太阳黑子和径流关系的探索

本文在总结太阳黑子和径流之间可能存在的相互关系作用机制的基础上，基于乌江的径流资料和太阳黑子资料，运用格兰杰因果关系验证，探索了在月、季和年尺度上，太阳黑子变化与径流变化之间可能存在的关系。结果显示，从径流预测中加太阳黑子因子，月尺度上，太阳黑子变化量在滞后22到36个月是径流变化量的格兰杰原因；在季和年尺度上，不论滞后多少年，都不是径流变化量的格兰杰原因。表明，利用太阳黑子资料可能在月尺度上提高资料稀缺区域的水文预报精度。     

应力和侵蚀性溶液渗透耦合作用下碳酸盐岩渗透特性试验研究

为研究不同应力及溶液组合下碳酸盐岩渗流特性演化规律,选择H2SO4溶液、蒸馏水作为渗透流体,使用岩石耦合渗透试验装置对碳酸盐岩试样分别进行较长时间的渗透试验,得到三种不同工况下岩石试样渗透率和渗出液中矿物离子浓度随时间变化的曲线,分析了试验中围岩、渗透压、溶液等影响因素与渗透率、岩石内部矿物质溶解规律之间的内在联系。结果表明,试验初期阶段,围压对岩样渗透率有较大影响,恒定围压施加后使得岩样孔隙受到压缩从而影响渗透率。试验过程中,渗透压的增大会导致岩样渗透率产生短时间的上升,随后岩样渗透率逐渐回落。不同渗透溶液则有不同的影响,H2SO4溶液对岩样内部的侵蚀性较强,在岩样上游段产生较强溶解,当溶解的矿物离子浓度达到过饱和后,可能在下游段产生沉淀,使得岩样整体渗透率不断降低;而蒸馏水对岩样的侵蚀作用较弱,沿程产生均匀溶解,不能对孔隙结构造成较大改变,整体渗透率保持稳定。岩样整体渗透率的变化是应力、渗透溶液的溶蚀作用和矿物沉淀共同作用的结果。研究成果可用于指导工程实践。     

浅析滹沱河黄壁庄河段的泥沙问题

滹沱河是石家庄的母亲河，她为城市发展提供了大部分的水资源。但是随着社会的发展，水土流失日益严重，滹沱河的泥沙问题逐渐成为了一个不容小觑的心头之患。本文首先从河流发育和降水情况介绍了黄壁庄河段的滹沱河，由于该河段水流湍急且汛期流量大，为水库与河流在汛期时的排沙冲淤提供了可能。然后，通过对历年及一年范围内的河流输沙率进行分析，发现在汛期的输沙量较大，所以在这个时期有调沙的必要性，若不及时排沙冲淤，会造成河流淤积阻塞的后果。本文通过查找黄壁庄水库闸门的相关参数，结合Yan-Rijn公式，计算出了调沙时的最小上游水头高度，并提出调沙的最佳时段因为汛期后半段时间。最后，本文认为，应从的阻断的泥沙来源和水库自身制定合理的排沙方案两方面着手才能从根本上解决滹沱河的泥沙问题。     

浅析河道演变

河流是处在不断变化中的,河流、泥沙、河床与河型之间存在着一定的联系。河流的流量、流速、内摩擦等因素影响着河中泥沙的起动与淤积,泥沙的冲淤也就带来了输沙的不平衡,而河床的演变其根本原因就在于输沙的不平衡。另外,当河床演变达到一定程度后还会引起河型的改变。本文以黄河为例就泥沙的起动与淤积,河床演变以及河型的改变展开讨论,初步了解一些它们之间的联系。此外,以黄河为例进行了较为具体理解。     

岩石THMC多因素耦合试验系统研制与应用

为研究复杂环境下(高应力、高水压、高温、水化学等)岩石渗透特性演化规律,研制了渗流-温度-应力-化学(THMC)多因素耦合作用下岩石渗透特性试验系统。该系统在应力加载系统、渗透压控制系统的基础上扩充了控温系统和化学溶液自配系统,轴向荷载最大可加到1 500 kN,可进行高应力(30 MPa)、高水压(30 MPa)、高温(150 ℃)和低温(-20 ℃)、化学(酸性或碱性环境)等条件下岩石试件的渗透特性测试研究,并可进行岩石变形和渗透、应力耦合的全过程试验研究,是在原有岩石应力-渗流耦合试验设备基础上进一步增加了可直接加载的温度场和与渗流场结合的化学环境对岩石渗流特性的影响而发展的一套全新设备。利用该系统进行了多场耦合条件下岩石的渗透特性试验研究,验证了该试验系统的可靠性,对研究在多物理场耦合作用下岩石介质渗流特性提供了重要研究手段。     

侵蚀性流体作用下石灰岩渗透性变化规律

为研究侵蚀性流体渗透过程中完整石灰岩石渗透性的变化规律,设计3组不同的渗透溶液化学侵蚀条件和应力条件下的石灰岩芯渗透实验,通过测量每种工况下不同时刻渗出液流量、渗出液中含有的离子浓度等数据,分析完整石灰岩渗透特性的主要影响因素和演化机理。实验结果表明:渗透液体侵蚀和应力施加对岩石渗透性演变存在不同作用。由于加压(围压、轴压、渗透压)对岩芯渗透性具有时效性,在实验初期(0~50 h)3种工况下岩芯渗透率都急剧下降,应力作用是引起岩石渗透率变化的主要因素;随着实验过程的进展,岩芯内部孔隙喉道逐渐闭合,大约50 h之后,渗透流体的化学侵蚀作用开始显现,在之后的330 h中,渗透液为蒸馏水时岩芯渗透率基本趋于稳定,渗透溶液为p H=6的硫酸钠溶液或硫酸溶液时岩芯渗透率则持续下降,表明实验后期渗透液的化学侵蚀作用对岩芯渗透率演变起主要作用。3种工况实验过程中岩芯渗出液中始终有离子溶出,但是不同的渗透液体对岩芯矿物质的溶解效果有差异,显著改变渗出液的离子浓度和离子浓度比值。当渗透溶液中存在促进矿物质溶解的成分并且渗透压力较小时,渗透液中离子逐渐积累变多但不能及时被运移到岩芯外,从而可能产生沉淀堵塞岩芯渗透通道。实验过程中,完整石灰岩石渗透性的演变特性是渗透溶液的侵蚀作用、应力作用和溶质运移沉淀共同作用的结果。     

温变条件下石灰岩裂隙渗透特性实验研究

 在中等温度(25 ℃～90 ℃)和渗透压的条件下,裂隙渗透性对矿物质的溶解表现的很敏感。因此重点通过4个温度平台阶段(25 ℃,50 ℃,70 ℃,90 ℃),以温变对流量和等效水力开度的调节过程来反映温度对石灰岩裂隙渗透特性演化规律的影响。测量反应过程中岩样的渗透流量和渗出液的离子浓度,并将测量的渗流量经过经典的立方定律变换得到裂隙开度随时间的变化情况。实验结果表明：升温过程中流量和等效水力开度表现出明显增大的趋势,恒温过程中等效水力开度逐渐变小并趋于稳定;在不变的有效应力下,经历渗透压增大后,随着温度的升高,裂隙开度总体呈下降趋势。通过分析渗流量、等效水力开度和矿物离子浓度随时间变化的过程,以及它们之间的内部关系,得出温度升高能促进应力作用和渗流作用,渗流通道的局部溶解作用也随着温度的变化而改变,从而影响压力溶解和自由溶解的进程。