减压井机械淤堵机制与防治方法试验研究

探讨了长江堤防减压井由于设计、施工及运行环境等因素对其产生机械淤堵的影响,研究了不同渗流介质的渗透特性以及多种介质不同组合的综合特性。除传统试验外,自行研制了径向渗透试验模型装置,采用几种物理试验方式配合,对包括地层、反滤层、滤网和井管组成的整个减压井系统,以及径向的水流与几何条件进行模拟试验。通过对室内试验与现场测试成果的综合分析,对减压井机械淤堵机制和淤堵判定进行了归纳,针对实际水动力条件和运行模式,提出了减压井反滤系统防止机械淤堵的优化设计理念。     

轻型井滤水结构室内优化试验研究

本文利用室内试验条件,对轻型井在滤水管缠丝与否,开孔率大小,砾料不同组合,不同含水岩性,不同填砾粒径等条件下的运行状况进行了模拟测试,得出了该类井在不同条件下,出水量、水位降、水跃值等参数的变化规律,最后指出,轻型井滤水管的适宜开孔率为3.2％～4.1％,在黄土,中、细砂地区,滤料粒径最好为7～10mm。     

极限保土状态下的反滤机制试验研究

提出了反滤系统极限保土状态的概念,分别采用4种不同孔径的钢丝编织网进行粉土反滤试验,研究反滤系统的极限保土状态。试验表明,当滤网孔径O和粉土特征粒径d85的比值等于12时,反滤系统才达到极限保土状态。极限保土状态下的反滤系统,在淹没式出流条件下,经往复水流作用26 h后改为单向水流,水力梯度从3.8逐渐增加到9.1,并在9.1的水力梯度下持续渗透453.25 h,反滤系统仍保持稳定,未发生失稳破坏;在非淹没式出流条件下,水力梯度从5.3逐渐增加到12.7期间,反滤系统保持稳定,但在维持12.7的水力梯度下持续渗透261.83 h后,反滤系统发生失稳破坏。对极限保土状态的研究有助于工程设计中更加合理地确定织物滤层孔径上限,减少淤堵。     

管涌与滤层的研究(Ⅱ): 滤层

对管涌和滤层两个相关联问题的研究和发展过程进行了综述和评论;同时也给出了过去的研究成果,并与之进行比较。在滤层研究方面,指出了由平均粒径一点控制到两点和级配曲线多点控制的发展趋势;研究表明:太沙基的滤层规格比较保守,应结合内外水动力学研究砂砾滤层和织物滤层的适用规格。而粘土的滤层设计,关键是看能否发生贯穿性裂缝,其设计思想悬殊;井管滤层的淤堵失效应研究抽洗复苏的良策。     

洞庭湖区堤防垂直防渗模型研究

根据洞庭湖区堤防工程地质、地形特性,建立了多元结构堤基垂直防渗概化模型,并按照优化思想,采用渗流有限元法,对垂直防渗墙在砂卵石、相对不透水堤基中的贯入深度和堤内最大渗透坡降的位置、大小的关系做了系统地分析研 究。再根据有限元计算结果,全面地评价了两种型式防渗墙的防渗效果,提出了临界最优贯入深度的概念。最后,将有限元法应用到大东口电排高喷防渗墙工程中,实际工程的安全运营表明了研究结果的正确性和实用性。     

海堤土工织物滤层的探讨

研究了波动水流对海堤织物滤层的水力要素及过滤机理。粒径小于0.6 mm颗粒间存在粘着力;同时,由于滤层和堤体的渗透流速不一致,则堤体界面的土颗粒将受水流剪应力的作用。在分析了使土颗粒发生变形的水流剪应力、变形土体周壁的屈服应力和波浪压力等后,根据平衡原理,建立了织物滤层的保土性准则。     

管涌与滤层的研究:管涌部分

对管涌和滤层两个相关联问题的研究发展过程进行了综述和评论,并将过去的研究成果与之比较。管涌问题是土体渗透变形的一个重要现象,关系到地基的渗流破坏。首先探讨了管涌的内在涵义,评述了当今管涌的研究现状及其发展方向,然后介绍了一些过去的试验资料、研究成果和计算公式,包括管涌土与非管涌土的判别方法,垂直向上渗流和水平渗流时的管涌临界坡降,并引用目前文献中的试验资料验证其公式是可靠的,最后说明了建立在土颗粒级配曲线上的管涌研究方法是当前的研究趋势,因而对这些过去的研究成果进行比较、讨论是有益的。     

土工织物-非稳定土体反滤系统中滤饼的研究

在土-土工织物组成的反滤系统中,如果被保护土是非稳定土,则在渗流作用下被保护土中会有大量细粒土发生移动,很容易在织物与土层的交界面上形成一层薄滤饼,滤饼的厚度及渗透系数成为影响系统反滤效果的重要因素。根据多孔介质中的渗流与沉积理论,研究了在非稳定土体渗滤过程中,随着细粒土的迁移滤饼的厚度与织物厚度及渗透系数、外部压力等因素之间的关系,并给出了解析表达式。     

宽级配砂土基料-滤层系统的室内模型试验研究

基料一滤层利用数码可视化跟踪技术、计算机信息实时处理技术和土体变形无标点量测技术,对宽级配基料一滤层系统进行了渗透室内模型试验。探讨了滤层准则的适用性,研究了不同滤层厚度和加压速率对管涌发生发展的影响。结果表明：传统太沙基滤层准则不适用于宽级配砂土,建议采用可移动颗粒中的d85s进行滤层准则设计;增加滤层厚度可提高系统的抗渗透破坏能力,但提高滤层厚度对提高整个系统抵抗渗透能力作用不大;水力梯度增加较快不利于系统的稳定。     

洞庭熟，天下足：湖南省洞庭湖地区土壤肥力评价

以《湖南省洞庭湖区生态地球化学调查》项目为依托,在洞庭湖区多目标区域地球化学调查的基础上,对N、P、K、B、Mo、Mn、Se等元素全量或有效态含量进行了分级评价,运用层次分析法开展了洞庭湖地区土壤肥力的综合评价。结果表明：湖南洞庭湖地区土壤全氮、全钾含量适中或丰富的区域约占全区的96.5%和99%,全磷含量略低;按照区域地球化学统计原则回归得到了本区的有效氮、有效钾、有效磷、有效钼、有效锰和有效硼的含量,除了有效磷和有效硼含量较低外,其余均为较高的含量水平。本区土壤Se含量丰富,应加强富硒产品开发利用研究。洞庭湖地区土壤肥力综合评价结果为二级以上的面积占全区总面积的65%以上,土壤肥力高。洞庭湖区土壤中N等肥力元素含量普遍较高,有益于农业生产,适合选择重金属元素含量低而肥力元素含量高的地区作为无公害食品基地的选地。     

洞庭湖历史时期环境研究

洞庭湖在晚冰期以来经历了多次变化过程.晚更新世末至早全新世呈现深切河谷与零星洼地湖泊共存的河湖切割平原景观. 进入全新世暖期, 人类活动开始在洞庭湖平原地区频繁出现, 新石器时代皂市文化分布表明人类活动主要在洞庭湖周边地区; 大溪文化时期人类已在平原湖区中部开始渔猎活动; 屈家岭文化时期气候转暖, 洪水开始泛滥, 人类活动从洞庭湖平原中部退出; 至龙山文化时期, 气候干燥偏凉, 降水减少, 人类文化活动遗址向湖中推进, 湖泊三角洲有所发展, 湖面缩小.在以后的几千年里, 洞庭湖也同样经历了扩张与萎缩的变化.      

洞庭湖河湖疏浚对洪水位影响分析

洞庭湖是长江中游的重要调蓄湖泊，但由于接纳湘江、资水、沅江、澧水四水和长江三口洪水、泥沙，造成河道湖泊泥沙淤积，洪水位抬高，加重湖区的防洪负担，造成严重的洪涝灾害。根据洞庭湖河湖疏浚规划和典型河段疏挖竣工资料，运用水力学和水文学方法对疏浚前后洪水位的变化进行了分析。     

洞庭湖湖区降水-地表水-地下水同位素特征

为探明洞庭湖湖区水体稳定同位素时间和空间上的变化规律,弄清各水体间的相互关系,分别在2012年4月和8月对区域内具有代表性的采样点进行了地表水和地下水的采样。通过对样品进行D、18O同位素分析,结合全球大气降水同位素监测网（GNIP）公布的1988—1992年间长沙降水同位素数据,发现湖区年内受不同盛行风影响,降水及地表水的同位素存在较大的季节性差异,4月份同位素富集,8月份贫化。此外,河水、湖水同位素也呈现明显的空间差异。两个时期地表水的水线斜率均小于当地降水线,地表水在两个时期均存在蒸发作用。虽然地表水和地下水的来源均为大气降水,但与地表水相比,地下水同位素季节变化较小,地下水接受地表水补给是一个较为长期的过程。     

洞庭湖介形类现生种的分布与生态特征

洞庭湖为我国第二大淡水湖,所在区域为研究我国全新世气候演化及全球变化的重要窗口,该区域全新世古气候研究薄弱,未见定量研究。对介形类现生种进行详细生态调查是利用其定量重建古气候的必要前提与基础。以洞庭湖介形类现生种为研究对象,分析其分布与生态特征。该湖介形类包括6属10种,比利时舍氏玻璃介(相似种) Schellencandona cf. belgica、克氏丽星介Cypria kraepelini、布氏土星介Ilyocypris bradyi、豆形豆形玻璃介Fabaeformiscandona fabaeformis、粗糙土星介Ilyocypris salebrosa、喙盲星介(相似种) Typhlocypris cf. rostrata、无偶斗星介Cypridopsis vidua及斗星介属(未定种) Cypridopsis sp.,其中C. sp.包含3个种。这些属种于洞庭湖系首次报道,于湖南省亦是首次。S. cf. belgica与T. cf. rostrata于我国报道均不多见,尤其是后者甚少。S. cf. belgica、I. bradyi及F. fabaeformis为优势种,分布广且丰度高; I. salebrosa分布样点较多,丰度偏低; C. kraepelini、T. cf.rostrata、C. vidua及C. sp.均出现频次不高或很低,只是前二者丰度较高,后二者丰度低。各属种生境参数差别不明显,总范围为水温20.33℃,p H值为7.34～8.60,溶氧量5.23～9.01 mg/L,电导率197～391μS/cm,水深1～8.4 m,主要分布于1～4 m。F. fabaeformis与C. kraepelini分布水深略大于前人认识,这可能与洞庭湖水体流动性较强有关,推测I. salebrosa为一浅水喜暖种。     

洞庭湖湿地发展模式研究

通过探讨洞庭湖湿地面临的洪水、人口、经济以及生态等方面的问题,研究了湿地的主要功能。利用洪水模型分析结果表明,洞庭湖湿地具有极大的洪水调节作用,而人类活动制约了这个功能的实现,并由此造成了一系列问题。通过历史和客观的经济社会发展分析,提出了“人一洪水一生态”在湿地区域建立“安全居住一风险生产”的理论发展模式,从而达到人与自然和谐相处的目的,并为国家有关宏观决策提供参考依据。     

桥式滤水管在平原地热深井中的应用

本文主要介绍在７００～１３００ｍ地热深井中使用桥式滤水管解决在国砂、细砂地层中成井时经常出现涌砂现象的技术难题。获得了良好的经济效益和社会效益。     

洞庭湖水沙变化分析及影响初探

水沙变化是洞庭湖演变和江湖关系调整的关键因子。综合运用数理统计、小波分析、Mann-Kendall法和累加过滤器等方法,分析1956～2008年洞庭湖入湖和出湖径流和输沙量的变化特征。结果表明:①洞庭湖入湖水量以湘、资、沅、澧四水入流为主,洞庭湖入湖泥沙以荆江三口分沙为主。四水年均入湖水量约占洞庭湖出湖总水量的59.2%;三口入湖沙量约占入湖总沙量的80.9%。②由于荆江裁弯、葛洲坝工程运用、三峡水库拦蓄以及长江上游的水土保持措施的影响,从三口河道进入洞庭湖的水沙呈现明显的衰减趋势,入湖水量所占比重已由荆江裁弯前的42.6%下降到了三峡水库运用初期的21.7%;入湖沙量所占比重已由荆江裁弯前的87.7%下降到了三峡水库运用初期的59.6%。③近50年洞庭湖的泥沙沉积总量达52.9×108t,但泥沙沉积比已由荆江裁弯前的73.3%下降到了三峡水库运用初期的34.0%,洞庭湖泥沙淤积的趋势明显减弱,有利于保持洞庭湖的调洪湖容,延长洞庭湖的寿命;但三峡水库运用初期,三口分流的衰减将加剧洞庭湖区西部地区枯水供水的紧张态势,并使水环境容量下降;同时城陵矶下游长江河道的淤积导致洞庭湖洪水位抬升。