任意各向异性岩体渗透系数张量的半解析计算

本文首先通过坐标轴的旋转、压缩和再旋转变换。推导出了有越流任意各向异性含水层中地下水三维井流问题的计算公式。在此基础上提出了采用抽水试验资料图解和优化相结合的方法确定任意各向异性岩体渗透系数张量及渗透主值的方向。计算实例表明，这种半解析的计算方法不仅简易，而且有较高的计算精度     

水库裂隙岩体渗透系数张量的确定

通过裂隙在空间展布状况的测量,用统计学方法初步确定裂隙岩体的渗透系数张量,获得渗透系数张量的主值及主方向。考虑到裂隙测量的误差,根据野外压水试验得到的单位吸水量,利用巴布什金公式计算岩体的各向同性渗透系数,对其进行修正,从而得到研究区裂隙岩体的修正渗透系数张量。并运用上述方法对蒲石河抽水蓄能电站上水库坝址区裂隙岩体的渗透系数张量进行了计算。结果表明,该方法能较好地反映裂隙岩体渗透性的各向异性特征,可为岩体渗透性分区及防渗帷幕的优化提供科学依据。     

考虑应力状态的裂隙岩体渗透系数张量计算

渗透系数张量的正确确定是进行大范围裂隙岩体渗流计算的基础.以实测岩体不连续面的几何特征和统计参数为基础,利用立方定律计算渗透系数张量时,还必须进行裂隙粗糙度、裂隙网络连通程度的修正,并考虑应力变化对渗透系数的影响.对取自丹江口水库库区的辉绿岩剪切裂隙进行了不同围压和裂隙水压力下的渗透试验,结果表明:裂隙的渗透系数与净围压的关系符合指数函数特征,而随着裂隙水压力的增大,裂隙面两侧基岩发生附加变形,导致渗透系数增大.在此渗流试验的基础上对渗透系数进行考虑三向应力和裂隙水压力变化的修正后,得到新的渗透系数张量计算公式.对丹江口水库库区某段裂隙岩体渗透系数张量的计算实例表明,修正后的渗透系数张量更符合实际.     

有限分析法在反求裂隙岩体渗透张量中的应用

本文提出用局部坐标有限分析法和优化单纯形法相结合反求岩体渗透张量。并以黄河上游的拉西瓦水电工程为例,详细统计分析坝址区花岗岩体裂隙结构面的空间分布,考虑结构面的控水作用反求出岩体的渗透张量,其计算结果令人满意。     

裂隙岩体渗透张量的特征值扰动分析

裂隙岩体渗透张量是基岩地区地下水研究中非常重要的水文地质参数。基于裂隙岩体渗透张量的基本表达式和矩阵特征值扰动理论,以青岛黄岛地下洞库现场试验成果为例,在查明了岩体中裂隙的空间产状、位置基础上,建立了裂隙渗透性与岩体整体渗透张量之间的定量关系,分析了单条裂隙和单组裂隙渗透张量特征值的扰动问题,提出了优势裂隙渗透性对岩体整体渗透张量贡献的评价方法。研究结果表明,并非岩体中发育的裂隙对渗流都具有均等的作用,而只有优势裂隙组中的优势裂隙在裂隙渗流问题中占主导地位。这些成果对于基岩地区地下水资源开发和评价、地下水污染预测和控制、地下工程渗流计算和控制都具有重要的意义。     

柳林县供水项目水源地覆盖层渗透系数的计算方法

通过设置三个抽水井、四个观测井进行的抽水试验,利用两种确定影响半径的公式,分别计算得出单井试验时覆盖层的渗透系数,并利用群井抽水试验,将三个抽水井假想成一个大口井,计算得出覆盖层渗透系数,通过综合比较这些不同结果,最后确定了采用的渗透系数。     

高压条件下岩体渗透系数取值方法研究

裂隙岩体在高水压条件下的渗透性可以通过高压压水试验获得。高水压状态下裂隙岩体中水流形态及渗流本构律对岩体渗透系数起决定性的影响。针对高水压状态下岩体中渗流形态为紊流和非达西流的实际情况,以高压压水试验中压水孔内的水压力和流量以及渗压孔内的孔隙压力等参量为基础,推导了单孔三段压水法和单孔单段压水法的裂隙岩体渗透系数计算公式。结合某抽水蓄能电站高压压水试验成果深入分析了不同渗流形态下的岩体渗透系数的差异性。研究成果表明,裂隙岩体水流形态对岩体渗透系数定量取值结果影响较大,同时高水压条件下水力劈裂产生也将导致裂隙岩体渗透系数取值的急剧增加。     

水跃值对计算渗透系数的影响

该文在总结抽水试验水跃值产生原因的基础上，建议采用阿勃拉莫夫经验公式计算水跃值，提出了在工程实践中可行的3种消减水跃值的方法，并通过工程实例的应用验证，表明未考虑水跃值计算的渗透系数误差较大，偏于不安全。     

确定裂隙岩体渗透系数张量的一维环单元模型研究

裂隙岩体的渗透张量确定一直是渗流领域研究的重点。本文基于广义达西定律,提出一种新型空间一维环单元模型来计算三维裂隙岩体的渗透张量,该模型简化了以往复杂的三维面状流模型。通过解析法和数值模拟法对一维环单元模型的合理性进行验证,并利用面单元模型校核该模型的精度。结果表明：对于同一裂隙岩体,环单元模型计算得到的渗透张量,与现场压水试验校核过的数据相比,误差在合理范围之内,与面单元模型计算得到的结果相比,基本相同;环单元模型是一种可行、精度高且实用的简化模型,比面状流模型简单,在计算渗透张量时能极大地减小运算规模,优化了算法。研究成果可为确定裂隙岩体的渗透张量提供新思路。     

由抽水试验计算砂卵石含水层渗透系数的方法对比

含水层的渗透系数是基坑降水设计中的重要参数,不同计算方法得出的渗透系数也不同,应取最适合的计算方法,以免产生较大误差。基于砂卵石潜水含水层现场单井抽水试验结果,分别利用Dupuit-Kusargent法、Thiem法、直线斜率法及水位恢复法等四种方法来计算潜水含水层渗透系数,对比各方法计算的渗透系数所模拟的水位值与现场实测值的偏差,讨论了造成这种偏差的原因,指出了各种方法的优缺点和适用性。研究结果表明,Dupuit-Kusargent法误差最大,直线斜率法次之,水位恢复法和Thiem法误差较小。同时Dupuit-Kusargent法计算结果受流量影响较大,一致性较差,其他方法结果的一致性较好。在计算砂卵石含水层的渗透系数时,如有2个以上观测井,应优先选用Thiem法;无观测井的情况下选用水位恢复法;有1个观测井且其降深-时间对数关系直线段明显时可选用直线斜率法。     

解析裂隙含水层非稳定井流问题

本文通过坐标轴的旋转、压缩和再旋转变换，推导出了有越流裂隙含水层地下水三维非稳定井流问题的解析解。该解是Ｔｈｅｉｓ解、Ｈａｎｔｕｓｈ和Ｗａｙ所给的径向各向异性含水层非稳定流解的进一步推广。     

梯级水电站开发顺序多目标优化方法的研究——复合排序模型与非劣序生成技术

考虑到梯级电站联合运行及电站投入运行过程容量增长的跳跃性特征，建立了以折现投资和累计过剩容量最小化为目标、嵌入水库联调优化问题的多目标复合排序模型．电站投入的序及投入时间的两维优化问题转化成只需对序进行优化的一维问题给出了理论证明．提出多目标动态规划的非劣解生成技术———直接向量优化法，并给出了理论证明．     

三维对流扩散方程的混合有限分析解

本文应用线性微分方程的算子迭加原理，将二维对流扩散方程的有限分析法交替方向用于三维对流扩散方程，从而得到较三维有限分析法简单实用的混合有限分析法，接着用数学分析法证明了该方法的稳定性和收剑性，并用指定强迫解方法对方程离散格式和程序设制等做了验证。最后计算了三维紊动射流，计算结果与实验资料一致，表明用混合有限分析法计算三维对流扩散问题是可行的。     

黄河三角洲沉积环境和沉积物渗透系数的现场实验测定

在详细描述黄河三角洲的微地貌条件和沉积环境后,选择黄河故道、孤北水库和天然湿地作为研究对象,用竖管法对其沉积物的渗透系数进行现场实验测定.根据实验结果,黄河、水库和湿地底部沉积物的渗透系数分别为:0.0347 m/d、0.0098 m/d、0.022 m/d.其中,K黄河＞Ka陆地＞K水库,符合水体的沉积环境和水动力条件.本文的结果为进一步研究黄河三角洲地表水与地下水交换关系、计算生态需水量以及进行合理有效的水资源管理提供了必要和可靠的参数.     

温度对简化蒸发法测定土壤水分特征曲线和导水率曲线的影响

根据Schindler(1980)提出的简化蒸发法,在微型土柱的两个高度安装张力计测定土壤吸力,并采用称重法得到土壤含水率,通过公式再计算土壤水分特征曲线和导水率曲线。结果表明:温度的差异影响土壤水分特征曲线和导水率曲线。在砂土、砂壤土-1和砂壤土-2的水分特征曲线上,当吸力小于10 kPa时,同一吸力时25℃曲线的含水率均小于16℃曲线的含水率;当吸力大于10 kPa时,砂土和砂壤土-2在同一吸力时25℃曲线的含水率均大于16℃曲线的含水率,而砂壤土-1无此变化。在砂土、砂壤土-1和砂壤土-2的导水率曲线上,砂土在10kPa以下时25℃导水率值低于16℃导水率值,其他情况下,在同一吸力时,三种土样的25℃导水率值均高于16℃导水率值。     

裂隙双重介质地下水运动参数反演分析

根据三峡二期工程施工揭露的地质、水文地质情况，建立了施工期裂隙岩体三维双重介质地下水运动数值模型。基于结构面控制反演法原理，以流量为已知量，以水文地质条件为基础，以水位拟合为目标，反演获得了三维双重介质的渗透系数张量、贮水率和迁移系数等。     

南水北调东线长沟泵站立式轴流泵装置选型与优化设计

在南水北调东线长沟泵站立式轴流泵装置的选型设计中,采用两种水泵选型计算方法确定了两个可选水泵模型,通过流动计算分析和优化设计确定了肘形进水流道型式以及出水流道的两种可选型式,将计算结果组合成4个方案进行装置模型同台对比试验,其最优方案在泵站平均扬程工况(扬程3.66m,流量33.3m3/s)换算点装置效率达到78.4%,空化比转速为1 180。研究结果表明,对于工作扬程在4m附近的大型泵站,采用立式装置型式能够节省工程投资,并实现泵站的安全高效运行。     

压力入渗仪测定导水率的理论及其应用

本文通过对单环入渗的数值模拟计算，分析了影响单环入渗渗流稳定流量修正参数Ｇ的各种因素，证明了Ｇ与单环的形状系数ＣＦ关系密切，其它因素影响很小。