污染场地渗透系数非均质性表征研究

介绍了分区赋值、克里格和序贯高斯随机模拟3种表征渗透系数非均质性方法的原理,对比了不同方法对结果的影响。以某污染场地为例,综合考虑地层、数据采集方法和非均质性表征方法设计了5种方案,研究不同方案对地下水溶质运移模型的影响,探讨了不同表征方法的优缺点及差异性。研究结果表明:序贯高斯模拟法所得的空间分布结果,能反映出存在于局部区域边缘的渗透系数的突变,克服了另外两种方法的局限性。分层序贯高斯随机模拟法能够体现出较为连续的渗透带的分布范围及场地内部渗透性发生变化的位置,较其他几个方案的结果准确性较高。应用分层赋值法能够最大程度地表征污染羽的范围;应用分层随机模拟法能够较为全面地描述出污染羽分布的浓度变化差异。在进行污染场地溶质迁移模拟时,应综合考虑地层岩性、数据采集方法和非均质性的表征方法来描述渗透系数的空间分布。     

应用析取克里格方法估计区域地下水埋深分布

本文比较了几种常用的估计土壤空间变异的计算方法，介绍了析取克里格的理论和计算方法，给出计算区域地下水埋深分布的实例，并对普通克里格和析取克里格的计算方差作了比较。     

基于SRTM DEM的月降水量空间插值方法研究

利用ArcG IS地统计模块中的反距离权插值法、径向基函数插值法、克里格插值法和协克里格插值法,对清江流域1998年4—9月的月降水量进行了插值研究。结果表明:考虑高程、坡度、坡向等地形因素的协克里格插值法比其他3种方法具有更好的插值效果。     

无黏性粗粒土在水利工程中渗透系数试验方法研究

渗透系数是水利工程渗流分析中最基本的、也是非常重要的计算参数,能否通过试验准确地获取是至关重要的.通过分析无黏性粗粒土渗透系数获取的试验原理、方法、试验中应注意的问题以及试验得到的渗透系数与实际土体渗透系数之间的关系,并以实际工程为例,验证了对渗透系数试验方法论述的合理性,以期为水利工程中渗透系数的获取提供经验参考和技...     

等级秩序克里格法在位山灌区土壤墒情分析中的应用

通过大量的位山灌区田间实测土壤含水量资料,采用等级秩序克里格插值方法研究土壤水分的空间分布格局。由于该方法存在平滑效应,使得等级秩序克里格的估计结果无法与样本数据所表现出来的统计特征和空间分布结构相一致。采用一种后处理算法来修正等级秩序克里格的平滑效应,并将其应用于位山灌区农田土壤水分的空间估计。结果显示．该方法能够还原含水量样本数据的真实空间变异特征。     

塑性混凝土防渗墙抗渗性能检测

利用墙体钻孔注水试验记录,基于塑性混凝土防渗墙渗透系数测试的钻孔常水头注水试验方法和围井注水试验法,采用孔口—孔底整段计算方式和每5 m一段的计算方式,计算得到某水利枢纽坝址地基塑性混凝土防渗墙的渗透系数,并对渗透系数数值分布区间进行了统计分析,结果表明:围井注水试验法得出的渗透系数比常水头注水试验法得出的渗透系数小1个数量级。钻孔所取得芯样的渗透系数室内试验结果表明:大多数芯样的渗透系数与围井注水试验法得出的渗透系数更接近,即围井渗透系数检测方法更符合工程的实际情况。     

基于克里格方法估算流域降雨量的模式

目前常用的流域雨量插值方法中，大多数都没有考虑雨量的空间分布特征，无法检验插值结果，因此经常会出现一定的误差。地质统计学中的克里格方法是一种使插补误差达到最小并且对误差进行精确估计的插值方法。为此，尝试采用克里格方法对流域雨量进行估值，并分别将年平均、月平均、时段雨量的插值结果与距离反比法以及最临近法的插值结果进行了对比性检验。依据分析，得出了克里格方法内插估值的优势和不足。     

两种地统计学方法在耕地表土中Ni空间变异研究中的应用比较

以重庆市土壤中重金属Ni为例，分别运用地统计学中普通克里格方法与秩序列地统计学中标准秩克里格方法进行分析研究，结果表明，重庆市耕地土壤中Ni的含量为(32.85±16.35)mg/kg，变异系数为49.77％，属中等变异强度.比较预测误差可知，标准秩克里格方法对研究区域预测较为准确，所得到的重庆市耕地表土Ni含量的空间分布图更为可信。由标准秩克里格插值结果逆转换至土壤Ni含量的分布，可以看出重庆市耕地表土中Ni含量总体分布不规则，在东北部城口、巫溪，中部丰都，西北部潼南一带耕地表土中Ni含量相对较高。     

塑性混凝土相对渗透系数影响因素试验研究

通过土工变水头与水工混凝土相对渗透性试验研究,探讨了这两种方法对计算塑性混凝土渗透系数的适用性。在相对渗透性试验的基础上,分析了混凝土强度、渗透压强和时间等因素对塑性混凝土渗透系数的影响。结果表明:塑性混凝土相对渗透系数与其强度有关,强度越大渗透系数越小;试验测得的塑性混凝土渗透系数的准确性易受试验水压大小和恒压时间长短的影响。用普通混凝土的渗透系数计算公式测算塑性混凝土相对渗透系数时,渗透水压以0.5MPa、渗透时间以12 h为宜。     

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。     

Stochastic back analysis of permeability coefficient using generalized Bayesian method

Owing to the fact that the conventional deterministic back analysis of the permeability coefficient cannot reflect the uncertainties of parameters, including the hydraulic head at the boundary, the permeability coefficient and measured hydraulic head, a stochastic back analysis taking consideration of uncertainties of parameters was performed using the generalized Bayesian method. Based on the stochastic finite element method （SFEM） for a seepage field, the variable metric algorithm and the generalized Bayesian method, formulas for stochastic back analysis of the permeability coefficient were derived. A case study of seepage analysis of a sluice foundation was performed to illustrate the proposed method. The results indicate that, with the generalized Bayesian method that considers the uncertainties of measured hydraulic head, the permeability coefficient and the hydraulic head at the boundary, both the mean and standard deviation of the permeability coefficient can be obtained and the standard deviation is less than that obtained by the conventional Bayesian method. Therefore, the present method is valid and applicable.     

基于区域化变量理论的坝基渗流数值方法研究

坝基岩体渗透系数分布具有强烈的空间变异性,其试验数值差别可达几个数量级,可用区域化变量加以描述。本文基于向家坝水电站坝基渗透性的丰富试验成果,研究了基于区域化变化理论的渗透系数空间分布描述的克里金插值法,并应用在渗流数值计算中。以向家坝典型坝段渗流数值计算为例,分别采用按高程统计方法和克里金插值法对数值模型渗透性进行描述,并得到了渗流场空间分布及测点渗压变化过程。测点渗压实测值与计算值变化规律相同,数值相近。计算单元渗透系数赋值方法不同,坝基渗流场的空间分布也不相同。由于克里金插值方法真实地反映了坝基渗透性空间分布,故渗流数值计算成果更真实;数值计算时渗透系数描述采用克里金插值方法是一种有效、方便且可靠的方法。     

滑坡碎石土原位渗透试验及渗透系数预测研究

滑坡碎石土渗透系数是滑坡稳定性评价和治理工程设计的重要参数之一,由于影响渗透系数的因素较多,渗透系数与各影响因素之间的相关程度和相关关系是建立渗透系数经验公式的关键。对三峡库区秭归县15个滑坡30个试验点开展了原位渗透试验和颗粒级配试验,基于Person线性相关分析法和支持向量机回归(SVR)分析法,分析了碎石含量、孔隙比、特征粒径、曲率系数、不均匀系数与渗透系数之间的相关程度及滑坡不同位置各样本之间关联关系,建立了支持向量机回归模型。结果表明:渗透系数与滑坡碎石土的影响因素指标之间线性相关性不强,基于单因素指标建立的渗透系数线性经验公式可能存在较大误差;支持向量机回归方法能够较好地反映渗透系数与因素指标之间复杂的非线性关系,渗透系数的预测结果精度较高,可以作为滑坡碎石土渗透系数的预测模型。     

基于BP神经网络的重塑黄土冻融过程渗透特性研究

冻融循环导致黄土渗透特性的变化规律十分复杂,传统单一因素评价方法难以确定冻融过程黄土渗透系数与多因素之间的量化统计关系。基于此,首先对西安Q3重塑黄土进行冻融过程三轴渗透试验,得到不同干密度、含水率、围压及冻融次数下的渗透系数;然后采用BP神经网络算法对试验数据进行学习训练,建立各因素与渗透系数间的预测模型。研究结果表明:重塑黄土渗透系数变化规律,随围压增大,其值逐渐减小,且减小幅度先快后慢;随干密度和初始含水率增大,其值先增大后减小;随冻融次数增加,其值逐渐增大,且上升幅度先急后缓。冻融过程黄土渗透系数神经网络模型预测值和试验值之间相对误差较小,表明该方法具有较好的预测精度,能够综合描述诸因素与渗透系数的量化关系。     

广义Bayes法在裂隙岩体渗透系数随机反演中的应用

工程中由于存在各种随机因素,采用确定性的渗流分析方法进行渗透系数的反演必然会导致结果的不确定性.本文基于渗流场的随机有限元分析方法,结合变尺度优化算法和广义Bayes法,建立了一种渗透系数的随机反演方法,推导了详细的计算公式.该方法不仅考虑量测水头、渗透系数的随机性,还考虑了边界水头的随机性,不仅可以获得渗透系数的均值反演结果,还可以得到标准差的反演结果.最后将该法应用于重力坝坝基渗流算例分析中,以渗流有限元正分析计算结果作为"假想"的实测点水头值,通过随机反演,同时获得渗透系数均值与标准差的反演结果,将输入信息与反演结果对比分析,验证了渗透系数和标准差反演结果的正确性.     

粉煤灰的透水性及其各向异性

通过室内对粉煤灰透水性和各向异性的研究，了解试验方法对渗透系数及各向异性的影响程度，以更好地判定灰坝渗流计算成果的可靠性．研究表明，灰的渗进各向异性主要取决于与试样制备方法有关的结构性．对于具有同样结构的粉煤灰，渗透系数愈小，分层愈多，则渗透各向异性愈大．     

碾压混凝土渗透系数的确定方法

现场压水试验的碾压混凝土渗流常处于非恒定状态，压水试验规程中按恒定流确定渗透系数的方法不再适用.本文仿照混凝土试件快速试验确定渗透系数的方法，推导出压水试验过程中渗流处于非恒定状态条件下碾压混凝土求渗透系数的方法和公式.该方法曾应用于江垭工程现场压水试验，较为真实的反映了碾压混凝土的渗透特性.     

华北平原山前至滨海区垂向渗透系数空间变异性

以华北平原山前至滨海区为研究区, 选择 8 个钻孔, 利用渗透系数反演公式和改进的 Archie 公式对渗透系数进行计算, 同时充分考虑研究区垂向渗透系数影响因素, 基于随机森林算法和时间序列算法对垂向渗透系数的空间 变异性进行研究。研究结果表明: 渗透系数在垂向上的影响因素主要为沉积环境、地层压力、随机误差三大类, ; 在剔除沉积环境和随机误差的影响后, 渗透系数随深度的增加而不断减小, 山前至滨海区渗透系数对地层压力的敏感性呈逐渐递减的趋势。研究结果可为华北平原农业灌溉、污染物迁移、垃圾填埋场选址及深层地下水资源开发等提供科学依据。     

基于微观孔隙通道的饱和/非饱和土渗透系数模型及其应用

从微观角度揭示土体变形对饱和/非饱和渗透系数的影响机理,建立相应的预测方法,对于饱和/非饱和土的渗流分析及水力耦合研究具有重要的科学意义。利用流体力学理论,建立了微观孔隙通道渗透系数与等效孔径的关系,在此基础之上,结合毛细理论建立了饱和/非饱和渗透系数与土-水特征曲线的关系模型,并利用已有试验数据验证了模型的合理性。结合该模型与变形条件下土-水特征曲线预测方法,对变形条件下武汉黏性土饱和/非饱和渗透系数进行预测,结果表明黏性土在压缩变形条件下:饱和渗透系数呈数量级的减小,预测值与实测值均吻合较好;双对数坐标下,非饱和相对渗透系数在进气值之后随基质吸力增加而减小,不同初始孔隙比条件下其斜率近似不变,整体呈现"毛刷型"分布,相同基质吸力条件下,初始孔隙比越小,相对渗透系数越大;非饱和渗透系数,进气值之前近似为饱和渗透系数,进气值之后随基质吸力增大而减小,不同初始孔隙比的变化线近似重合。     

基于RVM-CS的工程区地层渗透系数反演分析

为了准确确定工程区各地层渗透系数,基于相关向量机(RVM)与布谷鸟算法(CS)建立反演分析模型,对研究区域内各地层的渗透系数进行反演分析。首先,基于均匀设计法构造渗透系数组合,利用有限元计算测点水位值并生成RVM学习样本;随后,通过训练RVM构建渗透系数与水头之间的映射关系,使其能够代替有限元方法快速地完成渗流计算;最后,根据工程区钻孔的实测水位值,利用CS算法搜索确定区域内各地层的渗透系数。将建立的渗流反演模型应用于某大型抽水蓄能电站工程区的初始渗流场中,结果表明:所建立的渗流反演模型能够考虑多地层渗透系数和钻孔水头间的非线性,RVM能代替有限元模型,可快速、精确地确定渗透系数;此渗流反演模型在大型抽水蓄能电站工程区反演结果合理,精度满足工程要求。