南部HI、GH为主通道；深层结果属条件性估计，尚缺独立观测验证。
（3）相对无帷幕情景，整体堵水效率为60.00%（?240 m）与57.26%（?340 m），局部效率为70.43%与68.02%；?290 m域内形成降落漏斗，弹性释放约9.98×10? m3；脱水压缩与开挖变形机制不同，模型不量化地表影响，需持续监测水头、涌水分区与地面变形。
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把解读改写成期刊审稿意见 提炼可复用的帷幕评估方法论 把解读改写成期刊审稿意见 提炼可复用的帷幕评估方法论
