非稳定渗流作用下土石坝边坡稳定

在对库水位回落条件下土石坝非稳定饱和—非饱和渗流场进行有限元分析的基础上,考虑非饱和土强度、土体密度都随含水量变化的关系及渗透力作用,利用强度折减有限元技术研究了水位降落过程中边坡稳定性的变化规律及渗透系数对边坡稳定的影响。研究成果为土石坝的设计运行、除险加固提供了参考。     

气封闭情况下的非饱和土实用强度试验研究

考虑吸力的非饱和土研究较为精确,但吸力量测起来比较困难。以饱和度作为参数的非饱和土实用化研究更有利于工程的实际应用。根据非饱和土的分类,用饱和度作参数法对不同类型的非饱和土分别进行研究,将提高饱和度方法的精确性。本文针对气封闭情况下的非饱和土,对两种不同类型的土进行不固结不排水剪切试验,发现不同的土样表现出了相同的性质,即粘聚力和内摩擦角随饱和度的变化并没有呈现出相应的规律性,它们的变化主要是由于土的结构性所引起的,并从细观的角度进行分析,验证了试验结果。     

黄河三角洲粉质盐碱土土壤结构特征与渗透性关系分析

以黄河三角洲粉质盐碱土为研究对象,通过扫描电镜及压汞试验,结合土壤渗透系数,分析土壤结构特征与渗透性之间的关系。结果表明:黄河三角洲原状盐碱土土颗粒呈紧密镶嵌式排列,孔隙狭窄且不连通,孔隙主要为小孔隙和微孔隙,孔径较小;对原状土进行渗透试验得到渗透系数为6.46×10~(-5) cm/s,渗透性较差;将土壤重塑后由于絮凝集聚体被破坏且该地区盐碱土中粉粒含量较多,其渗透系数降为2.40×10~(-5) cm/s。黄河三角洲粉质盐碱土结构致密,孔隙狭小不连通,不能为水分下渗提供充足的渗流通道,导致该地区土壤渗透性较差。综合考虑该地区土壤结构特征与渗透性,对其进行治理时,建议掺杂砂石,以打破原始结构,增加渗流通道。     

土石坝破坏及防治的研究进展

渗流破坏是土石坝常见的破坏形式之一。自20世纪初以来,许多学者对渗流破坏的机理进行了研究。以往的大部分研究都是在确定临界水力梯度的基础上,以确定渗流破坏的发生。然而,很少有人花在建立模型上。事实上,有关破坏发展的信息在评估灾害后果、准备应急措施和减轻财产损失方面具有极其重要的意义。因此,有必要对土石坝渗流破坏的破坏机理和发展过程进行进一步的研究,提出实际的数值模型和方法。     

含弱透水夹层边坡非饱和渗流数值模拟研究

夹层结构或互层结构是常见的坡体结构形式,软弱夹层或岩层通常具有较弱的透水性,对边坡地下水分布及渗透特性具有重要影响。基于水体质量守恒方程及V-G模型,采用PVI方法对含夹层边坡进行非饱和渗流模拟。通过实验对比,验证了该算法的可靠性。现场尺度的模拟结果表明,含低渗透性夹层的边坡易在夹层处表现出地下水分层的现象,且夹层的渗流特性和发育程度直接影响该区域地下水的分布情况:随着夹层非饱和参数α的增大(或n的减小),夹层与邻近岩土体渗透系数比的减小,夹层厚度与高度的增加,地下水分层现象更加显著。研究揭示了含夹层边坡地下水特殊分布模式,也对类似结构岩土体的非饱和水力参数确定有一定的参考价值。     

强降雨条件下坝肩边坡抗滑稳定性分析

基于饱和-非饱和渗流理论和非饱和土强度理论,建立降雨条件下边坡稳定性分析有限元数值模拟模型,研究考虑强降雨条件下渗流场变化导致饱和区渗透力变化而影响边坡稳定性的强度折减分析法。将此方法应用于广东省乐昌峡左岸坝肩边坡,进行降雨过程边坡渗流变化情况及稳定性变化分析。分析结果表明：在强降雨条件下,地表水入渗将直接导致非饱和区范围缩小、压力水头升高及局部暂态饱和区出现;考虑饱和区渗透力变化的影响,降雨入渗时边坡稳定性将会下降,但由于边坡开挖使得坡角较为平坦,而且上层强风化层的渗透系数较低,故此时边坡仍然处于稳定状态。     

达西定律及其在非饱和土壤中的推广应用

法国工程师享利达西(HenriDarey)经过对饱和砂土的渗流试验研究,1856年提出了著名的渗流阻力定律,即达西定律.此定律后来被推广到其它饱和土壤和多孔材料中.1931年,理查兹(Richards)用试验的方法为此定律进一步推广到非饱和土壤找到了论据.不仅扩大了达西定律的使用范围,而且给研究非饱和土壤水流问题(如灌溉土地上的蒸发、入渗、根系吸水等)带来了重大进展.     

多元结构地基抬田饱和非饱和渗流模型试验

结合江西峡江枢纽控制工程中的库区抬田研究课题,开展多元结构地基上抬田饱和非饱和渗流模型试验研究。结果表明,在稳定渗流条件下,防渗层内部的天然水头势随时间变化属于饱和-非饱和渗流,孔隙水压力总体较小,负压水头势在防渗层以上部分表现为随埋深增加而增大;在有地下水顶托时抬田结构渗流量稍有增加。但均符合设计规范对地基渗流的要求,用试验结果修正的三维有限元计算模型对抬田结构进行模拟计算,大量减少了试验工作量,且结果满足实际工程需要。     

基于非稳定过程的岩土体非饱和参数反演分析

岩土体非饱和参数的确定是进行岩土体非饱和渗流分析的关键。考虑岩土体非饱和非稳定渗流过程中地下水位的动态变化,根据监测点水位变化数据,通过正交设计、非饱和渗流正分析、BP神经网络和遗传优化算法相结合的分析方法,确定了基于van Genuehten模型的岩土体持水特征曲线参数,较好地解决了岩土体非饱参数确定的困难。并以一次降雨过程中岩质边坡非饱和渗流场的动态变化为例,验证了该方法的可行性和可靠性。反演分析结果可为进一步分析降雨过程中岩土边坡强度及其稳定提供了依据。     

病险土石坝水力劈裂现象的注水试验研究

对病险土石坝坝体注水试验过程中的水力劈裂现象及其原因进行了分析。研究表明,大坝防渗体为低渗透性时,在高水头下的水力劈裂发生的风险相对要大。坝体的应力分布中小主应力3σ不足是引起坝体水力劈裂的主要原因,在1/3~2/3倍坝高处,小主应力和土的抗拉强度之和往往不能抵抗过高的水头压力而引起水力劈裂。坝体钻孔注水试验应尽量控制水头上升速度,并实时监测水头与流量的变化,选择较低的水头进行试验,并采用分级注水,在判断试验结果未发生水力劈裂的情况下,取合理的试验结果的平均值作为最终试验值。     

黄河下游工程建设模糊综合决策优化排序研究

依据黄河下游沿黄地区各类工程建设与投资计划特点,将黄河下游工程建设分为防洪堤防、引黄工程、灌溉与节水、水土保持、生态环境、河口综合开发治理、水利信息化及重点水库等8类,利用模糊决策分析理论和工程规划调查数据确定工程权重,建立模糊理想点法模型,将黄河下游按照区域特征分为15个子区,利用所建立的模型进行排序求解,得到了黄河下游水利工程建设排序计划方案。研究成果对于黄河下游沿黄地区各类水利工程建设具有指导意义。     

Ring dike system to harness floodwater from the Mekong River for paddy rice cultivation in the Tonle Sap Lake floodplain in Cambodia

Located in the floodplain of the Mekong River and the Tonle Sap River, Batheay irrigation system and its reservoir directly receive floodwater from the Mekong. The Batheay reservoir formed by a ring dike functions as both a reservoir and a paddy field. In the wet season, the ring dike prevents floodwater from entering the reservoir and rainy season rice is grown inside the dike. After harvesting, the gates on the ring dike are opened to receive floodwater. The water is stored inside the dike for cultivating dry season rice outside the dike. In this paper, the irrigation system is studied as a model site for future development of the floodplain of the Tonle Sap Lake of Cambodia. Specifically, this paper is concerned with the study of water balance and analysis of the hydrologic components of the Batheay irrigation system, and the effectiveness of the ring dike system. The study found that floodwater of the Mekong River contributed about 74% to the total inflow to the Batheay reservoir. Contributions to the total water supply of reservoir water, floodwater remaining in the fields, and precipitation were 73, 12, and 15%, respectively. The efficiency of the system was found to be 92%. The dike system is expected to be a paradigm for the floodplain of the Tonle Sap Lake.     

TDR在土壤盐分测试中的试验研究

提供了用TDR土壤水分测试仪在测试土壤含水率的同时可测到土壤含盐总量的方法。以黄河上游宁夏惠农县典型的黄河淤积平原的主要质地土壤为基础。利用德国产TRIME-T3管式TDR土壤水分测量系统在测试田间土壤含水率时表示出的VOL和LEVEL值．经过与电导法测定的土壤含盐总量的拟合，得出它们与土壤含盐总量的函数关系。通过统计原理对该方程的检验．表明了方程的显著性和可用性。     

黄河水质现状分析及提高水质对策建议

随着黄河流域内工业发展和城市化进程的加快,大量污染物尤其是有机污染物以不同的方式进入水体,黄河受到日益加剧的污染,水体功能降低甚至丧失,黄河流域面临水资源紧缺和水污染严重的双层危机。概述了黄河各流域分区主要蓄水现状及流域内各省区用水情况,对黄河流域水质进行评价,并分析了污染加剧的原因,提出了有效改善黄河水质的建议措施。     

傍河井取水与引黄河水之间的关系分析

以莘县为例,探讨傍河井抽取的地下水与引黄河水之间存在的关系。研究结果表明,引黄沟渠在抽水井影响半径2倍以外时,傍河井的数量或者抽水量足以引起引黄沟渠周围区域性地下水位下降,则引黄河水对该区域的地下水补给量就会增加,取水量越大,地下水位下降越大,补给量增加的也越多;当引黄沟渠在抽水影响半径2倍之内时,引黄河水就会直接补给水井,补给量与水井的单位时间出水量、水井与引黄沟渠的距离、抽水时间有关,出水量越大、距离越近、抽水时间越长,引黄河水的侧渗补给量越大,反之依然。     

引黄泥沙对黏质盐土的改良效果及其对冬小麦产量的影响

【目的】探究引黄泥沙对黏质盐土的改良效果及对冬小麦产量的影响,找出适宜的引黄泥沙用量。【方法】在黄河三角洲地区进行大田试验,研究不同引黄泥沙用量(0、5、10、15、20、25、30、35kg/m²)对黏质盐土的体积质量、饱和导水率、含水率变化、含盐量以及冬小麦产量的影响。【结果】引黄泥沙降低了土壤体积质量,且土壤体积质量随着引黄泥沙用量的增加而降低;引黄泥沙提高了土壤饱和导水率,且土壤饱和导水率随着引黄泥沙用量的增加呈指数型增加;引黄泥沙降低了0～20cm和20～40cm土层的土壤含水率和含盐量,其中引黄泥沙用量为15 kg/m²时,与不使用引黄泥沙相比0～20 cm土层的土壤含水率和含盐量分别降低了16.61%、22.89%,20～40 cm土层的土壤含水率和含盐量分别降低了12.86%、22.44%。引黄泥沙提高了冬小麦产量,且冬小麦产量随着引黄泥沙用量的增加呈先增加后减少的趋势。其中引黄泥沙用量为15 kg/m²时冬小麦产量最高,为7 530.98 kg/hm²,与不使用引黄泥沙相比提高了3...     

不同改良剂对滨海盐碱化土壤水盐运移特性的影响

为了探究表层(0~20 cm)掺加不同改良剂对盐碱化土壤改良的效果,以黄河三角洲地区中度盐碱化土壤为研究对象,利用室内一维垂直积水入渗试验,表层掺加2种改良物质,即河沙、生物炭,设置7个处理分别为CK,S1,S2,S3,C1,C2,C3,以研究其改良效果.结果表明:在不同河沙、生物炭用量下,改良措施均能提高土壤水分入渗性能,其中生物炭改良措施显著提高了掺加层含水量,河沙改良措施显著提高了土壤掺沙层以下土壤含水率;不同改良处理下,河沙改良措施相较于生物炭改良措施更有利于盐碱化土壤脱盐,处理S3的平均脱盐率比掺生物炭处理提高14.5%~27.7%,脱盐区深度、达标脱盐区深度均超过了0~50 cm作物根系密度较大的土层.根据河沙和生物炭在室内一维垂直积水入渗试验结果,土壤表层掺沙可有效改良黄河三角洲地区盐碱化土壤的水盐分布,为作物生长提供良好的环境.     

黄河酚污染物生物降解动力学特征研究

为了研究酚类污染物在黄河中生物降解的动力学特征,用含有苯酚和2-甲基苯酚为唯一碳源的液体培养基,分别接种黄河原水和黄河底质提取液,通过培养与细菌计数,利用统计学方法,计算出水中细菌和底质细菌降解苯酚和2-甲基苯酚时的最大比生长速率μmax和半饱和常数Ks。结果表明,黄河底质细菌降解苯酚类化合物的μmax约为原水中细菌的2倍;酚类污染物的分子结构直接影响其生物降解速率。     

黄河下游灌区农田排水再利用效应模拟评价

在田间试验观测基础上,采用SWAP模型分析黄河下游簸箕李引黄灌区农田排水再利用下的土壤盐分季节性变化以及地下水位对土壤盐分剖面分布的影响,模拟农田排水补灌对作物产量的效应。研究结果表明,咸排水补灌引起的土壤盐分积聚主要在冬小麦生长期,夏玉米生长期内并不明显,有效地控制地下水位有助于减少土壤盐分累积量,维系作物根区的盐分平衡。利用含盐量为4mg/cm3以下的农田排水在冬小麦生长后期水分亏缺阶段进行补灌,可在基本不影响随后夏玉米产量的基础上,不同程度地改善冬小麦产量。对缺水严重的黄河下游引黄灌区,农田排水再利用是缓解水资源供需矛盾、改善作物产量的一种有效水管理措施。     

小浪底水库运用后对河南省引黄灌溉引水影响分析

为全面研究小浪底水库调水调沙试验对河南省大中型引黄灌区引水的影响,河南省组织了多个部门联合对这一问题开展了调查,经过近3年的研究,证明小浪底水库运行后黄河主河槽下切,黄河水位下降速度比预期的要快,各引黄灌区引水困难局面已逐渐显露。提出了小浪底水库运用后对河南省引黄灌溉引水影响的对策。