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葛洲坝三江下引航道水位波动特性及其影响分析

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人民长江 2022年第5期53卷 227-231页

作者：庞正芳胡合欢谢齐王付杰王俊长江宜昌航道局湖北宜昌443000

为了探明葛洲坝船闸泄水对三江下引航道内水位变化以及船舶通航的影响,通过原型观测及统计分析的方式研究了葛洲坝三江下引航道水位波动特性。基于葛洲坝水利枢纽运行初期的观测资料和三江下引航道两岸沿程流态情况,在三江下引航道两岸... 详细信息

为了探明葛洲坝船闸泄水对三江下引航道内水位变化以及船舶通航的影响,通过原型观测及统计分析的方式研究了葛洲坝三江下引航道水位波动特性。基于葛洲坝水利枢纽运行初期的观测资料和三江下引航道两岸沿程流态情况,在三江下引航道两岸沿程对称布设9对水尺,对葛洲坝2号、3号船闸不同泄水组合下的水位进行同步观测。结果表明:当两闸联泄间隔在0~8 min时,水体势能呈叠加效果,8 min之后水体势能呈抵消效果;试验观测到最低波谷达0.75 m,枯水期两闸联泄时间间隔宜大于8 min;船闸泄水后14~38 min,三江水位低于庙嘴站水位,对通航产生不利影响,应加强交通组织和航道观测。

关键词：船闸泄水下引航道水位波动原型观测葛洲坝水利枢纽

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水位波动影响下的非稳定渗流问题研究

天津大学学报 2007年第7期40卷 779-785页

作者：孙冬梅朱岳明张明进河海大学水利水电工程学院南京210098 交通部天津水运工程科学研究所水工构造检测诊断与加固技术试验室天津300456

非饱和土体孔隙中的水、气均遵守质量守恒定律和达西定律,根据多孔介质的多相流理论建立水-气二相流模型,模拟边坡土体在水位波动影响下水相和气相流体相互趋替的渗流行为.模型的求解采用效率较高的积分有限差分法进行空间离散,并编制... 详细信息

非饱和土体孔隙中的水、气均遵守质量守恒定律和达西定律,根据多孔介质的多相流理论建立水-气二相流模型,模拟边坡土体在水位波动影响下水相和气相流体相互趋替的渗流行为.模型的求解采用效率较高的积分有限差分法进行空间离散,并编制了全隐式联立求解的计算程序,通过变换主要变量,实现了饱和(单相)与非饱和(二相)的相互转变,采用随时间变化的Dirichlet边界条件精确模拟水位波动时的变水头边界条件.同时分析了某土质边坡在水位波动影响下的孔压(孔隙水压力、孔隙气压力和毛细压力)及含水量变化情况.结果表明,由于气相的影响,孔隙水压力和毛细压力在非稳定渗流过程中存在显著差异,水位上升或下降时浸润线附近存在着含有封闭气体的准饱和区,该模型为定量研究准饱和区的渗流行为提供了有效途径.

关键词：非稳定渗流水-气二相流积分有限差分法水位波动准饱和土

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水位波动下非饱和心墙土坝体的渗流和稳定性

岩土力学 2015年第S1期36卷 609-613页

作者：陈曦张训维陈佳林金锋于玉贞北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

基于Richards方程,对坝体的饱和-非饱和渗流场进行了模拟,再根据饱和-非饱和渗流场和非饱和土抗剪强度公式,对坝体的稳定性进行了分析。结果表明,水位骤降过程中坝体的安全系数通常呈现先缓慢增加后迅速减小的变化过程,分析坝体失稳时... 详细信息

基于Richards方程,对坝体的饱和-非饱和渗流场进行了模拟,再根据饱和-非饱和渗流场和非饱和土抗剪强度公式,对坝体的稳定性进行了分析。结果表明,水位骤降过程中坝体的安全系数通常呈现先缓慢增加后迅速减小的变化过程,分析坝体失稳时塑性区和位移场发现,水位下降的初期,坝体左侧坡体的安全系数要低于坝体右侧坡体,但水位下降到一定程度,右侧坡体的安全系数迅速减小,并先于左侧坡体失稳;采用有限元强度折减法用于多坡面边坡稳定分析时,只能获得最小安全系数的包络线;心墙具有隔水防渗的作用,对水位变化渗流具有阻尼作用。

关键词：非饱和土渗流稳定性分析心墙土坝水位波动有限元分析

水位波动对南美蟛蜞菊和蟛蜞菊种内及种间关系的影响

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应用生态学报 2017年第3期28卷 797-804页

作者：卜祥祺刘琳穆亚楠官玉婷李红丽于飞海北京林业大学自然保护区学院北京100083

以外来入侵植物南美蟛蜞菊和本地近缘种蟛蜞菊为对象,通过温室模拟3种水位波动模式(水位无波动,水位波动模式分别为15 cm-0 cm-15 cm和0 cm-15 cm-0 cm)交叉5种定植模式(试验容器内分别为入侵种单株、本土种单株、入侵种6株、本土种6株... 详细信息

以外来入侵植物南美蟛蜞菊和本地近缘种蟛蜞菊为对象,通过温室模拟3种水位波动模式(水位无波动,水位波动模式分别为15 cm-0 cm-15 cm和0 cm-15 cm-0 cm)交叉5种定植模式(试验容器内分别为入侵种单株、本土种单株、入侵种6株、本土种6株以及2物种各3株混种)的试验,研究水位波动对入侵植物和本地近缘种生长繁殖性状及种内种间相互作用的影响.结果表明:水位波动显著降低了南美蟛蜞菊和蟛蜞菊的总生物量、茎生物量、叶生物量、根生物量、茎长、节点数、叶片数及叶面积,对南美蟛蜞菊和蟛蜞菊种内及种间竞争系数的影响均显著.水位波动改变了南美蟛蜞菊的种内和种间竞争关系,说明入侵植物南美蟛蜞菊对水位波动更为敏感,对环境改变表现出更强的适应性.

关键词：水位波动入侵植物本土植物种内竞争种间竞争

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水位波动条件下盾构极限支护压力半解析研究

上海交通大学学报 2018年第8期52卷 982-990页

作者：应宏伟沈华伟张金红朱成伟浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心软弱土与环境土工教育部重点实验室杭州310058 浙江省建筑设计研究院杭州310008

为研究潮汐作用对盾构隧道开挖的影响,采用有限元软件COMSOL建立三维数值模型,得到水位波动条件下盾构隧道开挖面前的渗流场变化规律,发现粉土地基中的渗流存在幅值衰减与相位滞后现象.将计算所得渗透力应用到"楔形体—棱柱体"极限平衡... 详细信息

为研究潮汐作用对盾构隧道开挖的影响,采用有限元软件COMSOL建立三维数值模型,得到水位波动条件下盾构隧道开挖面前的渗流场变化规律,发现粉土地基中的渗流存在幅值衰减与相位滞后现象.将计算所得渗透力应用到"楔形体—棱柱体"极限平衡模型中,计算并分析开挖面极限支护压力在水位波动条件下的变化特征,发现极限支护压力的波动与隧道埋深比、土层性质、边界水位波动等因素相关.随着隧道埋深比的增大和波动周期的减小,极限支护力的幅值衰减与相位滞后更为显著.潮汐作用下的极限支护压力最大值比最高潮位稳态渗流情况要小,支护力的最大值与最高潮位出现的时间不一致.

关键词：水位波动盾构开挖面极限支护压力有限元法半解析解

基于水位波动法的黄土区长武塬地下水补给研究

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基于水位波动法的黄土区长武塬地下水补给研究

作者：孙继能西北农林科技大学

学位级别：硕士

地下水是干旱半干旱地区最重要的水源之一,但在气候变化和人类活动的双重影响下,地下水资源日益短缺。研究地下水补给过程和时空变异,对于区域水资源的可持续利用具有重要的现实意义。黄土塬区包气带深厚,地下水补给机制一直存在很大的... 详细信息

地下水是干旱半干旱地区最重要的水源之一,但在气候变化和人类活动的双重影响下,地下水资源日益短缺。研究地下水补给过程和时空变异,对于区域水资源的可持续利用具有重要的现实意义。黄土塬区包气带深厚,地下水补给机制一直存在很大的争议,区域水资源可持续性尚不明确。因此,亟需开展黄土塬区当前地下水补给的评估和未来情景的预估。以黄土区长武塬为研究区域,以1976-2017年长武塬5口监测井地下水埋深数据为例,在分析各井地下水埋深波动特征的基础上,利用水位波动法估算补给量,结合气候因子和非气候因子对地下水补给量的时空变异进行机理解释,量化各影响因子对补给量变化的贡献率;最后,对5个区域气候模式(RCM)的降雨、最高温度和最低温度数据进行偏差校正,预估2种排放情景下补给量的未来变化。主要结论如下:(1)探明了1976-2017年长武塬地下水埋深变化特征并识别了影响因子。塬区地下水埋深介于25～95 m,各井水位因水文地质条件和人为干扰程度等差异表现出不同的波动特征。地下水埋深总体呈波动下降趋势,降幅介于0.08～0.21m/a。气象因子、植被和人为因素(人口、GDP和苹果园面积)在年内或年际尺度对水位都有一定影响,但主导性不同。年际尺度上,人为因素主导水位变化;年内尺度上,植被是影响水位的主要因素。(2)估算了长武塬地下水补给量,并对其变化进行了归因分析。利用水位波动法估算地下水补给量,年平均补给量(不包括侧向流)为13±4 mm/a,相当于年平均降水量的2%。空间上,补给量从塬中心向边缘逐渐减少;时间上,补给量以3±1 mm/a速度逐渐下降。互相关和小波相干分析表明,补给与降水之间存在1～8个月的时滞。气候、植被、侧向流和人为因素(人口和土地利用变化)对补给量变化的相对贡献分别为22%、11%、17%和50%,表明人类活动是控制塬区年补给量的主导因素。(3)对未来气候变化和地下水补给量进行了多情景预估。5个RCM的降雨、最高温度和最低温度进行偏差校正后,很好地再现和预测了历史时期及未来气候的变化趋势。2021-2050年研究区气候总体趋于暖干,降水减少、温度升高,且RCP8.5排放情景下的暖干趋势较RCP4.5更显著。与历史时期相比,长武塬地下水补给量在未来总体呈降低趋势。RCP8.5情景下的补给量降幅大于RCP4.5;与单一气候变化相比,未来气候、植被和人类活动共同影响下补给量降幅更大。本研究主要利用水位波动法实现了长武塬地下水补给量的估算,并利用多方法在不同时间尺度上探究了地下水补给量的影响因素,最后基于不同排放情景下多种RCM的未来气候数据,预估了研究区地下水补给量。这有助于提高对黄土塬区域地下水系统的认识,以期为黄土高原地下水资源管理以及类似区域的相关研究提供科学依据和参考。

关键词：水位波动地下水补给时空变异归因分析未来气候情景黄土塬区

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库水位与降雨耦合作用对土石坝稳定性影响

河南水利与南水北调 2024年第4期53卷 84-85页

作者：葛源博南水北调东线山东干线有限责任公司山东济南250013

水库大坝的稳定性是水库安全运营的重要影响因素。为研究库水位与降雨耦合作用对土石坝稳定性的影响,文章基于数值模拟软件分析了水位上升和下降并联合降雨工况下土石坝稳定性变化规律。计算结果表明:水位升降对孔隙水压力及边坡稳定有... 详细信息

水库大坝的稳定性是水库安全运营的重要影响因素。为研究库水位与降雨耦合作用对土石坝稳定性的影响,文章基于数值模拟软件分析了水位上升和下降并联合降雨工况下土石坝稳定性变化规律。计算结果表明:水位升降对孔隙水压力及边坡稳定有重要影响,因此在发生水位变化及降雨时,应加强土石坝稳定性监测。

关键词：土石坝水位波动稳定系数数值模拟

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输水流量对渡槽水位波动的影响规律

水电能源科学 2022年第10期40卷 148-151页

作者：蒋莉孟向阳陈晓楠许新勇华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 大连理工大学水利工程学院辽宁大连116024 南水北调中线干线工程建设管理局北京100038 水资源高效利用与保障工程河南省协同创新中心河南郑州450046 河南省水工结构安全工程技术研究中心河南郑州450046

针对南水北调中线工程在大流量输水期间,闸门敞泄运行,部分渡槽与渠道衔接出口处出现超常水位波动的问题,根据现场实测结果,基于RNGκ-ε紊流模型,采用FLOW-3D软件对渡槽内水流水力特性进行数值模拟,分析输水流量对渡槽内水流水力特性... 详细信息

针对南水北调中线工程在大流量输水期间,闸门敞泄运行,部分渡槽与渠道衔接出口处出现超常水位波动的问题,根据现场实测结果,基于RNGκ-ε紊流模型,采用FLOW-3D软件对渡槽内水流水力特性进行数值模拟,分析输水流量对渡槽内水流水力特性的影响。结果表明,下游尾墩处的卡门涡街局部阻水形成的水位波动向上游传递,流量越大,槽内水流越紊乱,水位波动振幅越大;随着输水流量的减小,流速减小,能量向上游传递过程中逐渐递减,当输水流量低于200 m^(3)/s后,水位波动将不再影响渡槽内水流的流速、水位等水力特性。

关键词：流量水位波动数值模拟水力特性渡槽结构

考虑水位波动的超期服役基坑支护性能评估研究

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考虑水位波动的超期服役基坑支护性能评估研究

作者：陈伟彬中南大学

学位级别：硕士

基坑开挖部分完成后,受项目转让、资金链断裂等各种因素影响开始停工,长期放置后又重新复工的情形时有出现,而基坑支护一般按临时结构设计,由此产生了许多超期服役基坑。超期服役基坑工程持续时间长,受土体流变、水位波动的影响,基坑变... 详细信息

基坑开挖部分完成后,受项目转让、资金链断裂等各种因素影响开始停工,长期放置后又重新复工的情形时有出现,而基坑支护一般按临时结构设计,由此产生了许多超期服役基坑。超期服役基坑工程持续时间长,受土体流变、水位波动的影响,基坑变形和受力会发生改变,故时间效应、地下水在超期服役基坑支护的设计和性能评估中具有重要的研究价值。本文同时考虑土体流变和锚索预应力损失,结合锚杆与桩身的变形协调关系,推导出不同影响因素条件下基坑桩锚支护结构的位移和锚杆拉力解析解,并进一步探究超期服役基坑支护结构的性能评估方法,本文具体工作和成果如下:(1)在参考相关文献模型特点的基础上,考虑土体的流变特性、锚索预应力时变损失,推导了考虑时效的桩锚支护水平位移和锚杆拉力的解析解,结合实例验证了该解的可靠性,并进一步分析了支护结构刚度对支护结构变形的影响规律;(2)引入地下水预测模型,考虑水压力对支护结构的作用,得到了考虑时效、地下水的桩锚式基坑支护水平位移和锚杆拉力的解析表达式,并将其应用于湖南文化广场项目,验证了本文解的可靠性;(3)考虑渗流对桩侧水土压力的影响,推导了考虑渗流效应、水位波动的桩锚式基坑支护水平位移和锚杆拉力的解析表达式,并分析了水位幅值变化、开挖深度和支护桩嵌入深度对基坑支护结构的影响,求解了水位波动下的超静孔压二维解析解,并进一步分析了超静孔压与基坑内外宽度的相互关系;(4)综合考虑不同影响因素:时效、地下水、渗流效应、水位波动,提出了超期服役基坑支护结构的性能评估方法,并给出了残余安全储备性能系数计算公式。图61幅,表10个,参考文献86篇

关键词：超期服役基坑时间效应渗流效应水位波动性能评估