哈尔滨市磨盘山水利枢纽区三维渗流数值模拟模型研究

哈尔滨市磨盘山水库防渗型式拟采用垂直砼防渗墙及帷幕灌浆方案。为了分析左岸不同长度防渗对水库渗漏量及坝基渗透稳定性的影响。对磨盘山水利枢纽区渗流场进行了三维数值模拟研究。结果表明，随着左岸防渗长度的增大。渗漏量及下游渗流出口渗透比降基本呈线性趋势减小。当左岸防渗长度为200m时。渗漏量及各渗透比降均小于允许值，为推荐的渗控方案。     

岩溶水库渗透破坏型渗漏勘察与评价

以重庆市南川区肖家沟水库蓄水多年之后库首右岸发生的岩溶渗漏为例,探讨了岩溶水库长期运行过程中防渗体系因高压渗透破坏产生的岩溶渗漏的勘察与评价方法。通过地质分析、渗漏历史调查、钻孔、水文地质测试、物探及连通试验等方法,查明了水库右岸岩溶渗漏的范围及原因。水库渗漏边界清晰,渗漏范围主要是右岸可溶岩区的630 m高程以上,防渗体渗透破坏是水库产生渗漏主要原因。其渗漏途径一是沿原封堵堵头的薄弱区域或溶洞封堵体周边发生渗透破坏产生新的通道向下游溶洞出口集中的渗出,二是穿过右岸防渗线绕过右岸坝肩后沿岩体溶蚀裂隙或管道汇入下游右岸岸坡溶洞集中的渗出地表。通过此工程实例,提出了岩溶水库防渗体渗透破坏型渗漏的勘察与评价方法,宜以历史资料分析为基础,初判渗漏成因及范围,采用勘探、试验及物探等多种手段进行验证,为防渗处理提供可靠依据。     

水库坝址岩溶渗漏类型及防渗帷幕布置型式的研讨

在我国岩溶地区,修建了很多水力发电站和水库,其中大多数是成功的,但有一些效果不佳,主要原因是对地质条件认识不足和防渗处理不当。为了研究岩溶渗漏规律和估算岩溶渗漏量,以及对防渗帷幕进行最优设计,作者提出将岩溶渗漏型式划分为八组二十八种类型,渗漏程度分为五级;并提出了水库允许渗漏量和防渗帷幕在平面及剖面布置型式的分类。      

高密度电法在水库坝基无损检测中的应用

某坝基为砂卵石基础,其下为强风化基岩,坝基渗漏和左右岸绕坝渗漏是该水库坝基存在的主要地质问题。为此,采取了塑性混凝土防渗墙与双排帷幕灌浆相结合的综合防渗措施。为了检测水库坝基及塑性混凝土防渗墙施工质量,防止水库正常蓄水后发生渗漏,选用了高密度电法进行无损检测。工程采用温纳施伦贝尔法观测,分别采用5m和10m电极间距,电极数60个,剖面数16。依据5m和10m道距实测视电阻率剖面与反演结果的解释,对水库坝基和防渗墙的工程质量进行了评价,认为-25m桩号塑性混凝土防渗墙可能存在渗漏问题,-80m桩号对应一低阻异常,坝体可能存在渗漏通道;其余部位未发现明显异常。     

帷幕灌浆在建水县铁厂水库防渗工程中的应用

云南建水县铁厂水库为均质土坝,在多年的运行中坝体、坝基、涵洞发生了严重渗漏,针对渗漏原因,提出了四个防渗处理方案,经分析与对比,最终采用帷幕灌浆方案。经过防渗工程处理,防渗效果良好,渗漏的问题得以解决,并且进一步提高了大坝基础的稳定性。     

红崖山水库渗漏问题分析研究

红崖山水库从1960年1月开始蓄水至今已经55 a了,虽经天然落淤、多次防渗处理,但目前水库渗漏问题依然存在,在一定程度上影响了水库效益的正常发挥。根据勘察、物探测试、渗漏量观测资料分析水库产生渗漏的原因,坝址区的工程地质条件与水文地质条件决定了渗漏不可避免,对渗漏量较大的重点坝段(东坝3+600~3+900)进行垂直防渗处理,为加高扩建工程渗控设计提供科学依据,也为今后同类工程防渗漏处理积累宝贵的经验。     

宝鸡市钓鱼台水库除险加固坝体防渗方案浅析

钓鱼台水库是建于20世纪70年代的一座以灌溉为主,兼防洪、旅游为一体的综合性小(1)型水库,是库区农业生产、农村经济和农民增收的重要水利支撑,随着水库运行时间久远,出现坝体裂缝和渗漏等安全隐患,针对影响水库安全运行中存在问题对坝体进行除险加固,通过对聚合物水泥砂浆、坝前挂网喷射混凝土和坝体固结灌浆三种加固防渗方案进行综合分析可知,采取坝前挂网喷射混凝土防渗加固方案,能从根据解决水库渗漏及裂缝问题,使水库的经济效益和社会效益得到长远持久的发挥。     

磨盘山水库坝基渗透稳定研究

磨盘山水库兴建遇到的主要地质问题是坝基渗漏及渗透稳定问题,将影响水库工程效益的发挥和大坝的安全运行,需采取适当的渗控工程措施。通过对坝基土颗粒组成及结构的分析,判别可能发生渗透破坏的类型,确定抗渗比降和允许比降。应用Visual MODFLOW进行水库坝区渗流场的三维渗流数值模拟分析,通过对18种渗控计算方案渗流场、渗流要素及防渗效果的统计分析,依据坝基土的允许比降,在安全、经济、合理原则的基础上,确定哈尔滨市磨盘山水库坝基渗控设计首选方案为：左岸防渗长度200 m、帷幕灌浆标准5 Lu。     

悬托河及其形成条件的初步研究

碳酸盐岩区悬托河谷的水文地质结构比较复杂。当修建水库时,渗漏常是最主要的工程地质问题。作者对悬托河谷的水文地质结构进行了划分,并对悬托河的形成条件进行了探讨,这对选择良好的库坝位置,指导工程地质勘察,评价水库渗漏,合理制定开发方案、工程规模及防渗措施,都具重要意义。     

南京市赭山头水库坝肩渗漏处理

采用综合物探等方法对南京赭山头水库长期存在的渗漏问题进行探测,在物探探测渗漏区结合地质钻探确定大坝的渗漏通道,对存在渗漏通道的左右坝肩部位,采用薄壁混凝土防渗墙和帷幕灌浆的方法进行防渗处理,经过汛期高水位的检验,水库多年存在的渗漏险情得到了根本解决。     

地下水渗流场对库区滑坡稳定性影响的数值模拟——以白马库区羊角滩滑坡为例

针对库水位变化条件下滑坡的稳定性定量评价复杂问题,考虑降雨和库水位变化对地下水渗流场变化规律的影响机制,采用饱和-非饱和渗流的基本理论,运用渗流模拟有限元法,对重庆市武隆区羊角滩滑坡在6种不同工况下的库区滑坡的稳定性开展了模拟研究。结果表明: ①降雨工况下,降雨对地下水渗流场都有影响,滑坡中部位置受地下水位影响最大,前后部影响小,降雨条件下,滑坡稳定性随着降雨历时的增加而变小,到达一定阶段后,滑坡已经滑动,滑坡稳定性系数不再变化; ②库水位工况下,主要影响滑坡前缘,地下水位是随库水位变化而迅速变化的,随着库水位的上涨,滑坡稳定性系数呈现先减小后增大的趋势; ③地下水位的骤升对浮托作用影响有限,对压坡作用影响较大,同时降低了渗流力的影响,对滑坡稳定起到了积极作用,地下水位的骤降增大了渗流力,减弱了前缘库水位的压坡作用,滑坡失稳的可能性最大。可为库区该类滑坡的稳定性现状及发展趋势预判提供科学依据。     

水库滑坡地下水动态响应规律及浸润线计算模型

库水和降雨直接导致水库滑坡地下水变动,是诱发滑坡的主要因素。已有研究大多是基于监测数据探讨库水与降雨对滑坡变形的影响,未能揭示水库滑坡地下水响应规律,地下水浸润线计算模型没有同时考虑降雨和库水的影响,且模型边界条件与水库滑坡实际情况差别较大。为了揭示大型水库滑坡地下水动态响应规律,需要构建更接近实际情况的地下水位浸润线计算模型。通过三峡水库石榴树包滑坡地下水动态监测,揭示了库水水位变化和降雨条件下滑坡地下水水位动态响应规律,其地下水渗流场近似层流,滑坡前缘和中部的地下水水位与库水位几乎同步,滑坡后部的地下水水位主要受降雨影响,日降雨30 mm会引发地下水水位明显变动。在周期性库水位变化和随机降雨耦合条件下,建立了滑坡地下水非稳定渗流微分方程,解算出水库滑坡地下水位浸润线计算模型,并采用实际监测结果进行了验证。应用计算模型分析了不同工况条件下的滑坡渗流场,并得出滑坡内距前缘水平距离145 m内,库水对地下水有影响;引发地下水变动的降雨和库水位变化阈值分别为0.03,0.1 m/d,且不同的条件组合下降雨和库水位对地下水水位影响存在一定差异。     

Impact of impoundment on groundwater seepage in the Three Gorges Dam in China based on CFCs and stable isotopes

It is a common concern that the groundwater flow field caused by the Three Gorges Dam changes the regional seismic activity and environment. The changes in the seepage region could be effectively reflected through the analysis of the groundwater age using chlorofluorocarbons (CFC)-based techniques. In this study, the influences of the reservoir water on groundwater and the seepage region boundary of the reservoir were investigated using CFCs, stable isotopes, and water level in groundwater, reservoir water, and spring water during the water storage process of the Three Gorges Reservoir. The results show that the water supplied by the groundwater is older, whereas the water supplied by the reservoir and the springs is younger. With an increase in the water level of the reservoir, the water in well W3, which is located at the vice dam of the head region, becomes older due to the reservoir loading effect, whereas the water in well W4 become younger due to the lateral seepage of reservoir water. This finding indicates that the groundwater seepage regions in wells W3 and W4, which are located at upstream of the reservoir, are all influenced by the Three Gorges Reservoir. In contrast, the sampling points in the northern section of the Xiannvshan fault zone, which is farther from the dam, did not exhibit any direct hydraulic connection between the groundwater and the reservoir water; thus, the reservoir seepage effects may not affect the northern part of the Xiannvshan fault zone. These research results provide important reference data that can be used to analyze the effects of the Three Gorges reservoir storage on the regional environment.     

绕坝渗流地下水位的时空分布模型研究

许多大坝的失事是由于高地下水位引起坝肩失稳所致。绕坝渗流是影响坝肩高地下水位的主要因素。为此通常将大坝基础防渗帷幕延伸到坝肩岸坡内一定距离,以减小绕坝渗流影响。而防渗帷幕运行性态随时间变化,为了评价坝肩防渗帷幕和地下水位的运行性态,首先分析了地下水位观测资料和水位、降水、温度、时效等时空影响因素及其表达式,随后基于岸坡地下水位观测资料,利用最小二乘法建立了大坝岸坡地下水位的时空分布模型。通过比较模型剩余标准差和测点的剩余标准差,可以确定坝肩地下水位的异常测点,分析岸坡防渗薄弱部位,掌握坝肩岸坡渗流场时空分布规律,监控绕坝渗流的性态。     

基于FEFLOW的地下水热源渗流温度研究

为研究地下水"热"源对于渗流场的影响,选取某水库水源地辐射取水区及部分扩张区为研究范围,使用地下水通用软件FEFLOW对单一地下水热源作用下的Y型河道的渗流场和温度场进行研究,得出地下水热源对渗流场和温度场的影响规律,结果显示:地下水位受水源的影响,在不同位置水位不同,含水层内随着到水源点距离的增加,水位逐渐降低,到达某个位置时会保持稳定不变;靠近地表的地下水温会随着到水源点距离的增加逐渐降低,在垂向上,含水层内地下水温随着高程的降低逐渐降低,而在库水区,受库水的影响垂向水温变化规律则刚好相反,研究结论可为实际工程提供理论指导。     

Assessment of water seepage through a geologic barrier surrounding a large reservoir using groundwater levels, soil condition, and a numerical model

Though the geologic barrier surrounding a dam reservoir plays an important role in preventing water seepage to the outside of a reservoir, a detailed survey to assess bedrock conditions of the whole reservoir boundary is seldom performed when designing a dam. In this study, a variety of investigations and analyses have been conducted to reveal a seepage phenomenon through a reservoir boundary composed of highly fractured metamorphic rocks at the Daechung multipurpose dam. At the study site, groundwater levels at monitoring wells located close to a reservoir tend to change proportionally to reservoir water levels, usually with a rapid response time of 1 day or less. Soil moisture content also changes with respect to the reservoir water level, and the area where seepage from the reservoir is a possibility has a relatively high soil moisture content. The similarity of measured seepage rates at the outflow site and the seepage rate estimated by Darcy’s law suggests strong connectivity and high density of the fractures. The estimated seepage rate using a numerical model for the northernmost valley (Zone 1) is approximately 127.2 m³/day in the case of high reservoir water level and 24.3 m³/day in the case of low water level. Continuous monitoring to obtain time series data for water levels, quality, and bedrock displacement is recommended to assess the sustainable stability of this geologic barrier.     

金沙江溪洛渡水电站环境水文地质综合评价

溪洛渡水电站是我国西南地区的一座大型水电站,其规模仅次于三峡水利枢纽规模,在分析坝区水文地质条件的基础上,从温度场,同位素,水化学场以及岩体地下水动力条件等多角度解释了溪洛渡水电站坝区两岸地下水埋深水,局部温度和局部承压等异常现象,通过分析认为,坝址区水文地质工程条件良好,岩体透水性较弱,无水的控水构造,坝区不存在危害性的渗漏问题,坝基及两岸谷坡均有相对抗水介质存在。     

考虑非饱和渗流作用下三峡库岸滑坡稳定性研究

水库水位的涨落对库岸滑坡稳定性有着显著影响。三峡水库水位涨落引起滑坡体内地下水位的变化,是非饱和到饱和过程。本文就非饱和渗流理论,在库水位涨落过程中,模拟了三峡库区马家沟滑坡暂态渗流场的变化,分析了库水位变动时孔隙水压力的变化。结合有限元强度折减法,将得到的暂态孔隙水压力以荷载方式叠加到有限元中,对该滑坡稳定性进行评价,并探讨了在一个水文周期内水位涨落时滑坡稳定性的变化。结果表明:不论库水位上升或下降,滑坡体的稳定性都显示先减小后增大的趋势。最后对马家沟滑坡提出了在库水位常规下降速度下抗滑桩与地表排水相结合的治理设计方案。     

基于人工神经网络的钻压优化模型的建模方法

提出卫种新的钻压优化模型建模方法－－神经网络法,它可以克服传统方法需要建立数学模型的缺陷,满足自动送钻对实时性的要求。给出了利用反向传播神经网络（ＢＰ网络）建立钻压优化模型的方法,计算机仿真研究表明：利用这种新方法建立的模型不但能够满足自动送钻实时优化钻压的要求,而且也可以用于离线的钻压参数优选。     

赣江新干航电枢纽左库岸地下水浸没控制效果研究

开展二元结构库岸渗控措施研究对于灾害区域地下水资源管理和浸没控制工程的布置具有重要意义。文章以赣江新干航电枢纽工程库区左岸为研究对象,基于区域地下水流动态数值模拟与预测技术,构建地下水三维非稳定流有限元渗流模型,开展水库蓄水后库区地下水浸没动态评价和基于工程组合措施（防渗墙、减压井和抬田）的浸没控制效果对比研究。结果表明:无工程控制措施工况下,水库蓄水三年内库区左岸沿江区域和岸内地势低洼地带会发生较严重的渗漏型浸没;通过联合布设防渗墙、减压井和抬田工程等控制措施,能够有效地将浸没范围控制在堤防工程范围以内;在有防渗墙的截渗作用下,减压井排渍水位是地下水浸没控制的最敏感的参数。渗控工程的建议布置参数:防渗墙渗透系数为17.28×10-3 m/d,减压井间距设置为30 m,排渍水位29 m,减压井距防渗墙的距离为30 m,并在堤内低洼地带进行抬田复垦。本次研究结果可为水库蓄水前期渗控方案的布置提供应用技术支持。