基于连续介质理论的地下水封石油洞库渗流场及水封适宜性研究

以山东某地下水封石油洞库工程为背景,基于连续介质理论,综合分析了在洞室开挖涌水和水 幕系统补水的双重作用下渗流场的变化,进而用来评价该拟建库址区兴建地下水封洞库的水封适宜性。 通过研究发现,在当前拟建库址区,采用规范中最不利于水封密闭性的水幕系统布置方案,洞室开挖工 期一年后,地下渗流场未发生剧烈变化,与黄岛已建工程实测数据水文地质类比结果相差不大,该分析 方法切实可行,同时,分析结果均满足保证水封效果的评价指标,该拟建库址区地质体适宜建立地下水 封石油洞库。     

锦州某地下水封洞库工程渗流场数值分析

以锦州某地下水封洞库工程为例,对研究区的水文地质条件、洞库结构和人工水幕系统进行了概化,建立了地下水封洞库在无水幕、有水平水幕、有水平水幕和垂直水幕3种条件下的三维地下水渗流数值模拟模型,模拟了地下洞库周围的地下水渗流场;利用建立的地下水渗流数值模型预测了3种条件下洞库周围地下水等水位线扩展情况及洞库上方地下水位变化情况等,并对结果进行了对比分析。由分析结果可知,有水平水幕和垂直水幕条件下的地下水等水位线扩展范围和速度比其他2种条件小,因此人工水幕系统在保证地下水封洞库工程有效性和储油安全性以及保护洞库周围地下水环境等方面起到了重要作用。     

裂隙倾角对石油洞库水封效果的影响

结合某大型地下水封石油洞库工程,采用离散单元法,运用UDEC软件,模拟了不同工况下,不同倾角裂隙的存在对洞库渗流场的影响,并进而分析了在各渗流场情况下,洞库的水封效果的变化。结果表明:洞库周边的裂隙水压随角度增大而增大,在20°至40°中,裂隙水压快速增大,在40°至70°中,裂隙水压缓慢增大;相同水封措施对倾角较小的裂隙岩体的水封效果比大倾角裂隙岩体的水封效果差,要维持同等的水封效果就需要加大水幕洞水头,但是小倾角洞库的涌水量较大倾角洞库的小。     

绿色数字智能爆破在地下水封石油洞库的应用探讨

油气资源事关人类生存、发展和共享,地下水封石油洞库以其安全、环保、经济、占地少、生命周期长等优点在能源储备中越来越受到重视.然而,水封洞库爆破开挖标准高、要求严,对爆破试验、爆破设计、爆破过程控制、爆破监测与评价等方面提出了更高的要求.随着新世纪数字化、智能化的到来,绿色数字智能爆破逐渐进入工业生产领域.对绿色数字智能...     

地下水封石油洞库工程的灌浆参数模拟分析

以某深埋地下水封石油洞库为研究对象,针对裂隙岩体,采用离散单元法,选用UDEC软件,将浆液设定为宾汉姆流体模型,研究了各灌浆参数的变化对浆液渗透范围的影响。研究结果表明:增大灌浆压力,浆液的渗透范围显著增大,但在高灌浆压力阶段,更多的灌浆压力用于克服围岩的变形;岩体裂隙越密,浆液的渗透范围越大,但变化不明显;增加裂隙隙宽,浆液的渗透范围不断增加,最后趋向平稳;增加浆液的动力黏度,浆液的渗透范围不断减小,最后趋向平稳。     

关于黄岛国家石油储备库水封效果评价和控制的几点认识

针对地下水封洞库水封效果评价和控制存在的几个问题,首先讨论了有关规范中对洞库围岩渗透性要求和洞库渗水量要求之间存在的矛盾,认为岩体渗透性指标不需如规范那么严格,就可以达到洞库渗水量控制要求。随后,指出了黄岛国家石油储备库工程围岩灌浆效果压水试验检测的评判标准过于宽松,并讨论了制定评判指标需要考虑的因素。最后,通过分析指出水幕系统可以在洞库上方形成稳定的水压力场,是天然地下水不能发挥水封效果时的补充。计算模拟结果表明当天然水位降低到一定程度后,只有水幕系统也能起到水封效果,10 m间距的水幕孔能够形成180kPa的连续的等水压线,洞库上方能够形成稳定且有一定水力梯度的渗流场。     

地下水封洞库水幕孔渗控处理及效果分析

为研究地下油气储存洞库水幕孔渗控处理方法及效果,结合实际工程案例,通过渗流计算分析,预测工程巷道充水情况及不同水位条件下的渗水量,在现场开展水幕孔示踪和渗控处理试验,分析灌浆前后围岩渗透特性。采用三维渗流数值分析方法,研究了施工期地下水封石油洞库的渗流场及涌水量受水位初始高程和水幕供水压力的影响,结果表明：主洞室洞壁(含顶板和底板)揭露的裂隙与结构面越多,涌水量越大,地下水位和水幕孔补水压力降低和水幕孔的渗控处理可以大幅减少洞库的涌水量;现场开展水幕孔示踪试验可为下一步洞室注浆及渗控方案提供依据;结构面灌浆对围岩渗透性的密封效果得到验证。     

基于智慧化管理系统的水封洞库项目资源使用效益研究

随着建筑业数字化、精细化转型提升,基于BIM+GIS+AR信息可视化管理技术的智慧化管理系统逐步成为建筑业实现数字化、智能化、系统化的主要手段,通过物联网等手段进行各项管理数据的采集与分析,实现对项目管理全方位立体化的实时监管,并根据实际做出智能响应。以A水封洞库项目为例,探讨了项目在BIM+GIS+AR信息可视化管理技术的背景条件下,资源使用效益的评价与研究;可推动项目成本管理,以数据科学完成智慧化管理各项指标的实现,提高智慧工地与项目管理水平,为相关项目提供借鉴。     

地下水封石洞油库设置水幕系统必要性研究

水幕系统是地下水封石洞油库(简称"地下水封洞库")的重要组成部分,它的设置与否将直接影响到地下水封洞库的水封效果。因为水幕系统施工难度大,工期长,工程量大,所以业界对于地下水封石洞油库是否有必要设置水幕没有形成一致意见。结合国内外地下水封石洞油库的工程经验,根据在建某洞库的水文地质及工程地质条件,运用ABAQUS软件进行计算,客观地阐述了设置水幕系统的必要性,可为以后地下水封石洞油库的规划和建设提供可靠的决策支持。     

地下水封洞库岩体质量分级体系研究

由于地下水封洞库多为大跨度、高边墙、不衬砌或少衬砌的地下洞室,因此建库岩体多为质量较好的花岗岩、花岗片麻岩等,但现有岩体质量分级体系不能很好地针对此类工程进行岩体分级。在确定了影响地下水封洞库工程岩体质量分级因素的基础上,考虑RQD值、结构面空间分布、粗糙度、地下水、地应力和储存压力等因素,提出了适用于地下水封洞库岩体质量分级体系(UWCQ),并应用该分级体系进行黄岛地下水封洞库工程的岩体质量评价。证明UWCQ体系对评价地下水封洞库岩体质量是可行的,能满足工程需求。这对地下水封洞库的开挖方式选择、支护方案确定和安全性评价具有重要工程意义。     

水封洞库群围岩水位变化特性研究

以某水封石油洞库群地质条件为例,建立平面有限元数值模型,基于饱和非饱和非恒定流数值理论,研究渗透系数、初始地下水位及降雨补给对洞库群围岩水位影响的变化特性.研究结果表明:(1)围岩渗透系数越小,地下水位下降越不明显,对水封条件的形成越有利;对于渗透性较大的岩体,初始水位的提高对水封条件的形成作用不大;(2)围岩渗透系数越小,洞周围岩水力梯度越大,两侧洞库围岩水力梯度整体上比中间洞库更大,初始水位的提高对围岩水力梯度的影响不大;(3)受开挖施工排水影响,洞库围岩水位降低较快,降雨补给并不能对地下水位造成明显影响,但形成的悬挂饱和区对油气的逃逸依然有一定的阻滞作用.     

基于GIS的流域土壤水分补给量的模拟研究

地理信息系统（GIS：Geographical Information System）的栅格数据模型是进行水文分析较常用的方法之一，它强大的空间分析功能非常利于构造分布式模型，土壤水分的空间分布与地形、土壤和土地利用等因子密切相关。本文利用GIS栅格数据模型构建了流域累积土壤水分补给量的分布式模型，并应用于鄂尔多斯高原的考考赖沟流域。结果分析表明，模型能够合理地表达累积土壤水分补给量的空间变化。这对于我国半干旱山地丘陵地区的土地利用结构的空间安排、植被生态建设与恢复具有重要意义。     

基于水利枢纽工程底流消力池水力特性试验探究

高水头泄洪建筑物具有较大的单宽流量,下泄水流的巨大能量将会对设施造成较大的破坏,为了能够有效地探寻出泄洪建筑物底流消力池的水力特性,根据实际工程建模分析的方式,对底流消力池不同的水流流态、水流速度、水流脉动压强进行对比,以探寻水利枢纽工程底流消力池的最佳构造方案.本次研究结果显示,底流消力池中水流速度与水流脉动压强和水...     

潮白河生态补水对密云水库工程及防洪的影响研究

研究了2018年以来潮白河生态补水对密云水库工程及防洪的影响,重点研究了补水对水库工程、河道堤防及水库防洪方面的影响.研究表明:针对生态补水,水库机闸设施总体运行良好,可确保同量级洪水的行洪安全;然而水库下游河道堤防存在较大的风险隐患,堤防质量亟需进行安全鉴定;适时适量进行生态补水既可以产生很好的生态效益,还可以为水库腾出防洪库容,有利于水库的防汛调度.本文还对水库输泄水工程及下游河道的行洪能力进行了调查分析,就目前存在问题进行了思考,提出了建议.本研究对于密云水库的补水具有重要的指导意义.     

配水枢纽水力控制的仿真研究

配水枢纽是长距离调水工程和大中型灌区中一种常见的水工建筑物,是连接引水工程和配水工程的中枢。若配水枢纽库容足够大,可视为常水位边界,引水工程和配水工程的水力过渡过程分别计算;否则,需要耦合引水工程、配水枢纽和配水工程,对整个输水系统进行数值仿真。本文通过理论分析构建了配水枢纽进流、出流、溢流复杂运行条件下的质量和能量守恒方程,给出了牛顿－辛普森离散方法和基于Preissmann四点隐式差分的计算程序,建立了配水枢纽的理论模型;针对可能碰到的多进水、多出水、有压无压耦合等工况,给出了数值求解方法。以引汉济渭工程黄池沟配水枢纽作为典型案例,研究了南干线和北干线配水流量调节的水力过渡过程,给出了黄池沟、南干线、北干线的流量、水位变化,以及越岭隧洞的影响范围及变化量值,可为工程的运行调度提供参考。     

基于数值模拟的傍河水源地潜在污染水力调控优化技术

傍河饮用水源地污染控制技术是我国环境保护与饮水安全领域的研究热点。选取松花江流域佳木斯七水源大型水源地为研究区,综合分析其水文地质条件,应用数值模拟方法拟合研究区水动力学场及水化学场。在此基础上运用MGO模块的模型基础,采用全局寻优算法——遗传算法,分析不同抽水量及井位对七水源-废醪池污染羽进行水力调控的效果,得出最优井位及抽水量。同时通过分析清除污染源和未清除污染源情况下,不同观测井中污染物浓度的变化趋势,探讨了水力调控优化控制技术对傍河水源地污染控制的有效性,为傍河水源地的安全供水提供技术保障。     

调水工程水力控制综述

调水工程水力控制是一门新的交叉性学科,是一门研究采用工程措施和运行方法对系统内水流的运动实施控制的学科。本文介绍了该学科的理论体系、主要研究内容。论述了相关理论的国内外研究现状、进展,存在的问题,包括管道水击、明渠非恒定流、冰水力学、系统故障和泄漏检测技术、以及大系统的优化设计和运行最优化、地理信息系统、现代计算机数字三维仿真等。介绍了调水工程水力控制形成发展的历史,提出了几个值得关注的发展新方向和建议。     

苏州市水环境治理水力学物理模型试验研究

苏州市区运河改道后，河网污染严重，现有水量不能满足稀释自净的要求。为研究运河改道对苏州外城河水环境和水量分配的影响、各种补偿方案及综合治理方案的河网水量分配和水质改善效果，进行了环境水力学物理模型试验研究。研究中采用二维变态模拟方法，并采用低浓度食盐水，通过测量水的电导率的变化，研究污水相对稀释过程。在研究过程中采用河网单位质量水团平均流速和河网相对平均浓度作为判别河网改道前后、补偿及综合治理方案各河段的水量变化情况和总体稀释程度。     

Extending EPANET hydraulic solver capacity with rigid water column global gradient algorithm

EPANET is one of the most commonly used open-source programs in hydraulic modelling water distribution networks (WDNs), based on steady-state and extended period simulation approaches. These approaches effectively estimate flow capacity and average pressures in networks; however, EPANET is not yet fully effective in modelling incompressible unsteady flows in WDNs. In this study, the hydraulic solver capacity of EPANET 3 is extended with the Rigid Water Column Global Gradient Algorithm (RWC-GGA) to model incompressible unsteady flow hydraulics in WDNs. Moreover, we incorporated dynamically more accurate valve expressions than the existing ones in the default EPANET code and introduced a new global convergence algorithm, Convergence Tracking Control Method (CTCM), in the solver code. The RWC-GGA, CTCM, and valve expressions are tested and validated in three different WDNs varying from simple to sophisticated set-ups. The results show that incompressible unsteady flows can be modelled with RWC-CGA and dynamic valve representations. Finally, the convergence problem due to the valve motion and the pressure-dependent algorithm (PDA) is solved by the implemented global convergence algorithm, i.e. CTCM.