地下结构抗浮设计水位概念与设计相关问题探讨

正确认识地下结构受到的水浮力,选取合理的抗浮设计方法,并提出有效的抗浮措施,是合理开展地下空间开发,保障地下工程安全施工及运行的重要基础.抗浮设计水位的确定和水浮力计算是抗浮设计中的重点,该文在系统梳理前人研究成果的基础上,汇总出3个具有代表性的抗浮设计水位概念,分析了4种常用的预测远期最高地下水位方法,总结未来发展趋势,归纳出地下结构水浮力计算方法,并介绍工程中常用的抗浮措施.结合3个典型案例,详细地讨论抗浮设计水位的取值及相关设计问题,为地下结构抗浮设计提供思路.     

考虑可信度的弥散度尺度效应分析

弥散度是表征含水层中介质弥散特征的重要参数, 具有尺度效应性质, 它反映了含水层介质空间结构的非均质性. 本文收集了大量国内外在不同试验尺度下和实验条件下分别运用解析方法和数值方法所得的纵向弥散度资料; 考虑各种资料数据的可信度, 将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级, 并以可信度为权重, 运用加权最小二乘法对纵向弥散度与试验尺度数据进行了分析. 通过给3级可信度资料赋予不同的权重, 计算出了3种权值方案(2:1.5:1、3:2:1、1:1:1)条件下纵向弥散度尺度效应的分维值, 得到不同空隙介质在不同计算方法条件下的纵向弥散度尺度效应分维值, 为弥散度参数初步估计提供依据.     

止水不良孔导致地下水串层污染的机制研究——以衡水某试验孔为例

华北平原长期存在"上咸下淡"的水质格局,近年来,咸水下移问题不断威胁深层淡水资源。根据衡水市某止水不良孔(GK井)修复前后其周边观测孔(XK4井)内水质变化情况,通过构建考虑钻孔串层污染的溶质运移模型,对止水不良孔作为优势通道引导咸水下移的机制进行了研究。结果表明:原本水力联系微弱的相邻含水层通过止水不良孔发生了越流,上层咸水在水头差作用下沿井管下移,经滤水管进入淡水层,导致下层淡水迅速咸化;GK井在14个月内形成的污染晕半径为20~75 m,导致XK4井地下淡水矿化度在5个月内升高约5倍;GK井封填后,污染物在水动力作用下发生扩散、稀释,被污染淡水在4个月后又恢复至原有浓度。止水不良孔造成的串层污染不容小觑,应及时发现及早治理。     

弱透水层低速非达西流咸水下移过程的模拟研究

弱透水层以黏性土为主,其渗流通常表现出低速非达西特性。开采条件下,弱透水层中咸水下移问题是典型的渗流-固结-溶质运移耦合问题。本文以华北平原典型的"上咸下淡"含水层系统为研究对象,采用修正的多场耦合模型,研究了弱透水层中非达西渗流固结过程对咸水下移的影响。研究结果表明,非达西渗流不仅增加了黏性土层的固结时间,而且,在一定程度上,减缓了咸水下移速度。同时,非达西渗流条件下流速具有削峰拖尾特征,天然水力梯度越大,拖尾越不明显,而削峰始终存在。咸水下移前期,不考虑固结过程时其运移速度更快,而在中后期,情况相反。阻滞因子决定了弱透水层渗流固结过程对咸水下移的影响程度。     

人类开采活动影响下的衡水地区地下水水质特征及演化

衡水地区地下水普遍存在"上咸下淡"的水质格局,受深部淡水持续超采影响,浅层咸水有逐年下移而使淡水咸化的趋势。选择衡水地区典型剖面,通过水质长期监测,结合地下水开采情况,分析2011至2014年该剖面上地下水水位与水质监测资料,总结了衡水地区地下水水化学特征及其演化规律。研究结果表明,浅层含水层中水平径流微弱,地下水水质由西向东逐渐好转,其中西部地下水离子浓度变化较大;深部含水层中水平径流明显,地下水水质整体良好,但有逐年恶化的趋势;人类开采活动一定程度上增强了浅层和深层含水层间的水力联系,使二者中离子浓度随时间的波动呈现出一定的相关性。     

三角网格等值线自动生成方法及程序实现

总结各种等值线生成的方法及特点，详细阐述直接利用三角形网格生成等值线的原理、实现方法，独立开发出基于Windows的功能齐全的Contour绘图包，并嵌入地下水有限元模拟软件，为地下水模拟成果的表示提供了便利.     

分层监测孔现场分级联合试验确定含水层参数

以华北平原中部咸淡水过渡带的多层含水系统(第Ⅰ含水组底部至第Ⅱ含水组顶部的含水系统)为研究对象,建立了地下水位-水质分层监测系统。通过在多层含水系统开展分层分级抽水试验、微水试验以及分层示踪试验等现场综合试验,借助解析法和数值模拟识别法等多种手段确定各分层水文地质参数。求参结果表明:Ⅰ含底部含水层渗透系数为4.320～7.550m/d,储水系数为4.53×10-4～2.19×10-3;弱透水层渗透系数为2.20×10-3～7.65×10-3 m/d,纵向弥散系数为0.023～0.428m2/d,纵向弥散度为0.010～0.051m;第Ⅱ含水层顶部含水层渗透系数为0.142～0.929m/d,储水系数为4.53×10-4～2.19×10-3。     

海水入侵模拟理论与方法研究进展

对海水入侵模拟研究涉及的海水入侵监测指标、数学模型及数值方法、临海边界处理和海水入侵防治对策研究等方面做了全面总结,并指出海水入侵数值模拟研究进一步发展的方向和研究中亟待解决的问题。认为变密度过渡带模型将是海水入侵研究的主流模型,而自适应欧拉拉格朗日方法是求解此类模型最有效的数值方法。另外,指出硼同位素特别适合于水文地质条件复杂的滨海含水层海水入侵的监测。     

深部成含水层CO2地质埋存场地适宜性评价探讨

通过对地质因素、安全因素、政策法规、环境限制和经济因素等5个方面进行分析,对深部成含水层CO2地质埋存的场地适宜性评价进行了研究.初步建立了场地适宜性评价准则及筛选准则.     

深部咸含水层CO2地质埋存厂址筛选方法研究

CO2地质埋存适宜性评价一般分为国家级潜力评价阶段、盆地级潜力评价阶段、目标级潜力评价阶段、场地级评价阶段和灌注级评价阶段等5个阶段。本文专门就碎屑岩盆地,针对场地级评价阶段工作提出详细的场地筛选与评价方法,给出了评价流程,并基于模糊数学方法,给出了场地综合评价阶段的评价方法。