灌区水工混凝土建筑物受硫酸盐侵蚀破坏机理研究

经过对甘肃景电工程和宁夏扶贫扬黄灌溉工程等大型提灌工程混凝土建筑物附近地下水的分析和研究,发现硫酸盐是此类混凝土建筑物侵蚀破坏的主要介质,地下水中的硫酸盐与混凝土内部的一些不稳定或亚稳定的物质发生反应,产生体积膨胀是导致混凝土结构破坏的主要原因.     

高扬程梯级泵站输水系统的运行效率评估方法与模型

针对高扬程梯级泵站运行效率评估困难的问题,通过综合考虑泵站效率、区间水量损失、水力损失、分流量、水位等多因素影响的基础上,提出了基于流量平衡的输水系统运行效率分析的方法,建立了针对配水区间的运行效率评估模型;另外,针对部分梯级泵站流量监测设备不完善的情况,提出了基于水量平衡的梯级泵站运行效率评估模型;将两个评估模型运用于甘肃景电一期工程的效率分析,计算结果表明,基于动态平衡的输水系统运行效率评估模型能够更客观地反映梯级泵站系统的运行效率状况,模型计算结果和工程实际的运行效率吻合良好。     

基于地下水位插值与遥感解译的盐碱化等级划分

为探明受地下水位影响的干旱荒漠区土地盐碱化形成概率,选取甘肃省景泰川电力提灌工程灌区为研究区,以1994、2001、2015年TM影像数据与年均地下水埋深数据为本底数据,采用Arc GIS监督误差分类法对区域遥感影像进行不同程度盐碱地提取分类,运用克里金空间插值将实测地下水位进行空间转换,在此基础上,将分类结果和插值结果通过重分类消除量纲并进行等权重合并,同时把合并结果等间距分5级来表示受地下水位影响土地盐碱化形成概率。结果表明:1994-2015年灌区盐碱地呈现扩张趋势,增长率为61.87%,年均增长率为2.95%;地下水插值结果显示区域内整体地下水位抬升,年均抬升量为0.125 m,东北部地下水位变化最为剧烈;自西南到东北部土地盐碱化形成概率等级逐渐增加,土地等级转变较为明显,盐碱化等级为1、2级的土地明显增加,水位抬升对土地盐碱化等级增加影响突出。研究可为干旱荒漠区区域地下水利用提供理论依据。     

基于不同重现期降水的LID措施水文调控性能研究

作为最典型的土地利用变化过程之一,城市化进程通过改变该地区的下垫面条件,改变了天然状态下的水文机制,并进而产生一系列水环境问题。低影响开发(LID)的雨洪调控措施通过在源头上消纳径流,被视为解决城市雨洪问题的新方法。通过SWMM(Storm water management model)软件建立模型,对不同重现期降水的典型LID措施截流池、入渗带、透水性路面和生物滞留池进行了模拟。模拟结果表明,各LID措施的调控性能随着降水重现期的不同而产生明显的变化;随着降水量的增大,各措施的洪峰流量消减率及入渗补给率(截流池除外)均有不同程度的下降,但洪峰流量消减量随着降水量的增大而增大,入渗量基本保持不变(截流池除外);当采用相同的表面面积设计时,滞留池的洪峰流量消减性能最好,入渗带的入渗补给性能最好;决定其调控性能最主要的因素本质上为其"有效容积",即各措施所能容纳的水量。     

基于云模型的梯级泵站系统服役状态综合评估

为了准确客观地对高扬程梯级泵站系统服役状态进行定量化评估,以宁夏盐环定高扬程梯级泵站系统为研究对象,通过云理论模型定量化模糊性因素,同时基于云模型数字特征对指标状态进行定量化描述,并构建泵站系统服役状态评估指标体系,构建了评语层标准云模型、要素层隶属度云模型,同时采用排队理论求解指标权重,进而实现泵站系统服役状态的综合评估.结果表明:泵站系统更新改造前与更新改造后2种工况下服役状态综合评价云分别是C_b(0.626 4,0.061 4,0.016 8),C_a(0.842 1,0.100 5,0.012 6),改造前其服役状态处于“较好(V₄)”等级,改造后服役状态处于“好(V₅)”等级,验证评估结果符合实际情况.采用该方法可为梯级泵站系统服役状态评估或类似系统的预测提供有益参考.     

非稳定渗流下非饱和土体水力梯度的时变分析

为了研究非稳定渗流对坝体非饱和土体水力梯度的动态变化影响,考虑土体基质吸力与体积含水量的变化关系,建立了非饱和土体的渗流运动微分方程.采用SEEP/W软件对均质土坝在水位降落和上升等工况下的瞬时渗流场进行数值模拟,分析坝体上游侧、下游侧等不同深度的水力梯度变化值,以探寻坝体不同部位水力梯度在整个渗流历时内的动态变化规律及其可能发生渗透破坏的主要时间段.数值模拟结果表明:上游侧坝体底部水力梯度会在骤降历时的60%~70%时间段内出现高出稳定渗流期36.4倍的峰值,是最易引发渗流破坏的时间段;坝体上游侧水位变动区土体的水力梯度在上升历时的25%~50%时间段内增加较慢,在50%时间段后迅速增加,增加幅度达30~50倍,水位上升历时的50%时间段之后是其发生水力渗透破坏的主要时间段;水位升降对坝体下游侧土体水力梯度的影响甚微.计算结果可为大坝的调洪运行管理提供可参考的决策依据.     

民勤绿洲农业发展对石羊河流下游水文过程及水质的影响

民勤盆地位于河西内陆干旱区域,近几十年绿洲农业的发展改变了天然水资源循环过程,使绿洲内发生了显著的水文过程变迁。分析了绿洲农业的发展对石羊河流下游的水文过程变迁及对水质的影响,结果表明:随着水资源开发利用,绿洲灌溉农业的发展造就了集约、高效化人工绿洲农业生态系统,同时也明显改变了地表水与地下水之间的转化条件、转化数量及水质,其负面效应已严重恶化了生态环境,直接威胁着民勤绿洲农业的持续稳定发展。     

基于空间插值的区域尺度土壤全盐量时空变异规律研究

为准确获取区域尺度的土壤全盐量空间分布特征以及其年际动态变化规律。以甘肃景泰川电力提灌灌区为研究区,以2015年的16个监测点测得的土壤全盐量数据为基础,采用ArcGIS软件中的空间插值模块分别运用反距离权重法、样条函数法、趋势面法以及普通克里金法对区域内土壤全盐量数据进行空间插值。分析表明,反距离权重法插值精度最高、与实际监测的结果吻合度高,能准确反映土壤全盐量时空变异规律及分布特征。运用反距离权重法对研究区1994、2001、2008和2015年的土壤全盐量观测数据进行空间插值,结果表明:研究区内的土壤全盐量最大值逐年增大,由1994年的2.2648%增大到2015年的3.2294%,土壤全盐量最小值除个别年份有所降低外,总体亦呈现增大趋势,全盐量平均值持续增高在2015年达到了1.1228%,较1994年总体增长了0.1167%;研究区土壤盐分总体呈现西南低东北高的分布状况,且西南区域土壤全盐量呈现降低趋势而东北区域则呈现增加趋势,该结果可为研究区土壤盐渍化的水盐调控及盐渍化治理提供借鉴。     

干旱扬水灌区的水盐引排特点研究

通过对甘肃省景电灌区的水盐引排量的统计和土壤、排水沟水溶性盐组分浓度与TDS关系分析,总结了干旱扬水灌区引排水盐的特点。研究表明,干旱扬水灌区内的降水、潜水出露的径流、地下水灌溉等在灌区水盐循环中的作用与引黄灌溉量和干沟的排水量相比处于次要地位,人工的扬黄灌溉对灌区水循环的影响远远超过自然因素的影响强度,灌区内水土的水...     

扬水灌区封闭型水文地质单元的地下水盐动态研究

西北内陆干旱区的扬水灌区灌溉排水属外引内排方式,灌区内的水盐运移主要受控于灌溉水入渗,属于典型的入渗-蒸发型水盐运移。对扬水灌区封闭型水文地质单元15 a监测资料的分析表明,监测区的地下水运移具有径流滞缓、水盐积累的特点。灌溉水入渗带和溶质迁移带的地下水矿化度受入渗溶滤影响呈振荡变化型,汇水聚盐带的盐沼化面积由1993年的25.83 km2增加为2008年的30.88 km2,地下水矿化度和土壤含盐量均呈逐年上升趋势,地下水矿化度最高达172.15 g/L,水化学类型为Cl-—SO42-—(K++Na+)—Ca2+型。