坝址区三维渗流场数值模拟及监测成果对比

通过Visual MODFLOW软件对某水电站的坝址区进行三维渗流场数值模拟,分析在正常蓄水位条件下坝址区的渗流场分布特征,渗流量大小等。发现渗流绕过灌浆帷幕和混凝土防渗墙后,水头损失明显,坝后压重平台坡脚有渗流溢出,渗流主要是库水绕过防渗墙底部,通过坝基覆盖层(1)、(2)向下游渗透。模型计算的三维渗流场与监测成果对比显示,二者分布特征大体一致,存在的一定差异是模型对坝体结构进行了概化,以及模型未能完全模拟地质条件的复杂性所造成。     

坝址区渗流场模拟的可靠性分析

本文针对坝址区渗流场模拟结果的可靠性问题，简要介绍了渗流随机模拟方法，以拉西瓦坝址区为例，采用条件模拟的顺序指示模拟方法，对岩体渗透系数作了大量模拟，建立了描述三维渗流场的数值模拟模型，进行了渗流场的100次模拟，并进一步对渗流模拟的结果作了统计分析。结果表明，渗透系数的条件模拟很好地表征了坝址区岩体渗透性特征，渗流随机模拟可定量分析模拟结果的可靠性，可为重大工程设计提供切实可行的依据。     

基于ZoneBudget的坝址区渗流量分析

水电工程坝址区渗流量的确定对于工程设计施工具有重要指导意义。应用地下水数值模拟程序MODFLOW建立了理想条件下坝址区三维渗流模型,该模型利用WALL边界来刻画大坝,较好地模拟了坝址区的渗流特征。以水电规范中常用的解析解作为参照,着重讨论了应用ZoneBudget进行水均衡分析时,均衡单元的设置对坝基、绕坝渗流量的影响。对比分析结果表明,基于数值解的渗流量与解析解的结果有较大差异,数值解的渗流量与均衡单元的设定范围呈正相关。解析法求解渗流量具有较大的不确定性,而在利用数值法计算此问题时,也应充分论证均衡单元设置对计算结果准确性的影响。     

高泉水库三维渗流数值模拟及坝基渗漏原因分析

针对江西高泉水库渗漏问题,根据坝址区工程地质和水文地质特征建立坝址区地下水渗流三维数值模型,采用有限元法对模型进行求解;在此基础上,以长期渗漏监测结果为目标值,反演坝基岩体综合渗透参数,通过帷幕施工前后综合渗透参数变化规律,分析坝基渗漏原因.计算结果表明,防渗帷幕施工前后坝基岩体综合渗流参数差异大,帷幕施工前坝基渗漏主要是由坝基岩体中存在岩溶通道引起,防渗帷幕对控制坝址区渗漏量起到较好的作用.     

水库岩体三维渗流分析及坝基渗漏控制

为探索切实可行的水库坝基渗漏控制措施,以江西一中型水库为例,结合坝址区水文地质条件构建地下水渗流过程的三维数值模型,并基于长期渗流监测结果,进行了坝基岩体渗透系数的反演,根据所得到防渗帷幕施工前后渗透参数变动规律,对造成水库坝基渗漏的主要原因展开探讨。结果表明,防渗帷幕施工前后坝基岩体渗流参数存在较大差异,且坝基岩体内所存在的岩溶通道是引发防渗帷幕施工前坝基渗漏的主因;帷幕施工后对坝址区渗漏控制效果显著。分析过程及结果可为类似水库工程坝基防渗提供借鉴。     

坝址温度场与变物性渗流场全耦合分析

在只考虑流体性质受温度的影响条件下,根据多孔介质渗透系数与温度之间存在的线性关系,利用相关数据,分析了渗流场对温度较为敏感的敏感性。从温度变化引起水的密度和黏度的变化来考虑温度场对渗流场的影响,建立了温度场和变物性渗流场的瞬态全耦合数学模型,并初步探讨了这种全耦合模型的求解思路。采用FEMLAB软件,在原有模型的基础上做了二次开发,从而实现了该全耦合问题的有限元求解。通过工程实例,对所建的坝址温度场与变物性渗流场全耦合模型做了数值验证。计算结果表明,采用全耦合模型求解渗流问题时,坝址区温度升高,渗流流速普遍降低;温度场变动比较小,而渗流场变动相对大一些。     

库水位升降作用下土质边坡渗流场动态变化研究

为探索水库边坡尤其是土质边坡在库水位升降条件下渗流场的变化规律及边坡的稳定性,建立了较大比例尺的库岸土质边坡地质试验模型。用孔压计测得试验模型的孔隙水压力随水位升降的变化值,以非饱和渗流理论为基础,并结合试验所测数据,用Geostudio有限元数值分析软件SEEP/W 模块进行水位升降条件下的瞬态渗流场模拟。结果表明：坡体孔隙水压力随试验水位的升降而变化,坡体位置高程越高,孔隙水压力和基质吸力变化的滞后性越明显。孔隙水压力模拟值与计算值基本一致,表明模拟所选参数和水土特征曲线能反映模型试验情况。     

川西高原某水库坝址区渗流场模拟及渗漏量计算

为定量评价某水库坝址坝肩渗漏量,以期为大坝防渗处理提供依据。运用Visual MODFLOW三维渗流软件,模拟坝址区在水库蓄水前后的三维渗流场,同时计算坝址断面处水库蓄水前的渗流量和水库蓄水后的渗漏量。模拟结果表明由于大坝的修建,坝址上游的地表水位抬升,使得地下水流动方向发生逆转,坝址断面处的渗漏量也有较大增长,工程对区域地下水环境造成了较为明显的影响。故从工程安全角度考虑,需要对坝基、坝肩进行防渗处理。     

百色水利枢纽坝址区渗流场演变及其渗控措施的研究

百色水利枢纽坝址区的水文地质条件具有独特的性质，建库后渗流场的演变及掺控措施均受其制约。本项试验利用三维电阻网络模型研究坝基渗流，水库渗漏及渗流场的演变情况。     

基岩裂隙水三维流数值模型研究及应用

文中在裂隙水数值模拟研究现状基础上 ,提出导水通道一维流模型与裂隙岩体渗流三维流模型的耦合模型 ,并采用有限差分法求解。通过实例对耦合模型的合理性进行了验证和分析     

立洲RCC拱坝渗控方案的三维有限元优化分析

以四川木里河立洲水电枢纽工程为研究对象,对坝区的渗控措施展开研究。利用ANSYS12.1建立三维有限元渗流模型,计算分析得到了各渗控方案的渗流特征和渗透压力变化规律。对各方案中关键部位的渗透比降、渗漏量和典型剖面渗流场的渗压、地下水位等特征量进行比较分析后,得知:(1)立洲拱坝渗控措施设计方案的防渗帷幕和排水孔幕能有效降低坝后渗流浸润线,对于减小坝基、坝肩扬压力、改善坝基和坝肩受力条件起到了良好的作用;(2)加深帷幕和排水孔幕、增厚帷幕对降低坝区渗透压力作用不大;(3)适当增加f5断层附近防渗帷幕的深度,可防止f5断层形成渗漏通道,影响坝区渗透稳定;另外,取消第一层排水幕、缩短坝肩防渗帷幕延伸长度,可使渗控措施在满足渗流安全的前提下更为经济。     

某深厚覆盖层上引水式电站防渗系统优化研究

针对某深厚覆盖层上引水式电站首部枢纽工程坝基覆盖层深厚以及设计防渗方案经济成本过高的问题,根据该工程坝址区的地质结构、地形地貌以及防渗系统设计情况,建立了三维渗流分析有限元模型。首先分析了设计防渗方案下的库区渗流场分布特性以及各建筑物的渗漏量和关键部位的渗透稳定性,结果表明设计防渗方案满足工程要求,其次在设计防渗方案的基础上计算分析了改变防渗帷幕深度及左、右岸帷幕灌浆洞长度变化对渗漏量的影响,并根据分析结果对设计防渗方案进行了优化。优化研究结果表明：库区防渗帷幕深度可以缩短至微透水带与弱透水带中线;左、右岸帷幕灌浆洞长度均可缩短10 m左右。优化方案可在库区总渗漏量得到有效控制的基础上适当降低防渗经济成本。     

文登抽水蓄能电站地下洞室群复杂渗流场的数值模拟分析

文登抽水蓄能电站由引水系统、地下厂房系统和尾水系统以及上下库组成。复杂地下厂房洞室群、上下库大坝防渗系统以及压力管道上方的平洞和密集排水孔幕构成了文登抽水蓄能电站复杂的防渗排水系统。采用GWSS（Ground water Simulation System）软件对文登抽水蓄能电站工程区复杂的渗流场进行了数值模拟分析,重点研究了抽水蓄能电站正常运行后工程区复杂渗流场特性、引水系统管道的外水压力和上水库防渗效果。研究结果表明：在高压隧洞下水平段上部设置排水洞和排水孔幕的排渗方案,对引水管道和岔管具有显著排水降压作用,使该区域的渗控效果满足要求。     

一种确定坝肩防渗帷幕长度的方法研究

安全与经济始终是工程设计中需要认真处理的一对矛盾问题,本文基于左右坝肩单位面积的最大渗流量（最大流速）与坝基单位面积的最大渗流量（最大流速）相等的原则,推导了坝肩防渗帷幕长度的公式。以一个实际工程为例,分别用公式法以及有限元计算法,计算了坝肩防渗帷幕的最优长度。计算结果表明：在满足渗透坡降、渗流量、渗流速度、水头高程的前提下,二者的计算结果基本一致。验证了本方法的有效性,对工程计算与设计具有一定的指导意义。     

构皮滩水电站岩溶坝基的渗流监测

构皮滩水电站防渗帷幕线上存在复杂的岩溶系统。针对该种岩溶坝址,设计采用了渗压计、测压管和量水堰等组合形式的渗流监测系统,对坝基渗流进行全方位监测。水库蓄水期,坝基渗透压力与库水位呈明显的线性关系,但最大渗透压力增加值仅为库水位上升值的20％左右;水库蓄水完成后,坝基渗透压力与库水位的变化无明显关联。监测成果表明,工程防渗帷幕及岩溶封堵后整体防渗效果明显。监测系统为评价工程安全提供了可靠的科学依据。     

纳子峡面板砂砾石坝渗流性态三维有限元分析

根据纳子峡水电站工程坝址区地形地质条件,建立了坝址区三维渗流有限元模型,计算分析了正常蓄水、设计洪水和校核洪水3种工况下坝体及坝基的稳定渗流场,获得了坝体和坝基的位势分布、坝体各分区的渗透坡降及渗透流量等。计算结果表明,在各种工况下坝体及坝基的渗流场符合一般规律,混凝土面板及防渗帷幕等组成的防渗系统可消减水头84%以上,其作用明显;混凝土面板及坝基防渗帷幕的渗透坡降较大,垫层、砂砾料区等的渗透坡降很小,坝体各分区的渗透坡降均小于材料的容许渗透坡降,大坝防渗排水系统的设计在技术上是合理的。     

数值分析在防渗帷幕时效性分析中的应用

利用数值分析的方法确定出帷幕的渗透系数与渗漏量的关系,进而对帷幕的防渗效果进行分析。通过现场压水试验得到当前防渗帷幕的透水率,并对其防渗效果进行评价,将现场试验结果与数值分析结果对比,发现数值计算结果与现场试验结果一致,因此该数值分析方法可以用于对研究区内防渗帷幕时效性评价。     

黑河金盆水库坝区三维渗控效应评价与材料参数敏感性分析

渗流控制是土石坝工程建设面临的关键问题之一,渗流分析是实现渗控效应评价和渗控优化设计的主要途径。针对黑河金盆水库工程区复杂的地质条件和渗控措施,建立包含主(副)坝、坝基、库盆和左岸单薄山梁的三维渗流计算模型。为确保数值计算的稳定性和收敛性,采用Signorini型变分不等式方法,对黑河金盆水库坝区进行长期稳定渗流精细模拟。基于实测结果与数值计算成果的对比分析,论证了Signorini型变分不等式方法在土石坝枢纽渗流分析中的有效性和正确性。基于数值计算结果深入分析了坝区的渗控效应及渗透稳定性,研究了渗控效应对黏土心墙、帷幕、山岩材料渗透参数的敏感性。结果表明:黑河金盆水库坝区各分区渗流量和各关键部位的最大水力坡降均在安全稳定范围内,工程渗控措施效果显著;坝区渗控效应对防渗帷幕以及山体材料渗透系数的变化较为敏感,坝体内部总水头及关键部位水力坡降随黏土心墙渗透系数的增加而增加。研究成果对土石坝坝区整体渗流分析及渗控优化设计具有借鉴意义。     

福建省古田溪一级大坝坝基帷幕运行性态分析评价

古田溪一级大坝修建于建国初期,运行已近50 a,坝基的防渗帷幕已有一定的削弱。通过水质分析、环境水对帷幕的作用、坝基渗漏水分析、坝基扬压力变化分析对古田溪一级大坝帷幕目前的状况进行综合评价。