一种深厚覆盖层场地地震动参数的确定方法

基于欧美规范确定了坐落在深厚覆盖层上KH抽水蓄能电站上、下库场地基本运行和最大设计地震动峰值加速度、反应谱和时程等动参数。首先依据场地区域地震烈度区划图、特征周期区划图和依据场地地质地震条件选取的5条种子实测地震动确定场地基岩输入加速度时程、峰值加速度和设计反应谱,进而基于各土层地质参数和一维弹性波传播模拟程序确定覆盖层表面的平均峰值加速度、平均反应谱和5条地震动时程,对所得到的平均反应谱和峰值加速度进行光滑处理后确定可用于各建筑物结构抗震设计的地震动参数,包括覆盖层表面水平向动力响应加速度时程、峰值加速度和设计反应谱。该方法可较好地保留输入地震动的真实动力特性,如持时、相位和频率等,为我国规范中建议的确定场地地震动参数的方法提供有益的补充。     

Groundwater flow path determination during riverbank filtration affected by groundwater exploitation: a case study of Liao River,Northeast China

The groundwater flow path plays an important role in maintaining hydrological and ecological quality and security, which are important in the comprehensive management and use of both groundwater and surface water. In this study, an integrated multi-tracer-constrained framework was used to determine the groundwater flow path. The results show that there are shallow and deep flow paths in riverbank filtration, controlled by the different permeabilities of riverbed sediments and aquifers at different depths. The contribution of river water to shallow groundwater is less than that to deep groundwater because of the low permeability of the riverbed sediment in the dense muddy layer in the shallow slope of the river valley. This contribution decreases with increasing distance from the Liao River. The shallow groundwater quality is better than the deep groundwater quality because of its longer residence time.     

Biomorphological scaling laws from convectively accelerated streams

Worldwide convectively accelerated streams flowing in downstream-narrowing river sections show that riverbed vegetation growing on alluvial sediment bars gradually disappears, forming a front beyond which vegetation is absent. We revise a recently proposed analytical model able to predict the expected longitudinal position of the vegetation front. The model was developed considering the steady state approximation of 1-D ecomorphodynamics equations. While the model was tested against flume experiments, its extension and application to the field is not trivial as it requires the definition of proper scaling laws governing the observed phenomenon. In this work, we present a procedure to calculate vegetation parameters and flow magnitude governing the equilibrium at the reach scale between hydromorphological and biological components in rivers with converging boundaries. We collected from worldwide rivers data of section topography, hydrogeomorphological and riparian vegetation characteristics to perform a statistical analysis aimed to validate the proposed procedure. Results are presented in the form of scaling laws correlating biological parameters of growth and decay from different vegetation species to flood return period and duration, respectively. Such relationships demonstrate the existence of underlying selective processes determining the riparian vegetation both in terms of species and cover. We interpret the selection of vegetation species from ecomorphodynamic processes occurring in convectively accelerated streams as the orchestrated dynamic action of flow, sediment and vegetation characteristics. © 2019 John Wiley & Sons, Ltd.     

三门峡水库冲淤重心变化及其对潼关高程的影响

以往关于三门峡水库的研究多关注库区年际间的冲淤变化,而对汛期和非汛期库区冲淤分布研究较少。本文基于三门峡水库蓄清排浑运用以来1974 2018年实测水沙、断面及冲淤数据,研究汛期和非汛期库区冲淤重心的迁移、冲淤速率及其对潼关高程的影响。结果表明,蓄清排浑运用以来库区河道基本遵循汛期冲刷、非汛期淤积的演变规律。分别定义汛期最大冲刷速率和非汛期最大淤积速率发生的相邻两断面间的子河段为冲刷重心和淤积重心,汛期冲刷重心与非汛期淤积重心出现的位置基本对应,1974 2010年冲淤重心由距坝约90 km逐渐向坝前移动,平均下移速率约1～2km/a;2010年后冲淤重心逐渐上移,2017年位于坝上游约60～70 km,但冲淤强度明显减弱。淤积重心的位置主要受水库回水长度影响,冲刷重心主要与汛期水流能量相关,淤积重心位置迁移滞后于影响因子的变化约5年,而冲刷重心滞后时间约2年。潼关高程与潼关至太安段（潼太段）比降呈反比关系,比降越大,潼关高程越低,而当冲刷重心迁移至潼太段并影响其下段时,潼太段比降增大,利于潼关高程降低。1985年后回水范围和冲淤重心均位于潼关以下,潼关高程受冲淤重心影响较小。     

黔中地区浅覆盖型岩溶塌陷成因机制与防治对策--以紫云县白云小学为例

黔中地区处于贵州省第二阶梯,平均海拔800~1600 m。具有可溶岩分布面积广、岩溶极其发育、第四系土层覆盖薄、地下水埋深浅、地下水动力条件强等特点。岩溶地面塌陷是该区主要地质灾害之一。为了查明贵州省紫云县白云小学岩溶塌陷的成因及发育机制,在塌陷区开展了水文地质调查、地球物理勘探、水文地质工程地质钻探、岩土样测试等多项工作。综合研究表明,白云小学岩溶塌陷是特殊的"水-土-岩"不良因素共同作用的产物。根据塌陷区的岩土组构特征,建议在黔中岩溶地区进行工程选址前,采用"监测预防+控水+工程治理"综合防治措施。     

河流过程的累积现象和随机模型

累积现象普遍存在于河流过程中,准确考虑前期水沙条件的累积影响对冲积河流河床演变规律的研究至关重要。为揭示累积现象的物理实质,本文对国内外多条典型冲积河流上枢纽修建后其上下游河道冲淤实测资料进行了分析。定义水沙条件变化为外部扰动,并假定其发生概率符合泊松分布及单个扰动引发的系统反馈强度随时间呈指数衰减。本文运用统计力学中的随机理论给出了冲积河流外部扰动诱发的内部反馈随时间的累积过程及其时空间演进的数学描述和理论模型,并将其应用于枢纽修建后其上下游河道形态时空调整过程的模拟。结果发现,从时间上看,断面垂向、横向及全河段的冲淤调整速率早期较快,之后迅速减缓,河床累积冲刷深度、河宽及河段累积淤积量随时间不断增大直至平衡,表现出典型的累积特性;从空间上看,坝下河段冲刷强度沿程非线性衰减直至消失,这种空间分布上的不平衡是外部扰动引发的系统反馈在空间传播的同时随时间衰减的综合结果,是河流过程累积特性的另一外在表现。模型应用结果表明,河道垂向、横向、纵向及全河段的时空冲淤调整过程均可用归一化公式来描述,计算值与实测值符合较好,相关系数R ²达0.92、0.93、0.76和0.95。本文模型同时考虑了河流过程的累积特性和系统反馈的空间传播特性,可为定量描述扰动后非平衡态河道的时空调整过程提供理论依据和新的计算方法。     

黄河流域硅酸盐风化的讨论

根据2007年6月和7月采集的黄河干流及部分支流水样和河床砂样品数据,对黄河流域硅酸盐化学风化进行了探讨。在充分评估黄河流域的K+,Na+来源的基础上,确定了硅酸盐风化的K+量,并通过选定的硅酸盐风化(K/Na)比值,得到了硅酸盐风化的Na+量;通过测定流域内不同岩石类型分布的河床砂样品,得到河床砂样品硅酸盐部分(Ca/Na)和(Mg/K)的比值,确定了钙镁硅酸盐风化的Ca2+,Mg2+量;并据此估算了流域硅酸盐化学风化的CO2消耗率。如果选用黄河入海多年径流量58.02×109km3/a进行计算,则得到全流域硅酸盐风化CO2消耗率约为26.22×103mol/km2/a。若选用2007年的平均径流量24.83×109km3/a进行计算,则黄河流域硅酸盐风化引起的CO2消耗率约为11.19×103mol/km2/a。     

冻土路基微动探测方法应用探讨

以哈尔滨某高铁路基勘探为例,采用空间自相关方法提取微动信号频散特征,获取地下150 m介质的横波速度结构及分层特征.结果表明,微动方法可穿透冻土区较厚的覆盖层探测基岩面,且分层界面与钻孔资料一致.该方法施工便利、适用性强,结合钻探资料可精确刻画地下地质层位分布,减少钻探工作量,节约经济成本,具有较高的应用价值和科学意义...     

区域化探数据在浅覆盖区地质填图中的应用方法研究

区域化探数据包含丰富的地质信息,可用于浅覆盖区区域地质填图。笔者系统研究了浅覆盖区水系沉积物化学成分与基岩化学成分的关系,利用水系沉积物氧化物成分,以区域岩石化学成分为约束,提出了基岩化学成分推断方法;根据水系沉积物与其矿物化学成分间质量平衡关系,提出了基岩矿物组成推断方法。在此基础上提出了地球化学推断地质图的编制方法,并在典型森林-沼泽浅覆盖区进行了试验,地质调查和钻探工程验证了该方法的有效性。充分利用区域化探资料,提取地质填图信息,是提高浅覆盖区地质填图质量的有效途径。     

高水头下深厚覆盖层高土石围堰应力变形分析

乌东德水电站位于长江上游的金沙江,其土石围堰高74 m,河床砂卵石覆盖层厚70 m,上下游水头差达151 m,且设计在下游侧堰脚开挖70 m深的基坑,拟采用高86 m的混凝土防渗墙上接复合土工膜防渗。对该高水头下深厚覆盖层高土石围堰的应力变形特征进行了非线性有限元分析,模拟了堰体填筑、蓄水、下游侧降水与基坑开挖的过程,采用无厚度Goodman单元模拟堰体与防渗墙间的接触面。应力与变形分析的结果表明围堰的设计方案是可行的。此外,研究了覆盖层与围堰填料的参数,防渗墙的材料、厚度与墙底沉渣等因素的影响,对设计方案提出了建议。