非开挖穿河工程对堤防稳定性影响评价

非开挖穿河工程对堤防稳定性的影响,主要是管道施工在地层中形成的扰动带对地下水渗流场的影响;依据工程实例,在考虑高洪水位以及洪水对河道冲刷等不利因素的条件下,建立地下水流数值模拟模型计算地下水流场中最大水力坡度,利用临界水力坡度法,结合有关规范推荐的安全系数,对工程诱发渗透破坏的可能性,进行定量分析。     

水平定向钻穿越芡河渗流稳定研究

安庆石化800万吨/年炼化一体化配套成品油管道工程在穿越芡河的过程中,在河道和左右堤防下的地层中将产生一条非常隐蔽的非直线型扰动带,会对渗流场产生十分复杂的附加影响。本论文在极端不利的气象、水文条件下,建立了地下水流数值模拟模型;通过临界水力梯度法,关于水平定向钻穿堤管线工程中引起芡河河堤发生渗透破坏的风险性,进行了定量分析与研究。通过计算可知,洪水条件下河床被冲刷而发生渗流破坏的风险性很小,在河底不会产生渗透破坏。     

渗流场反分析及其在多孔介质中的应用

本文讨论了复杂地质环境中渗流场的反分析问题，利用地下水流数值模拟结合最优化技术，通过对地下渗流场的模拟和寻优，求得描述地下含水介质非稳定渗流场的重要参位──渗透系数和给水度的模型解，并应用于各向同性的多孔介质渗流场反分析实例中。     

渗流场分析及其在多孔介质中的应用

本文讨论了复杂地质环境中渗流场的反分析问题，利用地下水流数值模拟结合最优化技术，通过对地下渗流场的模拟和寻优，求得描述地下含水介质非稳定渗流场的重要参数－－渗透系数和给水度的模型解，并应用于各向同性的多孔介质渗流场反分析实例中。     

黄盖湖流域水利工程建设对地下水流场的影响研究

堤防治理是提高水利工程防洪能力的重要手段。黄盖湖流域洪涝灾害频繁,而堤垸矮小且多破损,急需综合治理。分析工程区的水文地质条件,地下水环境现状,并利用数值模拟预测了堤防加厚对研究区地下水渗流场的影响。结果表明:研究区地表和地下水均存在不同程度的污染,如Fe,Mn,总磷,总氮超标。堤防治理工程,对地下水流场影响不大,堤身中心在堤防加固前后水位波动最高0.28 m。     

大区域地下水流数值模拟研究现状及存在问题

在分析大区域地下水流数值模型构建缘起的前提下,系统论述了近年来地下水流数值模拟在大区域地下水资源评价、水文地质参数确定、地面沉降、溶质运移、海水入侵、盐渍化、风险评估、地下水管理及地表水与地下水的联合开发利用等方面的国内外研究应用现状;归纳、总结了目前大区域地下水流数值模型在灵敏度分析、裂隙和岩溶介质中模型建立、基于地下水流数值模拟的溶质运移模型建立、地下水流数值模型构建所需工作量等理论和方法研究及实际建模过程中存在的一些问题;展望了今后大区域地下水流数值拟在研究范围、模拟技术与方法以及与其它模型耦合等方面的发展趋势。      

水流对渗流的影响实验研究

岸坡渗流是江河崩岸的主要诱因和重要研究内容之一.土力学中的渗流分析均建立在土体内部为低流速的层流、土体之外为静态水体的基础之上,而岸坡渗流之明显区别就在于土体之外的水体并非静态.利用新研制的实验设备,进行了不同切向水流流速、不同渗流水头差组合情况的水流渗流耦合试验,结果分析表明,水流对渗流有明显影响,并呈规律性变化:渗出面渗透比降越小,水流对透水性能的降低程度就越大,而比降超过一定数值后,水流将会增强透水性能.研究结果对江河两岸堤防等建筑物的安全评价将有着重要的理论价值和实用性.     

区域地下水流数值模拟的方法和实践 ——以华北平原为例

平原(盆地)和流域尺度的地下水流数值模拟对于区域地下水资源合理开发利用具有重要意义。本文在总结分析国内外区域地下水资源数值模型特点的基础上,重点介绍了华北平原区域地下水流数值模型,并指出了区域地下水流数值模拟中存在的问题。     

GIS与地下水流数值模拟耦合系统(GIS-FEM)的研制与应用

在充分了解国内外若干GIS在水文学及地下水文学中的应用实例的基础上,利用Mapinfo所提供的GIS工作平台,笔者开发研制了GIS与地下水流数值模拟耦合系统(GIS-FEM),成功地实现了GIS与地下水流数值模拟这两种技术方法的耦合.GIS-FEM系统弥补了以往GIS软件的水文专业分析功能较弱的缺陷,利用它可以很方便地进行水质等级模糊综合评价、绘制水样玫瑰花图、进行水化学资料的统计分析,而且其三角单元网格的自动剖分和对计算结果的多种图形化显示等功能大大降低了传统地下水流数值模拟的人工工作量、提高了数值模拟的模型识别功能.     

堤防渗流计算若干问题的探讨

维护堤防的渗透稳定性是确保堤防建设与运行安全的关键。归纳总结了河道管理范围内不同建设项目对堤防渗流稳定影响的形式、原因。并以某取水工程管道穿越堤防渗流稳定计算为例,对管道穿堤前后堤防的渗流场进行对比分析,评价施工前后堤防土体的渗透稳定性影响,并提出相应补偿措施。     

蒲石河抽水蓄能电站上库三维渗流数值模拟

根据蒲石河抽水蓄能电站上库的地质及水文地质条件,建立了裂隙岩体三维渗流数值模拟模型,计算分析了水库-岩体系统地下水运动规律及各种运行工况下的上库渗漏量和渗流场的分布特征。将模拟计算区地下水流系统概化为非均质各向异性三维稳定地下水流系统,综合利用压水试验得到的平均渗透系数值和统计学方法得到的渗透张量方向,获得裂隙岩体的渗透系数张量。数值模拟结果表明,正常蓄水位运行工况下,整个库区均未进行防渗处理时,上库总渗漏量为5832.92m3/d,防渗后渗漏量减少了3571.27m3/d。     

基于砂槽模型研究不同水流密度下盆地地下水流系统

在干旱半干旱地区,沉积盆地是人类生产、生活用水的主要载体,为查明在水流自身密度改变条件下盆地地下水流系统的变化特征,需在变密度条件下对盆地地下水流系统进行模拟研究。本文采用砂槽物理模型,在改变区域性水流密度条件下模拟研究地下水流系统的变化规律。试验结果显示:随着区域性水流密度的增加,区域水流系统的渗流速度和循环量均减少,且流线径流距离和径流深度也随之减小;而局部水流系统的渗流速度和循环量均增加。结果表明区域性水流密度的增加会抑制区域水流系统的发育,对局部水流系统有一定增强作用。本研究着重强调了区域性水流自身密度变化对盆地地下水流系统所产生的影响,并通过物理试验模拟得出在改变区域性水流密度条件下盆地地下水流系统的变化规律。     

河北平原地下水流系统演变规律研究

河北平原地下水在经过长期开发利用后,出现了一系列环境问题,地下水的流动模式以及均衡状态发生了很大改变。从地下水年龄结构出发,利用MODFLOW-2000建立稳定流模型对地下水流数值进行模拟,对河北平原的地下水年龄结构以及地下水流场特征进行研究分析,重点研究了地下水储存量的变化过程以及影响因素,并通过非饱和带水流模型、土壤水均衡模型以及地下水流模型三模型相耦合的方式,对河北平原饱和带储存量变化、地下水补给量以及非饱和带中地下水滞留时间进行了估算。模拟结果显示:河北平原1975~2015年间浅层含水层地下水储存量减小速率约为30 mm/yr,减少量约占总储量的15%,说明地下水存储量的减少主要是由于浅层地下水存储量的减少引起;根据模型修正结果计算,河北平原年地下水补给量为120 mm,灌溉和降水补给为100 mm,渗流以及山前侧向补给为20 mm,降水量的变化趋势与地下水补给趋势保持一致,相关系数为0.92,地下水补给有25%来自降水和灌溉;地下水年龄差异与模拟参数存在变量关系,弥散度越大,地下水年龄差异越大。该模拟研究成果为今后地下水系统的研究提供数值依据。     

高放废物处置库北山预选区区域水文地质概念模型

地下水流数值模拟是高放废物处置库选址中水文地质评价的重要内容.水文地质概念模型是地下水流数值模拟的基础和前提.在北山预选区水文地质分析基础上,利用DEM数据生成了研究区地表水系,据此确定了模拟范围;借助GMS软件,建立了研究区三维水文地质结构模型;再通过边界条件、流场特征、地下水均衡项和水文地质参数的分析和描述,建立了北山地区水文地质概念模型.     

裂隙岩体流-热耦合传热的三维数值模拟分析

通过对潘西煤矿水文地质条件的分析,基于裂隙岩体的流-热耦合数学模型,描述了裂隙岩体渗流场分布和水流及岩体的温度场分布,并结合边界条件及计算参数对裂隙岩体的流-热耦合传热进行了数值模拟和分析。数值模拟结果表明,岩体内裂隙水流所引发的热量迁移,对裂隙岩体的温度场分布有重要影响。断裂带及地下水流的存在改变了岩体的原有温度场分布。在渗流初期,温度梯度矢量沿渗流方向向两侧岩体方向流动,由于两侧岩体的渗透性系数低于断裂带处的渗透性系数,右侧等温线及温度梯度矢量方向逐渐向渗流方向移动,改变了两侧岩体的温度场分布。通过对断裂带内裂隙水流渗透性系数的折减,分析渗透性系数发生变化时对岩体温度场分布的影响,渗透性系数越大,伴随的热量迁移增大,对岩体的温度场分布的影响也越大。     

"渗流-管流耦合模型"的物理模拟及其数值模拟

井孔 -含水系统问题是当今水文地质学最重要的研究课题之一。长期以来 ,水文地质模型中对井孔的刻画基本上都是引用“热传导”中的“线汇”理论 ,需要人工预先给定线汇 线源的流量或水头的分配 ,其正确性或适用性至今没有得到理论证明。陈崇希 (1993 )提出的“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”在理论上已解决多个水文地质问题 ,也用于几个实例 ,本文再用物理模拟检验其可靠性。论文针对具有典型意义的河床下水平井或傍河垂直井地下水流问题做了砂槽物理模拟 ,并用基于“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”的数值方法仿真模拟了此条件下地下水流的规律。成果表明 ,数值模拟观测孔水头动态相当好地再现了物理模拟结果。论文指出了“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”在井孔 -含水系统问题上的广泛应用前景。     

考虑粘性土体低速非Darcy渗流地面沉降模拟的探讨

过度抽汲地下水引发的地面沉降是全球广泛关注的地质环境问题。对其进行数值模拟是实现地面沉降灾害科学管理的最有效手段。水流模型是地面沉降模型的必要组成部分,对其刻画得准确与否将影响沉降模拟的准确度。本文首先综述了低渗透性粘性土体中的低速非线性Darcy渗流规律,而后从地面沉降发生的地质背景分析出发,论证了低速非线性Darcy渗流对地面沉降模拟的作用,并讨论了当前地面沉降模拟中水流模型刻画的不足之处。最后提出了如何在地面沉降模拟中考虑低速非Darcy渗流的4个关键性科学问题,对该问题的探讨有助于提高地面沉降模拟的准确性。     

基岩岛屿地下水流场数值模拟研究

岛屿是我国领土的重要组成部分,对国家安全和国防军事意义非凡。岛屿的地下水资源尤为珍贵,地下水流场模拟是研究地下水分布规律的重要手段。水文地质条件复杂、可利用的观测井较少等原因,造成了基岩岛屿水文地质模型概化精度不高、初始条件难以获取等问题。为克服基岩岛屿地下水流场模拟的诸多困难,将珠海外伶仃岛作为研究区,利用数字高程模型数据开展地质地貌建模; 利用探地雷达法、直流电法与地质分析对岛屿进行探测,获取了地层数据; 采用地下水遥感评估法,利用实测井位数据,确定了地下水的初始水位,进而对基岩岛屿地下水流场进行建模; 最终,通过对外伶仃岛地下水流场的数值模拟得出地下水模拟流场图。岛上多个测点的探测水位值与模拟水位相关性较好,其拟合优度R²为0.872 2。由此可见,综合遥感、物探、水文地质手段等技术方法获取的数据,采用地下水模拟软件或程序实现基岩岛屿地下水流场的数值模拟,是基岩岛屿地下水资源研究的一个有效方法。     

排泄点对地下水流分异的控制作用

控制发育多级地下水流动系统的因素很多,自József Tóth提出地下水流系统理论以来,理论成果不断丰富。采用GMS软件完成数值模拟并采取物理试验进行实际验证:均质各向同性渗流介质,采取定水头上边界,随着排泄点个数及排泄点强度的改变,可以得从简单区域水流系统到多级次流动系统,再到更复杂的局部水流系统。对于泉域多级地下水流系统的发育,存在一定的理论指导意义。     

地下水数值模拟中入渗补给滞后的处理方法

地面水入渗补给地下水具有滞后性。文章介绍了地下水数值模拟中入渗滞后补给的权系数方法,该方法仅有一个参数需要确定。基于均质介质和底面为自由液面的一维土柱的理想模型数值试验,利用不同滞后因子的饱和地下水流模型同饱和-非饱和地下水模型求解的入渗补给量进行对比分析,认为待定参数与地下水位埋深成反比,与介质的饱和渗透系数成正比,通过40组设定的模型试验得到地下水埋深和饱和渗透系数对应的待定系数取值的统计关系式。这些成果为饱和地下水流模型中入渗滞后性的描述提供了参考,将提高地下水流模拟的仿真性。