河床垂向渗透系数空间变异性的三维分析

河床垂向渗透系数的空间变异性对流域内河水与地下水转化机理研究具有重要意义。采用渗水仪法和竖管法共测定了玉龙喀什河河床垂向渗透系数25组,研究了河床深度方向、垂直于河流方向和河流沿程方向的河床垂向渗透系数空间变化特征,并分析了产生变异的影响因素,总结了河床垂向渗透系数变异性的维度效应,结果表明:玉龙喀什河河床垂向渗透系数的变异性受泥沙淤积作用、风积作用、河流沉积作用等诸多因素的影响,在不同维度下,河床沉积物变异性的主导因素不同,不能以单一因素判别河床沉积物渗透系数的变异性。     

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。     

渭河漫滩饱和带垂向渗透系数研究

采用竖管法现场测定渭河漫滩饱和带渗透系数,为测定漫滩沉积物渗透系数提供一种更为简便的方法。分析渗透系数各排内的变化以及各排之间的差别。应用Matlab软件检验实验数据的统计分布规律,应用地质统计原理计算渗透系数的变异函数并分析其空间变异性。分析得出各排的渗透系数属于对数正态分布。结果表明:①78个采样点测定垂向渗透系数平均值为11.35m/d,沿河岸线方向渗透系数相近,与河岸线垂直方向渗透系数差异较大;②渭河漫滩饱和带垂向渗透系数具有较强的空间变异性。     

渗透系数空间变异性对堤基渗透稳定影响的数值模拟

土性参数变异性较大是堤防工程风险管理面临的问题之一。在分析土体渗透系数空间变异性的基础上,通过随机数值模拟研究了堤防渗流场统计特征和堤基渗透稳定性。将土体渗透系数作为随机场,采用转动带法进行随机抽样模拟,通过蒙特卡罗方法分析渗流场分布,并计算堤基渗透失稳概率,结合堤防工程进行了计算分析。结果表明,渗透系数的空间变异性对渗流场有较大影响,随渗透系数和临界比降的变异性增大,容易造成局部渗流集中,堤基渗透失稳概率增大。     

基于地统计学的伊犁-巩乃斯河谷渗透系数空间变异性研究

渗透系数的空间变异性研究是水文地质领域研究的热点问题之一,然而伊犁-巩乃斯河谷区渗透系数的变化规律尚不清楚,一定程度上制约了该地区地下水形成演化和资源评价的研究进程。运用地统计学理论和方法,进行了伊犁-巩乃斯河谷含水层渗透系数的空间变异性分析。结果表明:伊犁河谷西部平原区的潜水含水层的渗透系数服从Box-Cox变换的正态分布,承压水的渗透系数服从对数正态分布,变差函数均符合高斯模型;采用Kriging最优值理论进行了插值空间分析,潜水渗透系数插值结果表现为霍城县西部渗透系数偏高,伊宁县北部为渗透系数最小的区域,巩乃斯河谷地渗透系数较稳定;承压含水层渗透系数除察县附近外,总体呈现自东向西逐渐变小的特点;结合该区地形地貌和水文地质条件,划分了潜水和承压水的渗透系数分区,为地下水资源评价提供了关键水文地质参数。     

地质统计学方法在渗透系数空间变异性研究中的应用

以内蒙古自治区巴盟地区为例,利用地质统计学方法——泛克里格法对含水层渗透系数估值,并分析验证了对渗透系数服从对数正态分布和运用克里格方法能够取得的良好效果。     

包气带垂向渗透系数的原位试验研究

野外试验测定包气带渗透系数对于研究非饱和带水分运移过程、植物根系吸水特征及产汇流规律具有重要意义。本文采用Inverse Auger法在毛乌素沙地开展了原位包气带垂向渗透系数测定实验。通过实验数据分析表明:①为获得较可靠的垂向渗透系数,野外实验时,需要重复注水过程,使包气带应尽可能湿润,消除水平吸渗对垂向入渗的影响;②采用Porchet推导的计算公式计算包气带垂向渗透系数时,应对获取的数据进行统计分析,放弃不符合实验物理背景的数据。在上述分析基础上,计算得到实验介质平均垂向渗透系数为2.23 cm/h。上述原位实验数据的分析方法和实验结果对相关实验研究具有一定的借鉴意义。     

河床潜流计算法在东大龙口河取水工程中的应用

新疆天山北坡的山溪性河流,具有夏洪时节泥沙含量大的特点,若饮水安全工程直接取用河水,则泥沙处理成本太高,相较而言河床潜流就成为低成本的安全水源。本文以天山北坡东大龙口河为例,对其饮水安全工程取水口处的河床潜流进行计算,旨在为河床潜流计算提供一种方法,可供区域特性相似的河流参考或借鉴。     

降水特性空间变异性初步研究

本文对湖南省澧水流域各种降水量值进行了空间变异性初步研究，介绍和探讨了其研究方法和步骤，制作了半变异函数图，揭示了降水量的空间结构性－方向性和相关距离，在此基础上给出了一个应用实例－应用Ｋｒｉｇｅ法进行流域面平均雨量的最优估计。     

湖区地层垂向渗透系数概率分布特征分析

为了确定某湖区湖水与地下水的交换水量,根据湖底地层渗透系数的野外现场测定值,用适线法和蒙特卡罗法对研究区地层垂向渗透系数的概率分布进行拟合,在此基础上,分析了渗透系数试验测定值的可靠性.结果表明:与正态分布和均匀分布相比较,湖底地层垂向渗透系数概率分布较接近对数正态分布;渗透系数超过测定均值的概率在30%以上.     

砂质河床与砾石河床的河型判别研究

砂质河床与砾石河床在水力学特征与泥沙运动特征方面都有较大差异，由此导致了河型特征的差异。本研究以世界上近200条河流的资料为基础，在建立同时适用于砂质与砾石河床河型判别统一关系方面进行了尝试。以水流切力、河流功率以及无量纲切力Sd/D50来表示水流强度，而以宽深比和无量纲河宽来间接反映河岸约束性，从而在一定程度上克服了河岸约束性难以定量表达的困难。研究发现，上述水流强度变量和河岸约束性变量的组合关系，在具有不同河型的砂质与砾石河床之间表现出较大的差异，从而实现了对砂质河床与砾石河床河型的定量判别，得到了一系列的沙质与砾石河床河型的判别关系。     

闽江下游河床演变及其影响研究

该文在闽江下游河道地形变化情况调查基础上,分析闽江下游河道演变趋势、变化原因及其对咸潮入侵、水源水质与河道堤防安全的影响。研究表明,近二十多年来,闽江下游河床下切严重,且呈加剧趋势,河床演变导致闽江下游潮流回溯,对水源水质影响的时空范围和程度加大,对河道堤防安全也造成一定的影响。据此提出确保供水安全的对策,供参考。     

沁河下游河床下切的研究与探析

沁河发源于太岳山脉南麓的二郎神沟,全长485.5km,流域面积13532km2,是三门峡以下黄河左岸最大的一条支流。沁河下游是典型的游荡型河道,河道高悬于背河地面以上,经常发生斜河、横河河势,素有小黄河之称。但近年来沁河下游绝大部分河段的河床不但没有抬高,反呈下切状态,通过对沁河下游河床下切的研究与探析,可为黄河下游河道河床下切问题研究提供借鉴。     

边界条件对三峡坝下游河床演变影响

河流发育和河床演变受多种因素的影响,其中边界条件是重要的因素之一.根据已有河床组成、地质钻孔成果,阐述了三峡坝下游河道边界条件,总结了三峡坝下游河段河床演变特点,分析不同的边界条件对坝下游河床演变的影响.分析表明,基岩质或硬土石质河岸边界对河床剧烈演变起制约作用;砂-土二元边界河岸抗冲性很差,对河床演变的约束力较弱,主要体现在下荆江;粘性土质河岸对弯道的发展起重要的抑制作用;护岸及河控工程很大程度上抑制了河床横向变形,但易造成河床的纵向较剧烈变化.     

泛议新疆金沟河的河床治理问题

随着社会的进步,经济高速发展,工业等产业相继发展起来。工业的发展,对于河流造成了一系列的污染,在发现河流被污染后,就要对该河流进行治理,文章以新疆金沟河为例,策划对其进行河床治理。     

河床沉积物竖管试验求参方法应用与评价

利用和田河干流下游河段河床沉积物竖管试验数据,开展不同竖管试验求参方法的应用与评价工作,选取HTST01试验点进行垂向渗透试验,选取HTST02试验点分别进行水平方向渗透试验和垂向渗透试验,分析传统计算法的渗透系数取值合理性以及其与直线图解法计算结果之间的差异。结果表明：传统计算法获取的各试验工况渗透系数近似服从具有一定偏度和峰度的非标准正态分布,均具有中等变异性;采用算术平均值进行参数取值具有一定的合理性和适用性,而采用随机计算值时参数取值的误差大小具有偶然性和不确定性。直线图解法能够有效避免随机误差的产生,但其获取的计算结果与传统计算法的算术平均值存在一定差异,其相对误差平均值为10.59%,最大相对误差值超过27.00%。在竖管试验应用过程中,不应忽视计算方法求参取值合理性的影响。     

黄河下游河床演变数学模型和初步研究及其应用

以黄河下游河床演变特性为基础，提出了漫滩水沙运动及水沙交换的处理方法，探讨了冲淤量沿河宽分布的准二维计算方法，分析了河床横向变化及其对纵向输沙的影响，并提出了相应的模拟方法，在已用实测资料对这几项研究率定的基础上，建立了适用于黄河下游的准二维数学模型，并用黄河１９６９－１９７８年实测资料进行了验算，验证成果表明，计算与实测基本一致，最后计算和比较了不同来水来沙方案对下游的影响。     

强变异渗透系数对地下水和溶质迁移影响的模拟研究

渗透系数的空间变异性是影响地下水运动和溶质迁移过程的主要因素。本文利用改进的连续随机增加方法(Successive random additional method,简称SRA)生成了渗透系数对数(lnK)具有分维Levy运动统计特征的随机场,并对生成样本的统计特征进行了分析验证,同时应用蒙特卡罗方法研究含水层渗透系数的空间变异性对地下水运动和溶质迁移过程的影响。结果表明:Levy指数α越小,渗透系数空间变异性越强。当研究区域渗透系数的对数lnK增量符合Levy稳定分布时,其纵向流速对数lnv增量同样具有Levy稳定分布,且所对应的Levy指数αlnK与αlnv的大小基本一致。污染羽一阶矩纵向分量Mx随lnK平均值的增大而增大,而与α的大小无关。同一lnK均值条件下,纵向分量Mx随时间增大而增大,横向分量My与时间无关。污染羽二阶矩分量Mxx和Myy随α的减小而增大,表明渗透系数的空间变异性越强,污染物质心的扩散范围越大。渗透系数的空间变异程度对地下水运动和溶质迁移过程的影响十分明显。     

明台水电枢纽下游河床局部冲刷研究

针对明台水电枢纽闸下消能回顾，在１：３８比尺的二元水槽上进行了定床和局部动床下游冲刷试验研究，研究结果表明，闸下冲刷起控制作用的状况为设计洪水流量，右七闸孔闸下设消力池时，其冲刷高程在基岩以下３～４ｍ；左八闸孔不设消力池时，闸下冲坑深度比右七孔低４～５ｍ。试验采用减缓斜坡坡度，坡底设消力槛等修改措施，大大减小了闸下冲刷深度，其试验成果已被设计及施工单位采用。