刘家沟水电站溢洪道泄洪消能方案试验研究

针对刘家沟水电站溢洪道消能效果不理想以及下游岸坡冲刷严重问题进行水工模型试验,在原方案基础上开展了一系列改善溢洪道消能防冲效果的优化试验。经过多方案比选验证,在满足溢洪道泄流能力的条件下,采用岸坡分散水流结合公路平台挑流的方案消能效果更为理想,下游河床河势稳定,且造价合理,较好地解决了工程所在下游河床较为狭窄且右岸岸坡存在大型崩滑体的技术难题。     

山区水库塌岸影响因素物理模拟研究

水库塌岸是水库蓄水后所产生的典型工程地质问题之一,影响因素众多,关系复杂,对各影响因素的敏感性在单纯的野外调查条件下难以厘清。结合以往经验和试验条件,选取影响塌岸宽度的4个重要因素:岸坡物质组成、岸坡原始坡度、波浪、水位,通过物理模拟试验方法,采用正交设计,极差分析方法,来研究塌岸宽度对各因素的敏感性。试验结果表明塌岸宽度对各因素的敏感性由大到小依次为:岸坡物质组成、岸坡坡度、波浪大小、水位。     

崩岸规模的一种预测模型探讨

为了能够对崩岸规模进行预测，根据崩岸的类型和机理，利用泥沙运动力学和土力学理论，建立了一种预测崩岸规模的数学模型。此模型考虑了水流的侧向冲刷和底部冲刷，两者冲刷量取决于河岸土质、河床特性、水流的作用。通过算例表明此模型是合理的。     

贺江都平电站下游河岸崩塌原因分析

通过水工物理模型试验，对贺江都平河段修建电站前后的水流流态、流速分布和坝下游水面波动进行比较；以及土工试验成果，对岸坡的稳定性和电站蓄泄调度对下游岸坡的影响进行分析，从水力学及土力学方面对都平电站下游河岸崩塌原因进行较为客观的剖析，提出了山区河流上中小型水电站设计与运行时应注意的问题。     

鲁地拉水库金鸡达旦河拱桥段库岸稳定性评价

以鲁地拉水库涛源金鸡达旦河拱桥段库岸稳定问题为研究对象,基于历史库岸调查,结合两段法塌岸宽度预测经验公式与再造库岸边坡稳定性极限平衡法计算,综合评价库岸稳定性,所得主要结论如下:(1)金鸡达旦河拱桥烧香岛岸历经多期内外动力地质作用,当前及未来一段时期沿桥轴线方向库岸趋于稳定,不存在威胁桥基整体稳定的岩土工程问题。(2)金鸡达旦河拱桥烧香岛岸塌岸预测宽度28 m,当前库岸到结构最小距离20 m,库水长期作用会威胁到桥基安全。(3)金鸡达旦河拱桥既有公路岸不存在塌岸问题。(4)金鸡达旦河拱桥既有公路岸边坡上部填土存在整体稳定问题,潜在滑移影响范围36 m,当前库岸到结构最小距离22 m,长期作用会威胁到桥基安全。建议施工期管理好工程弃渣,避免大规模改变现状库岸。     

涛源金沙江大桥宾川岸岸坡的长期稳定性研究

拟建涛源金沙江大桥位于鲁地拉水电站水库库区内,库水的存在必然影响桥基岸坡安全的稳定。以大桥宾川岸桥基岸坡为对象,在基于现场试验、工程类比和反分析确定边坡岩土体参数的基础上,开展了岸坡再造的塌陷宽度预测及库岸再造后边坡的稳定性分析。研究结果表明:(1)库岸再造宽度为40 m,小于桥梁主塔距库岸边缘距离(150m)。因此,主塔远在库岸再造影响范围之外;(2)库岸再造后的边坡,在自然和地震水位分别骤降5和10 m,其稳定性都达到工程稳定性要求。因此,库岸再造后的坡形就是稳定坡形。研究成果对大桥建设提供指导性建议和意见。     

土壤养分随地表径流流失机理与控制措施研究进展

降雨条件下坡面土壤养分伴随水土流失而流出田块,不仅降低土壤肥力,而且引起水环境污染。从坡面养分迁移机理、数学模型模拟、控制措施3个方面对国内外学者在坡面养分随地表径流迁移过程的研究进展进行回顾。坡面养分迁移机理研究主要包括降雨特征、土壤特性、坡面特征、化学物质特征、耕作与施肥方式、地表覆盖及管理控制措施等因子对坡面养分迁移的影响作用。数学模型主要包括经验模型、基于物理过程的理论模型。物理基础模型基本上是在假设养分传递内在机制基础上建立的,包括混合层理论、对流扩散作用、雨滴击溅作用、水流冲刷作用等。考虑到我国土壤侵蚀现象严重,坡面养分迁移过程受到土壤侵蚀作用的影响,因此针对防治土壤侵蚀而提出了一些相关的控制养分迁移的措施。同时,对目前研究中存在的问题以及进一步需要深入研究的内容进行了说明。     

降雨和坡度对坡面水流阻力规律影响研究

为探明降雨条件下坡面薄层水流阻力特性,分析雨强对坡面流阻力的综合作用,以流体力学和水力学基本理论为依据,通过5个坡度和8个流量、4个雨强组合条件下的模拟降雨试验,系统研究了降雨条件下坡面薄层水流阻力规律。结果表明:相同雨强条件下,阻力系数随着坡度的增加呈现先增加后减小的趋势,随着流量、水深的增大而逐渐减小,最终稳定在0.025左右;相同坡度下,坡面薄层水流的阻力系数随着降雨强度、放水流量的增大而减小;降雨强度在一定程度上影响阻力系数与弗汝德数幂函数关系的离散性。在本试验条件下,薄层水流都处于"层流"和"过渡流"的流区,并且随着坡度的增大,薄层水流向"层流"转捩。在考虑雨强的情况下,给出了计入雨强影响的裸坡条件下坡面流阻力的计算公式。     

龙王庙险段灌注桩设计

论述了在龙王庙险段整治设计工作中,为解决岸坡整体稳定问题,采用了钻孔灌注桩。灌注桩的设计按照满足岸坡稳定以及桩的形状满足功能要求的原则,利用边坡整体稳定分析法和剩余下滑力法比较求得桩应提供的支挡力,接着以悬臂式排桩结构考虑,按"m"法计算桩身内力、位移,然后进行配筋、桩的抗剪验算、桩侧土的承载能力验算。     

混凝土异形块和钢筋石笼护岸防冲应用初探

在分析关于水流作用下斜坡上块石起动理论的基础上，从研究斜坡上单个块体出发 用水流作用下异形块起动的极限平衡条件，推导出了异形块体平均粒径的计算公式。并由此设计了二种混凝土异形块和一种钢筋石笼的形状、尺寸及工程布置形式。结合工程实际，简述了混凝土异形块及钢筋石笼的施工机理及效果，并与经典护岸形式及材料进行了比较，阐述了混凝土异形块和钢筋石笼防冲防岸的适用条件，建议大力推广应用于急流顶冲的崩岸加固护岸     

洪水位变化对河岸崩塌影响机理的

结合洪水期堤岸渗透与崩塌的特点，重点研究了崩滩与渗透险情的关系及水位升降等对崩岸的影响。研究结果表明，对于粘土岸滩，洪水迅速上涨期间，水压力对河岸的稳定是有利的，而洪水骤降时，河岸崩塌的几率增大；对于非粘土岸滩，洪水缓慢上涨期间，河岸稳定性变化不大，而洪水缓慢下降后，岸滩稳定系数减小。     

变化环境下灌区地下水动态演变趋势及驱动因素

以陕西省宝鸡峡灌区为研究区,从地下水系统与外部环境的关系出发,运用了线性趋势回归检验、Kendall秩次相关检验及Spearman秩次相关检验3种统计水文学方法,分析了近30 a(1981—2010年)灌区变化环境因素——降水量、蒸发量、地表水灌溉量及地下水开采量的变化趋势,结果表明:灌区降水量呈不显著下降趋势,平均年降水量倾斜率为-2.900 mm/a,而蒸发量呈波动上升趋势,平均年蒸发量倾斜率为3.270 mm/a,降水量和蒸发量两者具有互逆变化特征;灌区地表水灌溉水量呈显著下降趋势,而地下水开采量呈不显著下降趋势.基于GIS技术和地统计学方法,研究了灌区地下水位动态的时程演变趋势和空间分布特征,研究表明:1995—2005年,灌区西北部地区地下水位有明显下降趋势,10年间下降约7~8 m,中部乃至东南部也有小幅度的下降,下降不足1 m;2005年以后,灌区内仅在渭河北岸的武功、兴平南部及咸阳中南部有小幅度下降趋势.通过灰关联分析方法,识别了灌区地下水位动态变化的主要驱动因素,得知各影响因子的关联度都较大,均在0.5以上,且塬上灌区与塬下灌区地下水位动态变化的主要人类活动驱动因素分别为地表水灌溉和地下水开采.     

无为大堤防洪保护区河道建模方法研究

使用MIKE软件对地形数据进行网格剖分时,河道易被概化失去其原有的行洪能力。【目的】寻找合适的河道建模方法。【方法】通过总结三角形网格方案、混合型网格方案、一二维耦合方案共3种建模方案,并分别建立模型,对结果进行了对比分析。【结果】三角形网格方案建模时,河道易被概化失去过水能力;混合型网格方案建模时,河道过水能力接近实际,但河岸与保护区接边处易发散;一二维耦合方案建模时,河道过水能力较好,但易忽略堤防薄弱处的洪水风险。三角形网格方案宜在计算精度要求高、计算时间充足时,将河道网格加密后使用;混合型网格方案建模时,河岸处理过程复杂,但计算速度较加密后的三角形网格方案约提高2倍,是替代三角形网格的重要方案之一;一二维耦合方案建模时,计算速度较加密后的三角形网格方案约提高5倍,但计算精度取决于断面间距的选取,宜在河道堤防高程差别不大时使用。【结论】河道作为保护区内的主要行洪通道,建模方案的选择会改变其行洪能力的强弱,进而必然影响洪水风险分析结果,可根据分析区域的特点选择合适的建模方法。     

加筋率和含水率对木纤维红黏土边坡稳定性的影响

为了研究木纤维在不同含水率下对红黏土边坡稳定性的影响，采用直剪试验和边坡稳定性模拟分析方法，对加筋率为0（素土）、0.5%、2.5%和5.0%共4个处理在5个不同含水率水平下的木纤维加筋红黏土试样测定土体黏聚力和内摩擦角，分析边坡土体的最小安全系数。结果表明:加筋率越高，土体内摩擦角越小，黏聚力越大，木纤维主要以提高黏聚力来增强土体稳定性；木纤维红黏土在含水率＜25%时，木纤维能增强抗剪强度，提高边坡最小安全系数，且加筋率越高，抗剪强度和最小安全系数越大，边坡稳定性越好。      

贴坡式玄武岩纤维石笼河道护坡的离散元分析

针对盐碱土地区河道边坡存在不利于植物生长且易腐蚀混凝土和筋材的问题,提出一种采用玄武岩纤维石笼的防护技术。以某苏打盐碱土河道护坡为例,采用颗粒离散元程序PFC2D标定土体和玄武岩纤维石笼的细观参数并建立了离散元计算模型。在考虑渗流作用的情况下,采用颗粒流强度折减法分析了设计洪水位下石笼护坡的稳定性,并与原始边坡进行对比,此外对工程中关注的复合筋受力特征进行研究。结果表明:采用石笼支护后边坡的稳定系数提升了40.9%,坡内土体未发生破坏和滑动,石笼护坡的破坏形态表现为石笼之间的脱开和复合筋受弯脱开,复合筋的拉压应力远低于其允许的强度值。     

清水作用下全动床复式河槽河床演变特性

通过水槽试验,探讨了清水作用下由非均匀沙构筑而成的全动床复式河槽的演变特性,包括河床完全粗化后河道稳定宽度及滩岸侵蚀的沿程变化.复式河槽断面构筑而成后,实施倒灌,然后恢复地形,最后用全站仪施测初始河道地形,在试验结束后,相应断面再做精细床面形态测量.复式河槽流量由槽首的矩形堰量测,水位由自动水位仪量测.试验结果表明,随着泥沙淤积量的增大,主槽水深变浅;而河道水深变浅,又将会使床面泥沙起动的作用力减小,河道水深将变得更浅.清水作用下的全动床复式河槽达到稳定时,河道稳定宽度将沿程变化;河道完全粗化后,主槽宽度增大,滩岸侵蚀速率在空间上变化趋势表现为越往下游,滩岸侵蚀速度越小;在清水作用下,河道滩岸发生侵蚀,其侵蚀面积有沿程减小的趋势,这与流速沿程的变化相一致.     

含河渠的分洪区洪水演进数值模拟

在分洪区内存在河渠的情况下，根据水流在河渠外区域和河渠内运动特点的不同，对已有的分洪区二维水流数学模型进行拓展，建立了相应的数学模型。该模型计算时能考虑河渠两侧有、无堤防两种情况，通过对概化地形的计算，证明了模型的合理性。     

生态补水后永定河北京山区段河流生境质量评价

河流生境作为河流生态系统的重要组成部分,准确评估河流生境质量可为河流生态保护与恢复管理提供重要的依据。结合永定河北京山区段生态环境特点,采用层次分析法构建了包括河道生境、河岸生境、滨岸带生境3个方面共12项指标的河流生境质量评价体系,分析生态补水后永定河北京山区段河流生境现状及其空间分布。研究结果表明:北京山区段河流生境质量总体偏好,30个样点中,处于极好、好、一般等级的样点数分别为8个、11个、11个,无差和极差等级样点。生境质量总体状况在空间上表现为官厅至珠窝水库河段>珠窝坝下至落坡岭水库河段>落坡岭坝下至三家店水库河段,各个河段的河道生境、河岸生境、滨岸带生境均存在显著性差异;人类活动、土地利用方式、河岸植被结构、河岸护坡类型等对生境质量及水质具有较大的影响。通过对河流生境质量评价不仅能够较好地反映生态补水后北京山区段河流生境质量现状,也可为进一步的河流生态恢复与管理提供科学依据。     

清水冲刷山溪性卵石河流河床粗化室内试验研究

为探究清水冲刷后山溪性卵石河床流速、粗化级配和冲刷深度的变化规律,以水槽概化模型试验为主,设置3组流量、坡度、非均匀沙,对河床变化过程进行初步研究.研究结果表明:不同工况下,测线流速与冲刷深度沿槽宽分布不均,由边壁至水槽中心呈增大趋势.流量一定、坡度增加时,测线流速与水深呈反比;坡度一定、流量增加时,测线流速与水深呈正...     

土坝在水库水位下降期的滑坡机理

采用有限元法模拟土坝在水库水位下降过程中的瞬态渗流，在此基础上采用极限平衡法计算土坝临水坡的稳定性。通过时均质土坝和心墙土坝的时比研究，揭示了坝体土料性质、水位降落过程线特征与土坝孔隙水压力之间的关系及其在坝坡失稳时所起的作用。研究结果还表明：基于稳定渗流分析的坝坡稳定分析不能考虑孔隙水压力、渗流动水压力的变化及其时坝坡稳定性的影响，因而不能准确评估水库水位下降条件下土坝临水坡的稳定性。