小湾水电站进水口边坡稳定性复核及锚固力研究

小湾水电站施工期间,笔者基于现场调查,分析、复核了进水口边坡内控制性结构面的产状和性状,确定了7个可动块体;基于块体理论,计算了各块体的稳定性及所需要的锚固力,认为,f89-1南侧块体为控制边坡稳定的主要块体,由此确定边坡下限锚固力为351029kN;综合二维极限平衡分析成果,确定小湾进水口正面边坡所需总锚固力为516121.5kN,其较前期预估总锚固力有明显减小。     

近海取水工程板桩墙安全性离心模型试验研究

板桩墙明沟结构是海岸电厂取水工程的一种结构型式。根据电厂取水工程初步设计方案,对电厂取水工程结构进行离心模型试验研究,分析板桩墙结构在波浪荷载作用下的安全性。试验表明,悬臂式斜拉桩板桩墙结构在设计最大波浪荷载作用下会产生较大的水平位移,墙身弯矩较大;引起板桩墙位移、弯矩的主要荷载是海床面以上的波浪荷载,板桩墙承载力主要由桩墙被动侧土体抗力提供。工程中板桩墙入土深度的增加不能有效改善墙体水平位移和墙身弯矩,不会提高板桩墙结构的承载能力。     

小湾水电站进水口高边坡变形机理分析及工程意义

小湾水电站进水口高边坡地质条件及开挖坡型复杂,断层、节理裂隙发育并相互切割,坝顶平台至进水口底板平台平均开挖坡度88,最大高差106m,其中垂直开挖段81m,最大水平退坡深度170余米。伴随边坡开挖过程中,边坡上部岩体产生了一系列的变形破裂现象,主要表现为沿混凝土坡面分布的张开宽度和延伸长度不一的裂缝及起壳现象。本文结合边坡的实际工程地质条件和监测结果数据,对变形破裂现象的形成机制进行了系统的分析。结果表明,裂缝产生的原因主要是由于地处高地应力区岩体在边坡开挖过程中产生的卸荷回弹表现,是正常的卸荷松弛变形。在此基础上,对边坡的稳定性分析表明,该边坡稳定性良好。     

A combined-water-system approach for tackling water scarcity: application to the Permilovo groundwater basin,Russia

The suitability of a combined water system (CWS) is assessed for meeting drinking-water demand for the city of Arkhangelsk (northwestern Russian Federation), instead of using the polluted surface water of the Northern Dvina River. An appropriate aquifer system (Permilovo groundwater basin) was found and explored in the 1980s, and there were plans then to operate an abstraction scheme using traditional pumping methods. However, the 1980s planned water system was abandoned due to projected impermissible stream depletion such that complete interception of the cone of depression with the riverbed would cause the riverbed to become dry. The design of a CWS is now offered as an approach to addressing this environmental problem. Several sets of major pumping wells associated with the CWS are located on the banks of Vaymuga River and induce infiltration from the stream. The deficiency of the stream flow in dry seasons is compensated for by pumping from aquifer storage. A numerical model was constructed using MODFLOW-2000. The results of the simulation showed the efficiency of the compensation pumping. The streamflow depletion caused by the CWS is equal to the minimum permissible stream flow and is lower than the depletion projected by the abandoned plan. Application of the CWS in the Permilovo groundwater basin makes it possible to meet water demands during water-limited periods and to avoid environmental problems.     

导水裂缝带部分波及顶板含水层条件下涌水量预测

针对煤层顶板导水裂缝带部分波及含水层时涌水量预测不准确问题,通过对煤层回采后顶板水文地质条件变化、顶板含水层地下水渗流场变化进行分析,建立工作面水文地质概念模型,得出了基于达西定律和承压水Dupuit理论的顶部进水型涌水量预测模型。通过对数学模型的分析论证,并将此涌水量数学模型应用于实际生产,得出涌水量预测模型概化合理,符合煤层开采实际情况下水文地质条件,对于顶板导水裂缝带部分波及含水层情况下工作面涌水量预测有借鉴意义。      

甘南黄河水源补给区生态补偿方式的选择

甘南黄河水源补给区生态环境日趋恶化,严重影响着黄河流域的生态安全,亟需建立健全生态补偿机制.作为生态补偿的关键环节,补偿方式尤其应该得到关注.在概括介绍国际上生态补偿项目补偿方式的基础上,利用问卷调查资料,分析了甘南黄河水源补给区农牧民对不同补偿方式的偏好、不同补偿方式对生态补偿项目持续性及农牧民生计能力的影响.结果表明:甘南黄河水源补给区的农牧民对现行退牧还草工程的补偿方式不太满意,大部分农牧民希望提供有助于能力建设的补偿方式.基于提高项目可持续性以及农户能力的设计理念,提出现阶段甘南黄河水源补给区生态补偿项目应选择能力补偿与现金/实物补偿相结合的补偿方式.     

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。     

多级水流系统耦合下深部岩溶分异研究——以川东隔挡式构造区中梁山背斜南段为例

新构造运动背景下,干、支流对地壳抬升反应速率的差异,导致具有不同排泄作用的河谷广泛组合,形成多级地下水流动系统,地下水作为岩溶含水系统发育的主要控制因素,多级水流系统的空间耦合影响岩溶发育分布规律。文章首先根据中梁山背斜南段岩溶槽谷横向沟谷的发育特征,将岩溶槽谷划分为渗流区、分流区、外流区;结合横向沟谷控排作用与地形指数,分析多级水流系统耦合的空间分异特征。其次通过隧道建设背景下地表水漏失、隧道涌水情况及隧道施工揭露岩溶现象验证在多级水流系统耦合效应下深部岩溶发育特征。结果表明:渗流区以区域水流系统为主,隧道涌水量巨大,水流通道连通性良好,地表水基本干涸,深部岩溶发育强烈;分流区除了近河谷地带以局部水流系统为主、深部岩溶发育较弱以外,宽缓分水岭地带的地下水流动仍然以区域性流动为主,深部岩溶较发育,隧道涌水量较大,地表水与深部岩溶地下水水力联系较好,隧道建设对地表水影响严重;外流区以局部浅循环为主,深部岩溶发育程度弱,深部岩溶水与地表水水力联系较弱,地表水漏失程度一般。本研究不但拓宽了托特多级水流系统的应用领域,为岩溶发育理论研究提供了新的角度,同时为深埋岩溶隧道建设的危险性评价及引发的环境负效应研究提供理论指导。     

应急调水效益补偿的博弈分析

应用博弈论原理与方法求解应急调水的合理补偿量,解决调水各方的利益冲突.提出了水权交易、行政调节、流域协商3种补偿的方式,用博弈原理对这3种方式进行了分析,求解在纳什均衡条件下,利用水权交易方式和行政调节方式实现水资源配置目标的补偿量方案,并对流域协商方式的博弈特性进行了分析,并给出算例,分别解出两种补偿方式的补偿方案.不同的补偿方式对应着不同的补偿量,在实际应用中可根据应急调水的实际情况,选择一种方式或多种方式联合应用,为管理者的决策提供参考.     

基于水库群预报调度的黄河流域干旱应对系统

为有效应对日益严重的流域干旱问题,有必要开展面向干旱全过程的黄河流域干旱应对系统研究。基于干旱演变过程设计了干旱指数,通过天气预报模型、回归分析等进行干旱、需水与径流预报;设置多年调节水库旱限水位,实现水资源年际补偿;识别洪水和泥沙分期特征,采用分期汛限水位增加洪水资源利用量;建立了梯级水库群协同优化调度模型,调配抗旱水源。算例结果显示:黄河流域干旱应对系统能够平衡年际间的干旱损失以避免重度破坏,与实际情况相比,在重旱的2014年增加抗旱水源22.40亿m^3。建立的干旱应对系统已应用于黄河流域抗旱实践,提升了流域应对干旱的水资源调控能力。     

西部开发中水资源利用可持续性评价

水资源可持续利用是西部开发的关键。本文就西部开发中水资源利用可持续性评价问题,从西部水资源对于全国的意义、西部水资源及利用现状两个方面论述水资源利用可持续性评价的重要性;提出将水资源评价纳入不同层次环境影响评价的方法;最后提出包括建立有效的水资源财产权结构、进行水资源价值核算、实施水资源利用总量控制和水资源补偿在内的可持续管理对策及有关技术措施。     

黄龙核心景区多层级水循环系统结构研究

为查明四川黄龙核心景区钙华层内水体的循环交替过程及水循环系统结构,采用野外实地调查、水循环断面监测等方法,分析任一监测断面的地下水径流量和地表水流量(二次转化泉形成)组成、循环段内的补给和排泄特征,理清各水循环系统的发育规模、层级.分析结果表明,丰水期水循环系统层级最为复杂,分为区域-局部-场地三个循环层级,以局部循环...     

基于环境同位素分析吐鲁番盆地地下水流系统

吐鲁番盆地是中国重要的煤炭基地之一,研究盆地地下水流系统对于区域水资源评价具有重要意义。通过在野外开展取样工作,首先根据取样点井深的不同,将所有样点分为4组,结合当地水文地质条件、同位素值的高程效应以及取样点位置,将同位素值以及位置相近的点归为同一个水流系统。经分析,在火焰山以北存在一个相同型式的地下水流动系统,而在火焰山以南随着山区坎尔其水库的修建,水利工程设施的不断完善和农业灌溉制度的改革,存在多级地下水流动系统,其形成条件主要受自然和人类活动影响。其中同位素和TDS值都较高的T1点曾是艾丁湖湖面的边缘,当时湖水水位浅,同位素蒸发效应明显。同时,火焰山地下基岩存在缺口,存在北盆地向南盆地的地下水补给。     

基于旋转水槽试验的水下泥石流底部水压研究

水下泥石流的低阻力运动特性研究是研究水下泥石流运动机理的重要内容,水下泥石流底部的水压对泥石流运动阻力有重要影响。为此,采用旋转水槽实验室模拟水下泥石流的低阻运动,实测水下泥石流视摩擦角;采用新开发的测量系统,实测水下泥石流底部的水压,评估水下泥石流底部的静水压和附加水压。试验结果和理论分析表明,在水下泥石流底部的附加水压与水下泥石流的低阻力运动密切相关:水下泥石流密集流的最大厚度为12 mm的条件下,附加水压最大值达69 Pa。研究成果为揭示水下泥石流低阻力运动机理提供实验依据,新开发的测量系统为低阻力运动泥石流的水压测量开辟新途径。     

三间房组油藏沉积微相及其对注水开发效果影响研究

三间房组油藏储层辫状河三角州平原和前缘亚相比较发育。其主要微相由辫状河分流河道、心滩、水下分流河道、分流间区等组成。受沉积微相控制,储层砂体在平面上的分布特征导致和影响了注水开发中的油水运动和产量变化。由于河道砂体物性好、连通性好、吸水强度大,且具有明显的方向性,故注入水沿河道砂体发育方向推进速度快,油井含水上升也快,从而造成沿主河道砂体方向上的高产井初期不含水,后期高含水的现状。剖面上受沉积旋回控制,动用程度较高的层段主要集中在每一砂层组中下部的第3、4小层。     

干旱区坎儿井与山前凹陷地下水库

在分析研究坎儿井主要技术特点的基础上,结合河流冲洪积扇地形地貌特征、储水构造以及水资源转化特点,提出了建设山前凹陷带"横坎儿井式"地下水库的具体思路,并以台兰河地下水库示范工程为例,对构筑"横坎儿井式"地下水库的可行性及其"引渗回补"调蓄系统、"横坎儿井"集水系统、"自流虹吸"输水系统三大工程组成部分的结构设计原理进行了初步的探讨.山前凹陷地下水库是非常理想的应急抗旱水源工程,其研究和示范工程,为干旱区内陆河流域地表水与地下水联合调度、水资源高效利用探索出了一种新模式.     

荆江三口分流变化及三峡水库蓄水影响

长江中游荆江的水沙通过三口洪道分流入洞庭湖,三口分流是荆江-洞庭湖关系调整的驱动因子,为揭示其变化特征及三峡工程运用的影响,基于大量的原观数据,系统研究了近60年三口分流比的变化过程,提出其显著调整特征及诱发因素,引入径流还原计算方法,量化了三峡水库不同运用方式对三口分流量的影响幅度。结果表明:①特大洪水及重大人类活动等诱发因素作用下,三口分流比出现4~5年持续性减小的趋势调整期,之后进入分流比稳定恢复的平衡调整期;②2003-2014年,三峡水库汛前枯水补偿调度使得三口分流量年均增加8.000亿m3,汛后蓄水使得三口分流量年均减小29.00亿m3,对三口分流综合影响量为年均减少21.00亿m3,占同期三口年均分流量的4.29%。     

地下水系统中的驱动力场分析和污染质运移模拟

本文介绍了地下水系统的概念和地下水系统分析方法,讨论了地下水系统模拟的驱动力场方法,推演出地下水驱动力方程和速度方程,建立了水流系统和污染质运移系统的模拟模型,并求得了它们的有限差分解,最后进行了实例模拟计算。     

Analysis of multiwell pumping tests in a confined aquifer under variations in the production rate and atmospheric pressure

Problems of the interpretation of long-term multiwell pumping tests that account for variations in the production rate and atmospheric pressure are considered. The barometric efficiency and corrections of actual drawdowns are calculated for the Udomlya groundwater basin; spatiotemporal development of the depression cone is analyzed. The hydrogeodynamic parameters are used for calibration of a numerical model of the groundwater basin and prediction of the periodic compensation water system for recharging the cooling lakes of the Kalinin Nuclear Power Plant.     

宜昌潮水洞岩溶间歇泉动态特征及成因

潮水洞无降雨补给时仍有规律的间歇性流出,是典型的岩溶间歇泉,其流量、水化学动态规律及形成机制缺乏系统的研究.基于长期水文气象观测和水化学测试数据,分析了潮水洞不同时期流量、水温和电导率变化特征以及潮水洞岩溶水系统的水化学特征.潮水洞为多个岩溶水子系统的连接,其动态呈现为雨期和无雨期两个不同特征,且存在多个不稳定周期的间歇出流过程.通过c(Mg2+)/c(Ca2+)比值及水文动态特征辨识出间歇出流的地下水来源为天河板组灰岩含水层,随着过程流量的不断增加,深循环地下水占比最高达97%.结合水文地质条件概化出潮水洞岩溶水系统循环模式,天河板组灰岩含水层内虹吸管道的发育是间歇性动态特征的主要成因.