应用因子分析方法探讨坝基地下水水质主成分及其变化趋势

本文以新安江水电站坝基水质分析资料为例,应用R型因子分析方法探讨了坝基地下水水质主成分及其成因和变化趋势。     

基于表面反应和扩散迁移控制的灰岩单裂隙渗流—溶解模型及其数值模拟

针对碳酸盐类可溶岩地区水电站坝址流场、化学场以及固相介质属性等随时间发生改变,从而对工程安全运行造成不利影响等问题,研究了灰岩地区地下水运移过程中各物理场间的相互作用,分析了影响灰岩溶解速率的两个因素,即表面反应控制和扩散迁移控制。在此基础上,建立了单裂隙中的渗流—溶解耦合模型,并进行数值求解。模拟结果表明,在垂直裂隙延伸方向,其溶蚀锋面为非齐整平面,而是呈似“虫洞”状非均一变化,而沿裂隙延伸方向即自上游侧向下游方向溶蚀程度逐渐减轻;而通过裂隙的流量呈现随时间逐渐增大的趋势,但变幅不大;根据流量求得的等效水力隙宽,其增幅和增长速率均小于实际平均隙宽;同时,化学场中Ca2+浓度的分布与裂隙开度变化具有相似性,不同时刻下上游侧反应速率R均大于下游侧。就反应机制而言,在初期均受表面反应控制,而随反应进行,位于上游补给区部位转为受扩散迁移控制,但在下游位置仍受表面反应控制。     

混凝土坝基防渗帷幕体老化的基本模式及识别指标

采用综合分析方法,对混凝土坝基防渗帷幕体的老化模式以及识别指标进行了系统的探讨。基于相对防渗效率,把帷幕体老化分为相对稳定型、缓慢变化型以及阶段性变化型3种基本模式;在分析时段内,不同的模式具有不同的防渗效率。用于识别帷幕体老化的指标有3类:第一类为渗流的微观动态要素,包括析钙量、TDS值、pH值、无机质和有机质等,可用于揭示帷幕体的老化机制;第二类为渗流的宏观动态要素,包括扬压力、排水量等,可用于判断帷幕体的老化程度及其基本模式;第三类为数值分析指标,包括饱和指数和渗漏水源比例系数等,可用于量化分析帷幕体的老化过程。3类指标的识别有助于构建混凝土坝基防渗帷幕体老化评估体系。     

水-岩作用模拟的可信度分析及其应用初探

针对水-岩作用中的不确定性现象，运用随机分析的方法对水-岩作用状况进行分析。通过本次研究的化学平衡计算与Monte—Carlo耦合程序，对某坝基两处水-岩作用状况进行了分析评价。结果表明：可信度分析在水-岩作用水文地球化学模拟中有很好的实用性和应用前景，水化学数据的不确定性对分析结果的均值和方差影响较大，而对评价水-岩状态可信度概率的影响相对较小。     

基于电导率实测方法的开放体系中灰岩溶解动力学试验研究

在碳酸盐岩地区,水电站的兴建会改变库坝区地下水流场,由此引起溶蚀及渗漏问题。为研究灰岩在实际条件下的平均反应速率,在常温常压条件下、相对开放的体系中进行了5组灰岩试样的室内溶解试验,对溶液的电导率、pH值和温度等进行定时检测。根据化学动力学的基本理论,建立了两组不同模型以反映溶解速率与电导率之间的函数关系,依据实测的三组溶液电导率值,求得平均反应速率参数,并将其代入另两组试验进行验证,结果较为一致。由此表明,基于电导率所建的模型可以有效地反映灰岩在实际条件下的溶解过程,可为建立灰岩介质中的反应—运移模型提供化学动力学参数。     

水岩作用模拟中地下水质组分存在形式的研究

论述地下水质组分的存在形式及其浓度的计算方法 ,认为基于质量作用定律和质量守恒定律的化学平衡计算法优于化学分析法 ;而在水岩作用模拟的数值分析中 ,平衡常数法优于最小自由能法 .对旨在反映水岩系列间反应状态的饱和指数SI及其灵敏度函数的计算亦作了论述 .     

坝址温度场与变物性渗流场全耦合分析

如果仅考虑流体性质受温度的影响，可得多孔介质渗透系数与温度之间存在线性关系，利用相关数据，计算得知渗流场对温度较为敏感。从温度变化引起水的密度和粘度的变化来考虑温度场对渗流场的影响，建立了温度场和变物性渗流场的瞬态全耦合数学模型，并初步探讨了这种全耦合模型的求解思路。采用FEMLAB软件，在原有模型的基础上做了二次开发，从而实现了该全耦合问题的有限元求解。结合工程实例，对所建的坝址温度场与变物性渗流场全耦合模型做了数值验证。计算结果表明，全耦合模型在求解问题时，坝址区温度升高，渗流流速普遍降低；温度场变动比较小，而渗流场变动相对大一些。     

宜兴抽水蓄能电站地下厂房区酸性水的分布及其潜在影响研究

酸性渗漏水会对地下洞室混凝土的耐久性产生不利影响.该文以宜兴抽水蓄能电站为例,根据不同时期的水质化验资料,采用统计分析方法,分析了地下厂房区酸性渗漏水的时空分布特征.结果表明,不同时期区内酸性渗漏水均呈局部分布,且呈现一定的时空变化.近年来转为主要出现在上层排水廊道,且呈现显著的酸性,而在高程较低的中、下层廊道则呈现了一定的弱化趋势.最后,对此类酸性水的潜在影响进行了评价.     

考虑滞后效应的抽水蓄能电站渗流统计模型

随着国内抽水蓄能电站的广泛建设,通过对渗流量等原型观测资料的分析,可以揭示可能来源于输水系统的"内水外渗"状况.与常规水电站不同,针对抽水蓄能电站特殊的运行工况,建立了以日为变化周期、小时为计算单位、同时考虑滞后效应的渗流统计模型,并采用遗传算法求解滞后因子.计算实例表明,该模型具有较好的拟合精度;区内不同测点渗流量主要受上库水位因子影响,但滞后因子存在显著差异.因而认为,该模型具有较强的工程实际意义.     

坝址渗水析出物及其潜在影响研究

坝址析出物是伴随渗水而出现的，对大坝安全运行具有潜在的不利影响。采用现场调查、取样多手段测试等方法，对此进行综合分析与评价。按照出露位置，可分为坝基及坝体析出物两类。其形成机理包括溶解—沉淀作用、还原—氧化—絮凝作用、浸析作用等。坝址析出物的潜在影响反映在对岩体的渗透稳定性、对帷幕体的防渗时效性以及对坝体结构的耐久性等方面；不同成因的析出物具有不同的潜在影响程度：化学成因者多限于微观方面，而物理成因者则在一定阶段可显现在宏观方面。在实际工作中，应加强对具有物理成因或化学—物理双重成因一类析出物的监测。