潮汐引起滨海承压含水层地下水位变化的数值模拟

海潮波动可以引起海岸带地下水位发生波动。建立基于有限差分法的滨海地区一维承压含水层地下水运动数值模型。通过将潮汐波动概化为正弦波,模拟滨海地区地下水位随潮汐波动的变化。结果表明,受海潮影响的滨海含水层地下水位与海潮有相似的波动特征,但变幅减小,受海潮的影响程度与离海岸的距离有关,随着离海岸距离的增加地下水位的变幅及潮汐效率呈负指函数衰减,地下水位对海潮的滞后时间随距离呈线性增加。例如,当承压含水层导水系数为31．25m^2／h、储水系数为4．5×10^-4及海潮振幅为2．5m、周期为24．7h时,在距离海岸500m处,振幅为1．35268m,潮汐效率为0．54107,滞后时间为1．825h。在距海岸达4389m以远时可以认为地下水位不受海潮波动的影响。     

基于地下水对洪水响应的含水层水力参数反演

为探寻基于地下水对洪水响应的含水层水力参数反演方法,引进卷积分和优化技术计算含水层的压力传导系数和河床沉积物的阻滞系数,提出了基于Excel的反演计算流程,利用Excel实现了卷积分计算和参数求解。以陕西省榆林地区补浪河为研究区,开展了地下水对洪水响应的含水层参数反演,并与抽水试验确定的含水层水力参数进行了对比验证。结果表明,提出的方法与抽水试验方法计算的含水层的水力参数相差17%,可满足实际工作的需要。     

RAGA优化确定有越流补给承压含水层的水文地质参数浅议

文章以有越流补给的承压水完整井流理论为基础,通过对有越流补给的承压水完整井流模型解析解的数值计算分析,界定了其井函数w（u,r／B）数值计算的近似积分范围,并且利用随机搜索寻优特性的实数编码加速遗传算法（PLAGA）和复合高斯求积法优化确定有越流补给的承压含水层的水文地质参数。以计算实例表明,RAGA法可以取得较好的求参效果,并且与配线法、拐点图解法等传统方法比较,方法简单,充分利用了实测时间-降深数据,可以避免人工配线和图解的人为因素影响,简化了参数确定过程。     

粒子群优化算法在确定越流含水层参数中的应用

以第1类越流系统含水层中的非稳定流井流问题的解析解为基础,将粒子群优化算法应用于分析抽水试验数据、解决确定含水层参数的问题中,并就学习因子c1,c2及惯性权重系数ω等算法控制参数对算法搜索能力的影响进行数值试验。结果表明:①粒子群优化算法能够有效地应用于分析抽水试验数据、确定第1类越流系统的含水层参数,且结果精度不易受人为影响;②c1,c2和ω综合影响粒子群的搜索能力,当c1=c2=2.0,ω由0.9随迭代次数线性递减至0.4时,有利于粒子在个体极值和全局极值周围几率均衡地搜索,并有利于保持粒子的搜索能力。     

苏丹中部半干旱地区含水层特征的评价

苏丹中部的北杰济拉(Gezira)省的含水层为杰济拉含水层和白垩系含水层.在确定含水层水文地质参数的基础上,绘制了地下水水位等值线图,并通过矿化度的空间分布对地下水的化学特性进行评价.对水文地质参数的计算采用了雅各布方法和泰斯恢复水位法,通过对地下水中主要化学成分的分析来评价地下水水质,并绘制有关的水化学特性图.测得杰济拉含水层的平均导水系数和渗透系数分别为368 7m2/d和34 03m/d,均小于白垩系含水层的407 2m2/d和43 17m/d.杰济拉含水层物理化学成分的浓度明显高于白垩系含水层.白垩系含水层水质较好,适宜用作生活用水及饮用水.     

暴雨条件下的长距离渠系水力响应特性研究

暴雨是常见的天气现象,其对长距离输水渠系的适时适量供水及工程安全具有重要影响。通过建立暴雨影响下的渠系水力响应模拟模型,分析了不同暴雨条件和渠系闸门群有无联合调度等情况下的渠系联合水力响应规律,结果表明,暴雨可威胁渠系的运行安全,而恰当的渠系运行控制响应模式是改善渠系水力响应的重要方法,有利于促进输水安全。暴雨可造成南水北调中线工程渠道内水位雍高,雍高程度受降雨强度、降雨范围和渠道断面位置影响,其中末端渠池下游的水位雍高最大,连续3日暴雨可造成水位雍高0.44m,使渠系面临外溢风险,而采用闸门群联合调度后,可有效削减壅水高度,但此时的壅水高度还受渠系控制模式和参数取值等因素影响,且渠系风险位置也将位于降水影响区最上游端渠池。     

土壤水力性质参数估计的响应界面和敏感度分析

结合单步出流实验的数值反演方法在确定土壤水力性质时会遇到解的非唯一性问题。为了减少解的非唯一性,本文使用了敏感系数和响应界面对实验设计和解的唯一性进行了分析。结果表明出流量及压力水头对于拟合参数来说都是敏感的且增加压力后参数的敏感系数也相应增加;通过对不同出流变量及其组合的响应界面分析,发现在目标函数中加入压力水头可以减少解的非唯一性,增加压力也降低了解的非唯一性。     

基于大坝地震响应的参数反演方法研究

确定合理的参数是对基于大坝的地震响应进行正确分析的前提,利用反分析理论,探讨了大坝的力学参数确定方法。建立了地震荷载响应下的位移统计模型,推导出改进的目标函数形式,并结合遗传算法,以某大坝为例建立有限元模型,编制计算程序,对系统的力学参数进行优化反演,求出待定参数,进行对比验证。结果表明,反演所得参数准确,说明该方法合理可行,对分析大坝性态有重要参考价值。     

基于离心机振动台模型试验的面板堆石坝地震响应研究

本文开展了竣工期、蓄水期面板堆石坝地震响应的一系列离心机振动台模型试验,重点探究了地震过程中面板应力的演进规律及破坏模式。试验结果表明,面板应力的演进规律与其地震动历史有关。当作用于坝体的地震动峰值或Arias强度高于其所经历的地震动时,无论在竣工期还是蓄水期,面板外表面压应力增量随时间逐渐增大,而内表面拉应力增量逐渐发展;当作用于坝体的地震动峰值与其经历的最大地震动相比较弱时,面板应力总体趋势的变化主要体现在内表面拉应力增量的发展,而其外表面压应力增量的发展较为微弱。另外,同一高程处的面板应力响应随地震动峰值或Arias强度而增大,与地震动峰值或Arias强度对堆石区变形的影响相一致。地震过程中坝坡破坏模式以浅层滑动为主。研究成果将为完善面板堆石坝的抗震设计、优化抗震加固措施提供一定的理论基础与技术支撑。     

大辽河灌溉期潮水位与压潮流量趋势分析

根据2005、2006年大辽河灌溉期水位、流量监测资料,结合潮水位的特性,对大辽河在灌溉期间的潮水位及流量进行了研究,初步计算出大辽河在灌溉期间的灌溉保证流量,以利于灌溉期的提水,确保农田灌溉.     

含水层砂岩指数在新疆新生界砂岩承压含水层单井出水量预报中的应用

三塘湖以北地区是新疆最近探明的主要煤田之一,在煤系地层之上覆盖有水量较丰富的新生界砂岩承压含水层,是煤田开发过程中重要的供水水源之一。本文提出含水层砂岩指数的概念,以三塘湖北煤田供水水文地质详查资料为基础,建立承压含水层砂岩指数与单井出水量的关系。结果表明:承压含水层砂岩指数与单井出水量间具有极显著的线性相关关系,砂岩指数预测单井出水量的相对误差一般小于50%,平均绝对误差仅7.59m3/d,平均误差1.07%,拟合程度较高;宜井区(单井出水量>500 m3/d)相对误差一般<15%,拟合程度高。该成果对于今后宜井区承压含水层单井出水量的预测以及地下水开采井的合理布置具有重要的现实意义。     

水工隧洞衬砌结构非线性地震响应分析

为了合理描述水工隧洞衬砌混凝土的非线性力学特性,采用塑性损伤模型模拟了混凝土材料在地震荷载作用下的本构关系。在此基础上,通过将混凝土刚度与钢筋材料刚度叠加来考虑衬砌中钢筋结构对衬砌刚度的强化作用,并基于此建立了衬砌结构非线性有限元分析模型。结合动力时程法模拟衬砌结构地震响应全过程,建立了完整的衬砌结构地震响应分析模型。通过将该模型应用于某水工隧洞地震响应数值计算中,分析了衬砌结构非线性地震响应特征。结果显示:地震过程中衬砌结构腰部的位移响应较大,衬砌结构整体产生了较为明显的结构变形,导致衬砌腰部最大拉应力达到了1.3MPa左右并超过了混凝土抗拉强度;震后衬砌结构内侧受到附加动水压力的影响,导致其损伤程度较大,损伤最为严重的区域主要分布在衬砌腰部,最大损伤系数达到了0.7左右。     

石质急流滩水力特性概化试验研究

根据溪口型急流滩概化滩段的水槽试验，分析了急流滩段流速与水位的分布和沿程变化等水力特性，阐述了滩段水力特性与地形的关系，以及影响滩情的主要因素，讨论了计算滩段水面线中确定局部阻力系数的方法，     

水力式升船机塔柱结构耦联体系流固耦合地震动响应分析

为了探究水力式升船机塔柱结构耦联体系流固耦合地震动响应规律,基于ADINA有限元分析软件,建立了三维水力式升船机塔柱结构耦联体系概化模型,探究了竖井内水深、承船厢所处位置以及流固耦合作用等因素对塔柱结构耦联体系地震动响应的影响规律,提出了水力式升船机塔柱结构耦联体系流固耦合地震动响应分析方法,并结合景洪水电站工程实例,...     

分段低压输水系统水力振荡特性 分析方法探讨

对现有的分段低压输水系统水力振荡特性分析方法进行了探讨比较,并分析了各种方法的优 缺点。经比较分析可知:传统的特征线法和隐格式法主要用于系统水力振荡的时域分析;U形管模型 法只考虑了水体的刚性,而忽略了水体弹性;压力管道内水体采用精确模型只适用于系统的频域分 析。采用基于水力振动理论的压力管道线弹性模型,是用于分段低压输水系统水力振荡特性分析的新 的研究方法,该方法可对系统同时进行时域分析和频域分析,而且能够较准确地反映压力管道内水体 的高阶振荡特性,相比其他方法更具优越性。     

节点流量和水损系数的不确定性对供水管网水力特性的影响

供水管网的节点用水量和水损系数具有明显的不确定性,为研究节点用水量和水损系数的不确定性对供水管网水力特性的影响,提出了在假定他们的随机变化服从正态分布的条件下,采用蒙特卡罗随机抽样法,对所获的每组节点用水量和水损系数的抽样值,应用稳态的水力模型计算相应的节点测压管水头和管段流量,得出节点测压管水头和管段流量的统计值的计算方法。文中给出了该算法在两管网中的应用。     

基于含水层调蓄的长春市应急供水

根据长春市资源形势,强调了周边地下水水源对长春市城市解决应急供水的重要作用,提出了4种情形下的应急供水方案,并结合饮马河中游地下水源地实例对方案进行了论证。论证的重点在于长春市城市遭遇供水危机时应急水源保障长春市城市供水的可持续时间,论证结果表明:在一定的开采模式下,应急水源地可以向长春市提供相当可观的应急水量,在一定程度上可以缓解用水危机。     

考虑水位分级和退水段独立的感潮河段双向波水位演算

感潮河段水流受多种因素影响,呈现出复杂的周期性,具有不恒定往复流动的特征,且河道地形资料难以获得.考虑充分利用已有水位实测资料,采用以洪潮分离为出发点的双向波方法建立感潮河段水位演算模型,介绍该模型基本方法以及在有支流和区间入流汇入等不同情况下的改进方法.根据飞云江感潮河段的具体特点,利用新安江模型计算区间流量过程,针对不同级别的洪水进行水位分级和退水段独立模拟,证明该模型在感潮河段水位演算中具有良好的可靠性和适用性.