土地资源开发专家系统设计--以黄河大柳树水利枢纽灌区为例

本文在黄河大柳树水利枢纽灌区土地资源系统研究的基础上,设计了土地资源开发专家系统（ＬＲＤＥＳ）把计算机智能引入了灌区土地资源系列开发中,文章介绍了ＬＲＤＥＳ的参数设计,功能需求及功能模块之间的关系,对系统性能,系统控制流及系统信息流等作了简要分析。     

拟建黑山峡水库不必要性的研究

我国是个贫水大国, 北方严重缺水。黄河的水资源也同样如此, 一方面开发利用过度, 另一方面上游来水量持续减少, 造成了目前黄河水资源配置中的关键矛盾是水资源总量不足, 拟建大柳树灌区属严重缺水区, 需借"南水北调"西线调水解决, 而年分配量仅2亿m³, 对开发40.0~66.67万hm²耕地是"杯水车薪"; 此外, 黑山峡水库原规划设计的功能和作用已被上、下游水库替代, 显而易见, 没有理由兴建黑山峡水库。     

大柳树坝址工程断错效应分析

坐落于中卫-同心活动断裂带中间部位的黄河黑山峡大柳树坝址,距F201发震断层垂直距离不足1.5km。统计表明,在青藏高原及其周缘地区,当发生Ⅶ级以上破坏性地震时,距发震断裂两侧3～5km的范围内都有可能出现断层的分支破裂、次生破裂等错断效应。大柳树坝址处于Ⅶ级以上地震时的分支破裂发生带内,因此,存在工程错断效应问题。三维有限元数值模拟结果表明,断层F201发生错动时,坝址地段断层F93、F39、F40相对于F201的错动比率处分别达到14.38%、12.00%和9.84%以上。     

黄河大柳树水利枢纽工程区生态修复绿水资源消耗量定量模拟

绿水的确定和有效利用对于干旱半干旱地区水资源配置和生态建设有重要的意义。在绿水概念界定基础上,构建基于生态水文理论的绿水资源消耗量定量模型,并以大柳树水利工程区为研究对象,对工程区20世纪50年代以来绿水资源消耗量进行定量模拟,得到研究区绿水资源消耗量现状时空结构特征,进而得到不同水分供应条件下不同植被类型绿水资源消耗定额,确定生态修复措施下工程区的绿水资源消耗量。结果表明:(1)大柳树水利枢纽工程区绿水资源消耗量受降水影响明显,50年代以来整体上表现出增加到降低的变化趋势;(2)不同植被类型绿水资源消耗量差异明显:林地最大,其次为农用地;(3)大柳树水利枢纽工程区不同水平年绿水资源定额,其中枯水年:林地341.2 mm,灌丛241.1 mm,草地200.8 mm,农用地291.5 mm;丰水年:林地444.4 mm,灌丛306.1 mm,草地271.2 mm,农用地399.9 mm;平水年:林地370.3 mm,灌丛295.3 mm,草地250.6 mm,农用地360.6 mm;(4)根据各水平年不同植被类型绿水资源定额以及工程区生态修复方案,利用面积定额法得到工程区各生态修复措施需水总量及工程区各分区生态...     

黄河大柳树坝址岩体松动机制动力数值模拟研究

黄河黑山峡大柳树坝址区存在大面积、大范围的岩体松动现象,主要特征是岩体应力释放,结构面张开,密度显著下降。为进一步研究岩体松动的成因机制,在详细地调查区域地质背景条件及区域地震动力作用基础上,提出了地震动力作用与岩体松动现象的内在联系,通过三维有限元数值模拟计算,进一步证明了大柳树坝址区存在的大范围岩体松动与历史上该地区发生的强烈地震具有密切关系。因此,在目前的工程地质条件下,一旦发生同样规模的地震活动,坝址区所遭受的破坏程度会更大。     

黄河黑山峡大柳树坝址区最大潜在地震变形及地震应力模拟预测

在分析黄河黑山峡大柳树坝址处的中卫活动断裂带潜在地震危险性及地质、地球物理条件基础上,采用三维有限元方法模拟计算了该断裂带内F201断层发生6.5级、7.0级和7.5级地震时大柳树坝址区的潜在地震变形及地震应力。结果表明,F201断层发生中强以上地震(MS≥6.5)时,其南侧至少3 km范围内的地震变形及地震应力将超出地壳岩石的破裂变形极限,大柳树坝址的地震应变量值更是大于10-4,地震应力也将达到几兆帕,存在工程上尚难以处理的地震抗断问题。     

黄河黑山峡大柳树坝址区F201和F7(8)断层的活动性

黄河黑山峡大柳树坝址区位于青藏高原中卫-同心活动断裂带内F7(8)和F3断层所夹持的寒武系变质砂岩夹千枚岩推覆岩片中。对F201、F7(8)断层活动性的认识是坝址稳定性评价的关键，也是争议的焦点。通过对大柳树坝址区F201、F7(8)断层带特征的追索观测、工程揭露和断层泥测年，获得F201、F7(8)断层活动特征的新资料，证实了F201断层是一条晚更新世晚期和全新世以来强烈活动的区域发震断层，同时确定了7(8)断层水平左旋走滑作用的存在；发现断层通过之处二级阶地堆积物的震陷槽；获得了小于20ka断层泥测年数据，尤其是确定了7(8)断层与F201断层的交会地点。因此，按水电规范，F201和F7(8)断层被定为活动断层。     

大柳树坝址岩体破坏机制分析

大柳树坝址区存在大面积、大范围的岩体松动破坏现象。为进一步研究其松动破坏的成因机制,在详细调查区域地质背景条件及区域地震动力作用基础之上,提出了地震动力作用与岩体松动现象的内在联系,并通过动力模拟试验和动力数值分析,进一步证明岩体松动破坏现象与历史上该地区发生的强烈地震具有密切关系。因此,在目前的工程地质条件下,一旦发生较大强度的地震活动,坝址区所遭受的破坏程度会更大,对拟建的水利工程设施将产生严重威胁。      

大柳树高坝F201断层避让距离研究

利用国内外类似构造位置上的走滑型、逆走滑型发震断层极震区IX度等震线短轴在断层上、下盘分布宽度的统计分析,探讨了大柳树高坝的F201断层避让距离问题。经统计分析,给出了活断层IX度等震线短轴在断层上盘的优势宽度为6～6．4km,在这个距离之内,活断层的粘滑或蠕滑运动都可能会在地表产生永久性形变,同震或震后灾害严重,对于工程而言存在抗断问题。因此,这个数据可作为F201发震断层避让距离的参考值。野外调查表明大柳树高坝距F201活断层仅1．5km,小于本研究得出的活断层避让距离,而且坝址位于F201活断层上盘,因此不适宜在大柳树坝址修建水利水电工程。     

大柳树坝址区松动岩体中硐室围岩破坏变形特征

以黄河大柳树坝址为例,对松动岩体硐室围岩破坏变形特征进行了研究,松动岩体具有断裂张开、节理错动、岩体架空、岩石高强度、岩体波速等特征。研究得出松动岩体硐室围岩破坏变形特征为结构松散、塌落范围大、变形破坏受水影响大及围岩压力以重力为主等特点。