库水位升降联合降雨作用下库岸边坡中的浸润线研究

库岸边坡中的地下水对其稳定性有重大影响,目前还没有统一的公式用来计算岸坡中的浸润线。为此,建立隔水底板呈缓倾角的均质岸坡模型,采用稳定渗流情况下的浸润线作为非稳定渗流的初始值,推导出库水位升降联合降雨作用下该模型中浸润线的近似解析解。利用Geo-Slope中的SEEP/W程序,对浸润线的近似解析解进行验证分析,结果表明,在不同库水位升降和降雨的组合条件下,由近似解析解确定的浸润线与数值模拟结果基本一致。对库水位升降联合降雨作用下赵树岭滑坡中的浸润线进行研究,利用实测浸润线验证了近似解析解的正确性,并预测了赵树岭滑坡在快速蓄水、快速蓄水＋暴雨、快速泄水及快速泄水＋暴雨4种工况下（库水位波动范围为145～175 m）浸润线的变化情况。最后,从解析解的适用条件出发剖析了近似解析解误差产生的原因,为应用浸润线解析解解决实际问题提供依据。     

库水位等速上升中均质库岸塌岸现象及浸润线试验研究

为了研究库水位等速上升过程中均质水库岸坡的塌岸现象及岸坡内浸润线的变化特点,以取自三峡库区的含黏粒粉砂为主要试验土料,设计了3个不同结构的均质岸坡模型,对每个模型进行了4种不同速率的水位上升试验。试验结果表明,库水位上升速率越大,均质水库岸坡的塌岸现象越易发生;在库水位上升过程中,库水和地下水与岸坡土体的相互作用同时存在对岸坡稳定有利和不利的因素,其中地下水浸没区的毛细力消失是引起塌岸的关键因素;试验测得浸润线与理论计算结果的比较分析表明,浸润线的理论计算方法可能过高地估计浸润线的位置。     

库水位等速上升作用下岸坡地下水浸润线的计算

大量研究表明,地下水对边坡稳定性起着决定性作用.在边坡稳定性计算地下水位时,浸润线位置的确定尤为重要.本文从一维非稳定渗流运动的基本微分方程出发,建立库水位上升作用下坡体内浸润线计算模型,通过拉普拉斯变换,推导出浸润线的计算方程.利用抛物线模型推导出平均含水层厚度的计算公式.     

库水位下降时的岸坡非稳定渗流问题研究

水位下降时岸坡的渗流是涉及土体由饱和向非饱和状态过渡的水-气二相流过程,目前相关研究成果大都假设孔隙气压力为0,忽略孔隙气的影响。根据水、空气的质量守恒定律和达西定律,结合多相流理论建立水-气二相流模型,采用高效的积分有限差分法求解,通过变换主要变量,实现饱和（单相）与非饱和（二相）的相互转变,并给出各种边界条件下合理的数学处理方法。通过Muskat渗流问题,验证了上述模型的正确性;并对某土质岸坡水位下降时的非稳定渗流问题进行分析,结果表明,岸坡的基质吸力小于浸润线以上的负孔隙水压力,在浸润线以上的很大区域为毛细管水饱和带,其土体饱和且基质吸力为0,这对边坡稳定十分不利,精确分析水位下降的边坡稳定问题时,孔隙气压力变化的影响值得研究。     

不规则隔水地质界面上覆均质土体稳态浸润线研究

地下水的分布对斜坡（滑坡）稳定性评价和治理有着重要的影响,且其影响因素较多,目前,对于下伏不规则隔水地质界面上斜坡的稳态浸润线还没有可用的解析解,特别是已知斜坡（滑坡）体上具有已知水位的情况下,准确确定已知水位之间坡体的浸润线对斜坡（滑坡）稳定性评价有重要作用,因此,下伏不规则隔水地质界面上斜坡的稳态浸润线研究是很有必要的。本文采用自由表面流的简化,推导了下伏隔水地质界面上均质土体的单宽含水层流量表达式,依据基床倾角把均质含水层流量表达式（Boussinesq方程式）分为两种：顺坡和逆坡。依据两种Boussinesq方程式,利用流体连续性原理,得到了下伏不规则隔水地质界面上均质土体的稳态浸润线方程和流量,通过与数值模拟（Autobank有限元程序）结果对比可知,本文的解析解与有限元数值模拟（Autobank有限元程序）的稳态浸润线和通过的流量基本一致。由于采用了Dupuit近似,本文的解析解与数值解存在一定的误差,顺坡的误差大于逆坡,坡度较大的误差大于坡度较小的误差,庆幸的是该近似产生的误差很小,总体来说,该稳态浸润线解析方法是可靠、稳定和合理的。     

三峡工程库水位降与红层岸坡稳定性变化的响应关系研究

三峡工程水库运营中,库水位在145～175 m间周期性变化必将引起岸坡地下水位的波动,从而导致岸坡稳定性的响应变化。为此,根据布辛涅斯克非稳定渗流微分方程,采用多项式拟合初始浸润线,求得了库水位匀速下降和定幅度下降时岸坡的浸润线方程;在运用剩余推力法求解岸坡稳定性时考虑了对应的渗透力。以千将坪滑坡北东侧的红层岸坡为实例,分别考虑库水位由156 m匀速下降至145 m和库水位由156 m定幅度下降时岸坡的稳定性。结果表明：库水位以不同速度匀速下降时,降速越大,稳定性系数下降速率越大;地下水的时间滞后效应随降速的增大而明显延迟,但随着库水位的下降,滞后效应将达到一个最大值;库水位定幅度下降时,降幅与岸坡稳定性系数关系曲线呈现下降速率不同的3段;对于千将坪滑坡北东侧的红层岸坡在库水位匀速下降时,其临界降速为1.2 m/d,在库水位定幅度下降时,其临界单次降幅不超过6.0 m。研究结果对三峡工程库区类似岸坡地质灾害预警预报具有一定的指导意义。     

库水位升降条件下不同渗透性的滑坡体稳定性变化规律

库水位升降作用下不同材料滑坡体稳定性变化规律不同。选择代表三峡库区不同土体材料滑坡4个数量级的饱和渗透系数,采用Geostudio软件Seep/W和Slope/W模块,分析了三峡水库库水位升降作用下不同渗透系数滑坡体浸润线的分布规律及由此引起的滑坡稳定性变化规律,结果表明:库区涉水滑坡体稳定性的变化与滑坡体的渗透系数密切相关,在库水位上升阶段,随着滑坡体渗透系数逐渐变小,浮托力增大的速率变缓,指向坡内的渗压逐渐增强,滑坡稳定性系数有相对增大趋势。在库水位下降阶段,随着滑坡体渗透系数逐渐变小,浮托力减小的速率变缓,指向坡外的渗压逐渐增强,滑坡稳定性系数有相对减小趋势。     

基于简化边界的尾矿坝浸润线解析解

浸润线的计算是尾矿坝安全状况评估的重要环节,对尾矿库安全起到至关重要的作用。为了能够用解析的方法得出浸润线,首先略掉无关紧要的部分,将尾矿坝的渗流分析区域简化为一个矩形,然后在矩形区域中选定两种符合工程实际的边界条件,最后求解渗流微分方程即求出这两种边界条件下的浸润线。求解中涉及到的偏微分方程无论是齐次还是非齐次的,都通过傅里叶级数法得到收敛的无穷级数解。该方法的突出特点就是得到的最终结果是解析解。实际应用时通过与实测浸润线数据拟合确定浸润线求解公式中的常数。通过对某尾矿坝浸润线的计算发现前面得到的公式可以用于实际浸润线的计算。     

大港滩海地区石油地质特征及勘探潜力

大港滩海地区地处渤海湾盆地腹地,位于黄骅裂谷盆地东侧海岸线以东水深5 m线的地区,是古近纪以来发育形成的凹隆相间的复合构造区。该区自上而下发育4套生油层系,即东二段、沙一中段、沙二段、沙三段;储层发育,冲积扇、水下扇、三角洲、扇三角洲、辫状河三角洲、重力流、湖泊碳酸盐岩在滩海区广泛分布;8个二级正向构造带呈近东西向和北东南西向分布在凹陷之间,具有形成大-中型油气藏的先决条件。通过对工区地层、储层、构造、生油、成藏等石油地质条件的分析,阐述了油藏的成藏条件及油气富集规律;通过对各区带的地质条件和勘探开发现状分析,指出其油气勘探开发潜力。认为滩海地区虽然地表地下条件复杂、对勘探开发技术要求高、勘探开发成本高、风险大,但滩海区油气资源量大,成藏条件好,目前勘探开发程度低,是大港油田今后增储上产的现实领域。     

计算浅水动力学的新方向

概述了计算浅水动力学的新方向,主要内容分为算法和应用两部分,前者包括浅水流动计算面临的困难、对算法的要求和若干新方向,着重讨论了有限体积描述及某些高性能格式的基本原理;后者给出了一些计算结果,用以反映有限体积Osher格式在明渠、堰闸、漫滩、溃坝和决堤流动计算中的应用.     

Geochemical Characters of Water Coproduced with Coalbed Gas and Shallow Groundwater in Liulin Coalfield of China

To reveal the geochemical characters of water coproduced with coalbed gas and shallow groundwater,water samples were collected from 12 wells of coalbed methane and 7 wells of shallow groundwater.The pH,CODMn,fCO2,total dissolved solids （TDS）,total hardness,and concentrations of metasilicic acid,sodium and kalium,calcium ion,magnesium ion,ammonium iron,bicarbonate ion,carbonate,chloride,sulfate ion,nitrate ion,fluoride,lithium,zinc,nickel,manganese,iron,boron,barium,etc.of the samples were measured.Research results showed the following：（1） Concentrations of TDS,chloride,fluoride,sodium and kalium,ammonium,iron,and barium in the water coproduced with coalbed gas exceeded the national standards of China; however,physical,chemical,and biological properties of shallow groundwater could meet the national standard.（2） The water produced from coalbed contained mainly Na-Cl·HCO3,with average TDS of 4588.5 ppm,whereas shallow groundwater contained a mixture of chemicals including Na.Mg.Ca-HCO3·SO4 and Na.Mg-HCO3·SO4,with average TDS of 663.8 ppm.（3） In general,it was observed that bicarbonate and sodium accumulated in a reducing environment and deeper system,while depletion of hydrogen ions and dissolution of sulfate,calcium,and magnesium occurred in a redox environment and shallow system.（4） Sodium and kalium,ammonium,chloride,and bicarbonate ions were the main ions found in the study area.     

洪水浸泡和水位骤降情况下黄河下游堤防堤岸稳定性分析

水库库岸边坡稳定在水位骤降工况下的研究目前已比较成熟,但对黄河下游堤防在水位骤降工况下的堤坡稳定状态却研究甚少。通过选取黄河下游标准化堤防某段堤岸边坡为研究对象,建立有限元渗流模型,提出黄河下游堤防的水位骤降速度标准,同时分析了在水位骤降速度为2、4、5 m/d时的坡内浸润线变化、堤岸稳定性变化,以及在水位骤降组合洪水浸泡最不利工况下的堤岸稳定状态。通过分析,给出水位下降情况、水位下降组合浸泡情况下的堤岸稳定状态图,并从图中可以查出在某一水位下降速度、洪水水位降至某一高程处的堤岸稳定状态,为工程人员在堤防建设中运用和推广提供了便利。     

地下水浅埋条件下越冬期土壤水热迁移的数值模拟

应用土壤冻融过程中水热耦合迁移模型,对内蒙古河套灌区地下水浅埋条件下整个土壤冻融过程进行了模拟,分析了越冬期土壤水热迁移规律．结果表明,快速冻结阶段土壤冻结速度随深度线性减小．冻结过程中某一深度处的含水量增量与冻结速度呈双曲线型相关关系．提出了土壤冻融过程中的特征含水量概念,以描述土壤含水量的动态变化特征．     

江苏丰县县城规划区深层孔隙水开采动态及水位预测

简要论述丰县县城的水文地质条件；对丰县县城规划区主要供水源深层孔隙水的开采作了动态分析；建立了地下水位灰色预测模型并预测了２０００年的水位及水位变化区间。     

库水位涨落条件下滑坡渗流场特征及稳定性分析

三峡水库建成后,库水位将在145～175m之间发生变动.库水位的骤然升降引起的滑坡体内孔隙水压力的突然变化也必将对滑坡的稳定性产生显著的影响.以万州区安乐寺古滑坡前缘松散堆积体为例,利用有限差分软件FLAC3D对滑坡渗流场变化特征进行了数值模拟分析,同时在滑坡渗流场模拟的基础上,采用强度折减法对滑坡的稳定性进行了计算,...     

浅层地热能水源井工程问题与技术研究

浅层地热能具有储量大、分布广、埋深浅、易开发等特点,是可再生新能源。在传统能源资源紧张和环境恶化形势下,大力开发利用浅层地热能对全球低碳经济和节能减排具有重要的意义。水源热泵以能量利用率高、成本低、维修方便的优势占据重要地位,其中水源井是其关键,水源井的工程质量将直接影响着系统运行、回灌和使用寿命。通过大量的调查,分析研究了目前水源井工程存在的突出问题,并在试验和实际经验基础上提出了合理的水源井工程技术。     

Inversely-Mapped Analytical Solutions for Flow Patterns around and within Inclined Elliptic Inclusions in Fluid-Saturated Rocks

In this paper, an inverse mapping is used to transform the previously-derived analytical solutions from a local elliptical coordinate system into a conventional Cartesian coordinate system. This enables a complete set of exact analytical solutions to be derived rigorously for the pore-fluid velocity, stream function, and excess pore-fluid pressure around and within buried inclined elliptic inclusions in pore-fluid-saturated porous rocks. To maximize the application range of the derived analytical solutions, the focal distance of an ellipse is used to represent the size of the ellipse, while the length ratio of the long axis to the short one is used to represent the geometrical shape of the ellipse. Since the present analytical solutions are expressed in a conventional Cartesian coordinate system, it is convenient to investigate, both qualitatively and quantitatively, the distribution patterns of the pore-fluid flow and excess pressure around and within many different families of buried inclined elliptic inclusions. The major advantage in using the present analytical solution is that they can be conveniently computed in a global Cartesian coordinate system, which is widely used in many scientific and engineering computations. As an application example, the present analytical solutions have been used to investigate how the dip angle of an inclined elliptic inclusion affects the distribution patterns of the pore-fluid flow and excess pore-fluid pressure when the permeability ratio of the elliptic inclusion is of finite but nonzero values.