干旱区平原水库渗流及下游土壤盐渍化分析

为预测平原水库蓄水对下游生态环境的影响,在非饱和土力学理论的基础上,利用ABAQUS有限元软件模拟某大型平原水库蓄水后坝体坝基的稳定渗流形态,得到大坝下游的地下水埋藏深度,对比地下水临界深度,判断是否会出现土壤盐渍化现象。计算结果表明：①水库蓄水水位越高,渗流速度就越快,相应水库下游土壤盐渍化的范围也越广。②水库渗漏补充下游地下水,抬高地下水水位随着时间的推移最终会达到稳定状态,此时由水库蓄水引起的土壤盐渍化的程度和范围都达到极限。根据实际工程监测数据与本文计算结果中相对应部分的对比,证明所采用的方法基本可靠,可为平原水库周边土壤盐渍化的防治提供依据。     

平原水库渗流分析的边界单元法

新疆平原水库大都建立在无限深透水地基上,坝基渗漏易造成水库周边地区的土壤发生次生盐碱化。要防止土壤次生盐渍化,其重要举措就是采用防渗措施将水库周边地区的地下水位控制在"临界埋深"以下。用边界单元法建立渗流计算模型,通过调整水平铺盖防渗体的长度,可控制水库周边地区的地下水位,防止次生盐渍化的发生。     

新疆透水地基上土石坝水平铺盖有效长度研究

新疆大部分的水库为平原水库,其中很大一部分大坝修建在无限深透水地基上。由于地基透水层很深,到目前为止,在理论上缺乏较精确的渗流计算方法。该文采用直接边界元法建立采用水平铺盖防渗的土石坝坝基渗流计算模型,编制了相应的计算程序,推求出无限深透水地基上土石坝水平铺盖长度与渗流量、渗透坡降的关系,得出了水平铺盖的有效长度,可供设计人员参考。     

干旱区平原水库水面蒸发消减研究综述

蒸发强烈、降水稀少是造成西北干旱、半干旱地区平原水库水量损失的重要因素,它严重限制了水库效益的最大发挥,使当地严重短缺的水资源形势变得更加严峻。针对消减水面蒸发技术问题,根据国内外消减水面蒸发研究最新进展,分别对铺洒化学试剂法、种植水生植物法、物理材料覆盖法、风障技术法4类消减水面蒸发的方法进行了概述,对各技术方法中所存在的问题进行了分析和讨论,并对未来消减蒸发实验研究提出了相应的建议,以期为后续实验研究提供参考。     

无限深透水地基上土石坝铺盖长度对坝基渗流的影响

采用边界元法研究无限深透水地基上土石坝铺盖长度对坝基渗流的影响。土石坝坝基渗流量随铺盖的延长逐渐减小,并呈抛物线形分布;当铺盖长度达到一定值时,水力坡降稳定且渗流量的变化也不明显。由此,提出了建在无限深透水地基上的土石坝水平铺盖长度与坝前水头的关系。     

无限深透水地基上土石坝渗流计算方法初探

探讨了建在无限深透水地基上带水平铺盖的土石坝斜墙式防渗体渗透稳定时的计算模型,通过理论分析,简化复杂的边界条件,利用边界点法对其建立了数学模型.指出,边界点法仅需对边界进行剖分,不需对整个区域进行剖分,可代替传统的有限元法、有限差分法等.     

干旱区平原水库模拟蒸发量试验研究

干旱区平原水库水面蒸发是平原水库水量损失的重要组成部分,由于水库面积大,采用常规蒸发皿测定的蒸发量与水库实际蒸发量特征不相符。为了准确模拟干旱区平原水库蒸发量,开展了模拟水库的小面积水域蒸发试验,通过水位测针测量蒸发池的蒸发量,并与蒸发皿蒸发量进行比较。试验结果表明,在实际蒸发量中,蒸发池的蒸发量波动较大,蒸发皿蒸发速率比水面蒸发速率高9.1%。蒸发皿蒸发量与水面蒸发量的比值呈现先下降后上升的趋势;蒸发池水面蒸发量主要受到温度、净辐射、风速、饱和水汽压差影响;蒸发皿水体容量小,与蒸发池相比水体热容量较小,因此与大气交换更加快速,受净辐射和气温日较差影响较大。     

无限深透水地基土石坝坝基防渗体效果研究

通过建立无限深透水地基上土石坝坝基水平和垂直防渗体的数学和物理模型,综合比较了两者的防渗效果和优缺点.结果表明:在同等尺寸的情况下,悬挂式垂直防渗墙在减少渗流量方面的效果大约是水平铺盖的1.5～3.5倍,该倍数关系随着坝前水头和坝基渗透系数发生变化,坝前水头越大坝基渗透系数就越大,垂直防渗墙的防渗效果越明显.通过多方面综合分析认为,在无限深透水地基上土石坝坝基的防渗体应该优先采用水平铺盖防渗体,而且最好采用渗透系数极小的土工膜等新型防渗材料.     

干旱区平原水库防蒸发技术研究现状及展望

西北干旱地区可利用水资源严重缺乏是制约地区经济发展的重要原因。干旱区平原水库水量蒸发损失十分严重,防蒸发技术是一种应用在平原水库上的高效节水技术。在介绍国内外防蒸发技术研究现状的基础上,提出了今后防蒸发技术的研究发展方向:(1)防蒸发装置最佳的设计方案;(2)准确计算水面蒸发量的方法;(3)防蒸发技术与光伏发电技术相结合的系统;(4)防蒸发技术的应用标准和技术规范等相关准则的制定。     

大坝无限深透水地基渗流计算深度选取初探

当透水坝基深度大于建筑物的不透水底部长度的1.5倍以上时.可视为无限深透水坝基,按此定义来衡量地基是否为无限深透水地基,往往让设计者难以抉择.为此,通过复变函数保角变换的方法对尤限深透水地基进行计算分析,得出无限深透水地基的有效深度:同时,对于层状的无限深透水地基,针对各层地基在消杀总水头中的权重,计算出其等效渗透系数,相比其他方法,更加符合实际情况.     

PE浮球覆盖下干旱区平原水库静水水面蒸发抑制率研究

为进一步探究采用物理覆盖对干旱区平原水库静水水面蒸发的影响程度,本试验选用直径为100 mm黑色PE浮球作为覆盖材料,选用两个面积均为1 m~2的正方形铁皮箱作为蒸发器(A蒸发器、B蒸发器)。A蒸发器内水面用浮球全覆盖(覆盖率为86%)、B蒸发器内水面不覆盖。通过A、B两蒸发器对比试验得出:浮球对蒸发器内水面平均蒸发抑制率为83.8%。在干旱区平原水库等大水体中大面积覆盖浮球时(覆盖率接近91%),浮球对其静水水面蒸发抑制率为89.6%。     

防蒸发材料局部覆盖干旱区平原水库节水试验研究

内陆干旱区水库蒸发量大,对新型防蒸发材料的研究有利于减少无效蒸发提高水库的有效利用率。通过防蒸发材料覆盖部分库面试验,统计完整周期内不同气象条件下防蒸发材料的有效覆盖面,根据影响防蒸发因子出现的概率,计算其有效防蒸发量,验证其节水效果。以内陆干旱区某一典型平原水库为现场试验对象,依据试验初步成果,对上述问题进行了探讨。     

磁性浮板覆盖下干旱区平原水库节水效率分析

针对干旱区平原水库水深浅、风速大、气温高、空气相对湿度低而导致蒸发损失严重的问题,在吐鲁番市胜金乡胜金沟三期水土保持水库进行了一整年不同覆盖面积的带磁性浮板与非磁性浮板覆盖水面来减少水面蒸发的试验,以此来分析相同覆盖面积下带磁性浮板成片整体分布与非磁性浮板分散分布对水库水面蒸发的节水效率。试验结果表明：在气象因素相同的情况下,带磁性浮板分别覆盖水面25％,50％和75％时,蒸发抑制率分别为27.4％,41.5％和59.1％;非磁性浮板分别覆盖水面25％,50％和75％时,蒸发抑制率分别为22.1％,38.1％和57.3％;带磁性浮板比非磁性浮板蒸发抑制率分别提高了5.3％,3.4％和1.8％。可见,带磁性浮板节水效果更加显著,对提高干旱区平原水库水资源的利用效率具有显著意义。     

坝基计算范围对平原水库结构渗流特性的影响

平原水库坝基透水层较厚,数值分析中透水坝基的计算范围对其渗流特性影响较大。以复合土工膜、混凝土截渗墙及二者联合防渗体的平原水库结构为研究对象,系统研究了均质土石坝体与坝基不同渗透系数比值、坝基计算范围和深度对坝体浸润线和总渗流量的影响。研究结果表明,以复合土工膜和截渗墙单独防渗时,稳定的浸润线位置和总渗流量存在临界坝基深度;联合防渗时,截渗墙不贯穿情况下浸润线整体随着计算深度的增加而降低,渗流量先增加后降低,在0.6倍坝底宽度时出现极值;坝基防渗结构未完全贯穿情况下坝基上游长度的增加会引起浸润线整体抬高。典型坝段算例表明,坝基深部存在渗透系数较大的沙性土层时,截渗墙的施工应贯穿沙性土层并达到和坝底宽度相关的有效长度,以减小渗流量损失和防渗墙底部的渗透破坏。     

无限深透水地基上土石坝坝基垂直防渗的保角变换渗流计算

近年来,在无限深透水地基或深厚覆盖层地基上修建土石坝的水利工程日趋增多,且有很多采用倒悬挂式防渗墙进行渗流控制.对于这种坝型的渗流计算,尚缺乏精确而简捷的理论公式,常采用近似的估算或经验公式.本文采用保角变换的方法,通过建立数学模型推导出在均质且理想边界条件下,土石坝基垂直防渗的渗透压力、渗流量和出逸坡降计算公式.公式简单,不仅可以计算渗透坡降和坝基渗流量,还可以计算渗透压力的分布,且相对于有限元和边界元计算模型,其计算量要小的多,计算结果的精度也能满足要求.     

不同配重的浮球覆盖下干旱区平原水库的节水效率对比分析

为达到抑制干旱区平原水库水分蒸发的目的,采用PVC浮球为试验材料,通过室内、外试验观测并分析无配重浮球在不同风速下的运动情况,探究浮球产生不规则旋转和翻滚运动的原因,并采取增加配重的办法对此问题加以解决。通过对比不同配重的浮球在不同气象条件下的湿润率并对其在试验期内的蒸发抑制率进行评价,结果表明:负载配重后的浮球比无配重的浮球的防蒸发节水效果更加显著,其水面综合蒸发抑制率最大可提高24%。研究成果为干旱区平原水库的节水措施提供了新思路。     

悬挂式微透水防渗墙的土石坝渗流计算

以往对于土石坝渗流计算都是假定防渗体是完全不透水的,这样的计算结果难免会出现偏差。本文通过赋予悬挂式防渗墙合理渗透系数的情况下,利用有限元法对无限深透水地基上的土石坝建立数学模型进行理论计算。通过对比两种悬挂式防渗墙方案,选取不同深度进行渗流计算和分析。结果表明:防渗墙的位置越靠近上游防渗效果越好,此时防渗墙的有效深度为6⁸倍的坝前水深。     

新疆平原水库透水地基渗流防治的重要性和有效措施

新疆在解放后,修建了很多平原水库,绝大多数的平原水库都坐落在透水地基上,这些水库给新疆的经济建设作出了巨大贡献,但随着时间的推移也带来了很多弊端。本文分析了新疆平原水库的渗漏危害,阐述了水库造成土壤次生盐碱化的机理;通过建立无限深透水地基上坝基渗流的数学模型,得出了坝基水平铺盖防渗和垂直防渗在减小渗流方面的有效性。同时,根据新疆在降低土壤次生盐碱化多年的经验,总结了从坝体、坝基到水库四周,再到农田一整套的治理方案。     

加设垂直防渗体的土石坝渗流计算方法初探

建在无限深透水地基上的土石坝,其渗流场的几何形状和边界条件较复杂,具有不同程度的非均质性和各向异性的特点,对其渗流计算方法进行了分析比较,并运用边界元计算原理,建立了无限深透水地基上土石坝坝基垂直防渗体的渗流计算模型.     

非均质无限深透水地基上土石坝微透水防渗墙的有限元渗流计算

渗流问题是影响土石坝稳定安全的主要因素之一。由于目前良好的坝址在国内外的数量逐日减少,将要建设的许多大坝工程很可能设在非均质无限深透水地基上,因此,对于建在非均质无限深透水地基上的土石坝的渗流研究具有更加实际的意义。为了在满足大坝安全运行的前提下尽可能地减少渗流量,本文采用ABAQUS有限元软件对不同深度的微透水防渗墙进行渗流分析。当防渗墙深度达到10倍的坝前水深时,渗流量减小的效果已不是很明显;当防渗墙深度为2倍的坝前水深时,渗透坡降就已经满足要求,土石坝的安全运行得到了保证。