冬小麦—夏玉米种植模式下的农田水量平衡模拟及人渗补给规律分析

在大量室内外实验及田间土壤水分动态监测基础上，模拟描述了雄县试区常见作物种植模式下层状土体的田间水量动态平衡过程，根据宏观根系吸水模型假设和根系吸水函数确定了冬小麦、夏玉米的实际蒸腾率。并依据模拟值与田间实测土水势值拟合最佳为准则估算作物的实际裸间土面蒸发，在田间水量平衡基础上，得到３３０ｃｍ土体底层处的下渗补给量，分析了区内降雨（灌溉）入渗补给规律及地下水变化特征。     

渗流对土体抗剪强度的影响

土体的抗剪强度是土体的主要强度指标之一。当土体中存在渗流时，由于水流的力学、物理、化学等作用，会使土体的抗剪强度发生变化（主要趋势是使抗剪强度降低）。本文定量分析了各种情况下渗流作用对土体抗剪强度指标、有效应力及切向力的影响，得到了渗流作用下土体抗剪强度的定量表达式，并给出应用算例，说明了渗流对土体抗剪强度的明显影响。     

防渗墙技术在不同土质条件下的应用

根据工程实践，介绍了防渗墙的种类、造价及其适用范围，为不同土质条件下的工程防渗提供参考。     

河北平原典型小流域降雨入渗补给规律研究

准确计算降雨入渗补给量是评价平原区地下水资源量的基础,传统的年补给系数法未考虑降雨特征、土壤墒情等因素影响,导致评价结果精度不高。本研究以河北平原下博和沧县运西两个典型小流域为例,采用动态分析法研究次降雨的入渗补给过程。结果显示以7 d为时间间隔适合作为划分次降雨的标准,次降雨量加土壤含水量(P+SW)与降雨入渗补给量(P_r)相关性最好,优于次降雨量(P)和次降雨量加前期雨量(P+P_a);动态分析法计算的降雨入渗补给量较传统降雨入渗系数法,精度提高22%~40%,且年补给系数法高估了河北平原区的年地下水补给量。本研究为河北中东部平原准确评价降雨入渗补给量提供了技术参考,对支撑区域的地下水合理开发利用及地下水超采综合治理具有较强的科学和实践意义。     

城市化对趵突泉泉域降水入渗补给的影响

为研究济南城市化发展对大气降水入渗补给的影响, 利用济南市 1980、1990、2000、2018 年的遥感数据和 Feflow 软件识别不同时段的趵突泉泉域大气降水入渗补给量, 分析城市化发展引起的土地利用类型变化对趵突泉泉 域降水入渗补给量的影响。结果表明: 1980- 2018 年, 研究区耕地和林地面积显著减少, 建设用地面积大幅增加; 2000- 2018 年, 研究区不透水面积增加了 213.13 km2 , 大气降水入渗补给量减少了2 625万 m3。研究成果可为济 南市未来的城区规划提供科学的参考, 也为济南保泉供水工作提供有效的数据支撑。     

降雨入渗对地下水补给的试验研究

本文通过对台安径流实验站的实测资料进行分析,得出不同地下水埋深时的稻田次降雨量和入渗补给的关系,通过计算得出补给系数。     

水闸侧墙与土体接合部渗透破坏过程模拟试验

为深化对穿堤涵闸土石接合部渗透破坏发展机理的认识,研发了试验装置,实现了水闸侧墙与土体接合部渗透破坏过程的室内模拟。通过对黏粒质量分数分别为4.6%、12.3%及22.6%的土体开展试验,分析了接触冲刷的破坏特征及其发生发展规律,探讨了土体性质、水力比降、接触带压实度等因素对渗透破坏的影响。试验结果表明:土石接合部接触冲刷破坏过程分为稳定渗流阶段、管涌形成发展阶段和冲蚀破坏发展阶段;土体黏粒质量分数越大、压实度越大,土体稳定时间及破坏时间越长,抗冲蚀能力越强;冲蚀量与土体黏粒质量分数、水力比降及压实度均呈现明显的反比关系;水力比降较小时,压实度对土体抗冲性能影响显著,但随着水力比降的逐渐增大,土体性质起主导作用;初始破坏阶段土体细颗粒的流失受土体性质、压实度及水力比降各因素的综合作用,表现出不同的规律性。     

降水补给地下水过程中包气带变化对入渗的影响

采用野外试验和室内试验方法,通过对不同降水量的入渗过程中岩土含水率和水势变化规律分析,发现入渗水流在包气带内下渗过程的岩土吸水、过水(即水分通量不变、且不等于零)和脱水的不同阶段,当岩土水势的梯度分别大于、等于和小于1cmH2O/cm(厘米水柱/厘米)时,岩土含水率分别表现为增加、稳定和减少。对包气带不同埋深的岩土含水率和水势变化特征分析表明,随着地下水位不断下降,包气带增厚对降水入渗补给地下水的影响程度和方式都发生改变。当包气带厚度小于潜水蒸发极限深度时,包气带的增厚使得岩土水分亏缺累积量增大,导致入渗速率和地下水获取的总入渗补给量减小;当包气带厚度大于潜水蒸发极限深度时,随着包气带厚度增大,入渗速率趋于稳定,无限时间内地下水获取的总入渗补给量不因包气带增厚而变化,但是有限时间内地下水获取的入渗补给量趋小。这是因为入渗途径的延长导致入渗所需时间增加,以至在有限时间内包气带内过剩的入渗水分尚未充分排出补给地下水。     

降雨入渗对土堤渗流及边坡稳定性影响分析

为研究不同降雨类型作用下土堤渗流场及边坡稳定性,基于饱和非饱和渗流原理,采用有限元方法模拟土堤在前峰型、后峰型、中峰型及平均型降雨作用下渗流场,分析土堤的渗流特性及边坡稳定性。计算结果表明：降雨会使下游坡土体孔隙水压力（以下简称孔压）增大,堤身下游浸润线升高,在降雨的作用下监测点孔压总体上呈现先增大后减少并趋于稳定的趋势,下游坡安全系数逐渐降低,降雨停止以后下游坡安全系数小幅上升并趋于稳定;安全系数最终值后峰型（1.730）<中峰型（1.745）<平均型（1.756）<前峰型（1.757）,后峰型降雨对边坡孔压变化幅度和安全系数影响最大。研究成果可为堤防防汛抢险提供参考。     

三维饱和-非饱和降雨入渗渗流场分析

用饱和-非饱和达西渗流理论对降雨入渗的复杂渗流场问题用有限单元法求解，在理论上进行了深入的研究。文中特别提出了降雨入渗边界条件及非饱和逸出面边界条件(包括降雨中间停雨时期边界条件)在渗流场求解中的正确处理方法，提出和定义了描述土体渗流特性的极限含水率和蒸逸系数的两个新概念。两个算例的数值试验也进一步表明，文中所用的降雨入渗渗流场分析方法结果合理，实用性强。     

基于长系列观测资料的干旱区降水入渗补给规律研究

利用新疆昌吉地下水均衡试验站地中蒸渗仪长系列(1992-2015年)降水入渗实测资料,探讨降水入渗补给过程中的滞后现象,分析影响降水入渗补给的主要因素;依据降水入渗补给系数研究降水入渗补给量随潜水埋深的变化规律,确定不同地层的最佳潜水埋深和稳定埋深。结果表明:在试验条件下,砂卵砾石地层和细砂地层最佳潜水埋深点为0. 5 m,轻黏土地层最佳潜水埋深点为0. 0 m;降水入渗补给量随潜水埋深的增大而减小并趋于稳定,稳定潜水埋深为6. 0 m。依据最佳潜水埋深点和稳定点建立了年降水入渗补给系数与潜水埋深间的指数型经验公式。     

Metal concentrations in soil and seepage water due to infiltration of roof runoff by long term numerical modelling.

The qualitative effects of stormwater infiltration on soil and seepage water are investigated with long term numerical modelling. The retention behaviour of different soils and materials used in infiltration devices is determined with batch and column tests. Results of the laboratory tests are adsorption isotherms which represent input data for numerical transport modelling. The long term simulations are performed with combinations of different solutions (types of roof runoff) and infiltration devices (swale and trench) under different hydrogeological conditions. The presented results contain the infiltration of low polluted roof runoff, runoff from a roof with zinc sheets and from a roof with copper sheets concerning the heavy metals zinc, copper and lead. The increase of concentrations in the infiltration body is high. For the infiltrated water, the results show a migration to groundwater only for the low adsorbing soil.     

透镜体特征参数对均质土坝浸润线及渗透流量的影响

透镜体的存在对坝体内原有的渗流场具有显著的影响.研究透镜体对坝体渗流场浸润线及渗透流量的影响规律,旨在为库坝设计及其工程建设中进行提高坝体安全性等工作提供理论依据.以不透水地基均质土坝作为研究对象,通过改变透镜体的4种特征参数(渗透系数、相对位置、面积、形状),采用土石坝二向稳定及非稳定渗流计算程序《DQB》分别计算坝...     

无粘性粗粒土的渗透试验研究

无粘性粗粒土颗粒组成具有较大分散性特点,其渗透系数受颗粒组成影响较大.为了探寻无粘性粗粒土级配对渗透系数的影响,通过室内试验方法进行不同级配的无粘性粗粒土渗透试验研究,试验结果表明,无粘性粗粒土渗透系数与其颗粒级配具有相关性.以太沙基公式为例,将原有公式修正为与级配参数相关的函数表达式,从而体现出无粘性粗粒土渗透系数与级配的关系,为无粘性粗粒土的工程特性进行了有益的探索.     

粗粒土渗透变形机制浅析

对砂卵砾石的渗透变形的形成条件进行了简要分析，在此基础上对渗透变形的形式进行了简要评价，并提出了渗透变形临界坡降的计算方法。     

洪水入渗尾矿坝边坡渗流稳定性数值分析

针对洪水位升高造成尾矿坝边坡失稳破坏的问题,建立洪水入渗尾矿坝流-固耦合方程,利用FLAC3D有限差分计算软件,对洪水位升高后入渗尾矿坝边坡稳定进行数值分析,研究洪水入渗后尾矿坝边坡饱和度、孔隙水压力、边坡应力和位移变化规律,得到了洪水位升高入渗对边坡稳定性的影响,并进行坝体安全性指标分析,计算得到此坝体边坡安全系数为1.66,进而确定潜在滑移面位置。研究结果可为尾矿坝边坡稳定提供有利参考。     

纯化水库防渗方案的优化研究

在黄河三角洲近代冲积平原上修建水库,一般蓄水深度仅4～5 m.围坝挡水水头虽低,但出现渗透破坏的工程实例并不少见.纯化水库设计蓄水深度8.5 m,防渗安全问题尤为突出.为解决渗透问题,提出2种防渗方案:一是只对坝基做垂直铺塑防渗,二是坝体铺设复合土工膜与坝基垂直铺塑联合防渗.经比较,后一方案的出逸点高度、出逸坡降和单宽渗流量均低于前一方案.这表明坝体和坝基联合防渗具有较好的防渗效果,故将这一方案确定为纯化水库的防渗方案.同时对垂直铺塑距上游坝脚的距离进行了研究.多年渗流安全监测成果表明,纯化水库防渗效果良好.     

不同土地利用/覆被条件下松嫩盆地降水入渗补给量研究

土地利用/覆被条件是降水入渗补给量的主要影响因素,近10年来松嫩盆地土地利用/覆被变化显著.本次研究采WetSpass模型计算土地利用/覆被条件不同对降水入渗补给量的影响.定性分析不同土地利用/覆被类型的转化对降水入渗补给量的影响,并计算1995～2005这10年间,松嫩盆地的土地利用/覆被条件变化对其年均降水入渗补给...     

渗流对岩体强度的影响

渗流作用对岩体强度的影响主要表现在渗水对岩体的物理化学作用和渗水对岩体的力学作用,并运用断裂力学理论详细推导出了存在孔隙水压力的岩体中裂纹初裂强度,其结果对评价渗流作用下工程岩体的稳定与破坏具有十分重要的意义。