地表糙度与水力糙率系数的关系

通过室内人工模拟降雨实验，初步探讨了地表糙度与水力糙率系数间的关系，得出了两者表征阻力特征相一致的阈值为0．979，并回归得到小于该值求算地表糙度的计算模型Y=2．4234e^0.3005ln(x），R=0．769，其中Y为地表糙度；X为曼宁糙率系数。     

大尺寸真三轴煤岩水力压裂模拟试验与裂缝扩展分析

水力压裂是一项广泛应用于低渗煤层的卸压增透技术。为了深入研究煤岩受力、天然裂缝、泵注排量对水力裂缝扩展规律及空间结构的影响,采用大尺寸真三轴水力压裂试验系统、压裂液中添加示踪剂等方式,在真三轴条件下对大尺寸煤岩进行了水力压裂试验。通过剖切压裂试样描述了水力裂缝扩展和空间展布规律,分析了裂缝宽度与应力之间的关系,并初步探讨了煤岩水力裂缝网络的形成机制。结果表明:(1)水力裂缝自割理处起裂并沿割理扩展、连接割理,进而形成复杂的裂缝网络结构;(2)水力裂缝受应力条件作用明显,当最大水平主应力和垂向应力相近,且远大于最小水平主应力时,易形成复杂的裂缝形态;(3)煤岩天然裂隙的存在是形成裂缝网络结构的前提,泵注排量对裂缝网络的形成也有重要影响;(4)煤岩裂隙在局部区域影响水力裂缝转向、分叉,但最终水力裂缝在扩展过程中逐渐转向至最大主应力方向;(5)水力压裂过程中,裂缝宽度的变化不仅与煤岩所受应力有关,还受到压裂液排量、天然裂缝等因素的影响。研究结果可以为煤岩裂缝网络的形成机制、现场施工参数的选取提供技术支持。     

水力截获技术及其研究进展

水力截获技术是一种研究收集去除地下水中污染物并控制污染物运移的水动力技术，目前在国外已被广泛应用于抽出－处理系统的设计和水源保护区的设置中。本文阐述了水力截获技术的研究进展，归纳了该技术的主要研究成果。     

坡地径流入渗机制对水文模拟的影响分析

建立了适用于栅格单元系统的基于运动波理论的降尺度新安江模型(KWXAJ)。在栅格单元中采用新安江模型计算产流,运动波模型进行坡面汇流演算。模型中,为考虑上游坡地单元入流的径流入渗(run-on)效应,在进行坡地产流计算时,降雨及上游坡面流及壤中出流被同时作为来水输入新安江模型。在运动波模型中,糙率系数依据土地利用方式及洪水量级确定。选取淮河史灌河流域黄泥庄以上集水区域,作为研究区域。用流域历史上的13次洪水过程来率定和验证此模型。研究表明,run-on机制对流域产汇流预测有重要影响,其显著影响流域内土壤蓄水量时空分布,进而改变产汇流机制。数据分析还显示,不考虑run-on机制将导致模拟洪峰滞后。     

危岩水力劈裂分析的扩展有限元法

危岩是三峡库区典型的地质灾害类型之一,而主控结构面受荷断裂扩展是危岩发育成灾的关键核心。将危岩主控结构面类比为宏观裂纹,利用扩展有限元法在模拟裂纹扩展方面的优势,基于考虑裂纹面水压力作用的虚功原理推导出了采用扩展有限元法分析水力劈裂问题的控制方程,给出了危岩主控结构面水力劈裂问题的扩展有限元实现方法,对重庆万州太白岩危岩主控结构面的水力劈裂进行了数值模拟分析。计算结果表明：暴雨是威胁危岩稳定性的最敏感因素,随着裂隙水压力上升,裂端拉应力会急剧升高,危岩的稳定性降低;I型裂纹扩展是危岩主要的结构面扩展形式,结构面一旦发生开裂,将处于非稳定扩展状态。     

考虑水力波动作用的潜蚀本构模型

潜蚀是指在渗流作用下，内部不稳定土中的可动细颗粒沿孔隙通道迁移的现象。在潜蚀的数值分析中，描述渗流作用下土中沉积细颗粒向流动细颗粒转化过程的潜蚀本构模型是数值分析结果可靠与否的核心。当前已存在不少基于恒定水力条件提出的潜蚀模型，但考虑水力波动作用的潜蚀模型还较为欠缺。首先，对不同水力条件下细颗粒迁移机制进行了归纳总结，强调了波动水力条件下细颗粒迁移机制的特殊性。然后，基于细观物理机制，利用沉积细颗粒向流动细颗粒的体积转化速率，建立了一个可同时考虑孔隙流速大小、孔隙流速变化速率以及水力作用时间的潜蚀本构模型。基于一套拟合参数，该模型较好地拟合了已有试验研究中多种波动水力路径下的细粒流失过程，证明了该模型的有效性。     

Channel Network Tool-Ⅰ的原理与功能

CNT—Ⅰ(Channel Network Tool-Ⅰ)是基于复合信息(数字高程模型和栅格化主干河网)自动提取流域地表水文特征的专用软件包。它利用主干河网的位置信息指导D8法单元网格水流模式的提取。弥补了现有工具软件使用的数据源单一带来的问题和不足,在平原区和洼地的处理上有了很大改善。CNT-Ⅰ专门针对配置一般的计算机设计,支持千万格点以上的各种分辨率的栅格数据,并内嵌了分辨率为30”的中国大陆DEM和相应的Ⅰ、Ⅱ级主干河网,且能以30”的整数倍输出任意区域的河网、流域边界、准三维渲染图,以及栅格的流向、坡度、汇流路径等数据,并能根据用户的要求度身定制,具有很强的实用性。介绍了该软件的原理和功能,并与同类型的商业软件进行了比较。     

热冲击作用对干热岩起裂压力与裂隙扩展形态的影响

在干热岩水力压裂中，低温水接触高温地热储层诱发热冲击会加速储层裂隙萌生与扩展，强化干热岩储层的压裂效果．本文提出了一种考虑热冲击效应的起裂压力预测公式，该模型将热应力作用和力学参数劣化作用耦合到起裂压力的计算中．建立了考虑热冲击效应的热-水-力-损伤耦合模型，开展Morris全局灵敏度分析，研究了不同岩石初始温度、弹性模量、均质性指数、初始渗透率对水压裂隙扩展形态的影响．结果表明，水压裂隙的起裂是热冲击导致的抗拉强度劣化、冷收缩产生的热应力和孔隙水压力三者的共同作用的结果．随着岩石初始温度的升高，热应力和抗拉强度劣化的贡献越大，表明热冲击效应随着温度的升高而变得更加强烈．弹性模量、泊松比、热膨胀系数和表面换热系数的增加会降低起裂压力．表面换热系数和热膨胀系数是干热岩水力压裂过程中起裂压力的灵敏参数，并且与其他参数的相互作用较强．在EGS项目选址时，选择初始温度较高、弹性模量较大、初始渗透率较大和均质性指数较小的干热岩储层，有利于构建更复杂的裂隙网络．     

连通试验在西南某区岩溶地下水污染溯源中的应用

为查明岩溶地下水径流特征及连通性现状，验证西南某潜在污染区突发岩溶地下水污染与养殖排废的关系，开展连通试验。试验结果表明：荧光素钠在峰值期的平均浓度是稳定期的119倍，养殖排废区开挖的落水洞与岩溶下降泉之间存在直接水力关系，地下水径流速度约为3.0×10^-3 m·s^-1，流速低，总体自东南向西北径流；径流通道形态单一，连通性好。     

基于同位素和水化学的北京平谷盆地地下水循环研究

通过在区域开展地下水同位素、水化学取样分析，研究了平谷泃河和洳河冲洪积扇地下水循环演化特征。分析结果显示：本次所取水样pH值为7.6～8.1，为中性水；阳离子含量均以Ca²⁺、Mg²⁺为主，占70%以上，阴离子含量以HCO₃^-为主，占82%以上，所取水样地下水水化学类型均为HCO₃·Ca·Mg型。研究区浅层第四系松散孔隙水δ²H值和δ¹⁸O值分别为64.9‰、9.08‰，深层第四系松散孔隙水δ²H值和δ¹⁸O值分别为67.6‰、δ₁₈O值，基岩岩溶水δ²H值和δ¹⁸O值分别为64.5‰、9.36‰。基岩岩溶水稳定同位素含量均值与浅层地下水比较接近；浅层第四系松散孔隙水¹⁴C含量为46.7%～93.1%，深层水第四系松散孔隙水¹⁴C含量为40.23%～61.13%，基岩岩溶水^...