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承压含水层水压传递速率变化规律

煤田地质与勘探 2024年第3期52卷 79-88页

作者：王文学王柏森高艳卫吴冰聂天宇华北水利水电大学河南省岩土力学与结构工程重点实验室河南郑州450045 新疆煤系资源勘探与开采重点实验室新疆乌鲁木齐830023 华北水利水电大学河南省崩滑流监测与早期预警国际联合实验室河南郑州450045 航天规划设计集团有限公司北京102627

含水层内水压以能量的形式传递,其传递速率远大于水质点的迁移速率,水压传递速率对高压水体下工程安全施工及灾害预测预报具有重要意义。以无黏性土承压含水层为研究对象,通过理论分析、数值模拟、现场试验及室内物理模型试验等方法对... 详细信息

含水层内水压以能量的形式传递,其传递速率远大于水质点的迁移速率,水压传递速率对高压水体下工程安全施工及灾害预测预报具有重要意义。以无黏性土承压含水层为研究对象,通过理论分析、数值模拟、现场试验及室内物理模型试验等方法对水压传递速率变化规律进行探讨。结果表明:含水层中水压变化传递具有明显的滞后性,传递速率并不是无限大或接近声速,且存在随传递距离增加逐渐衰减的现象,水压径向传递的滞后时间t与水压传递距离r呈二次幂函数关系;稳定边界压力水头越大,在承压含水层中同等水压变量的传递速率越快,渗透系数越大水压传递速率越快;当渗透系数一定时,水压传递滞后时间与传播距离的拟合系数C随边界稳定压力水头的增加呈一阶指数函数减小;现场试验表明,边界稳定压力水头差异性不大时,在传输距离较远的条件下,其水压传递平均速率基本相当;室内试验表明,瞬态脉冲水压力随传递距离增加,波形发生明显变异,峰值压力逐渐减小、脉冲压力波波长变大、峰值压力传递速率减小,随传输距离的增加其传递速率呈指数函数衰减,说明瞬态脉冲水压力能量随传输距离增加快速衰减;瞬态脉冲压力值越大其初始阶段的传递速率越快,但随传输距离的增加其传递速率衰减幅度更大。研究成果对水压传递速率变化规律的影响机制及其应用于地下工程突水灾害预测及防治具有重要的理论及实践指导意义。

关键词：无黏性土承压含水层水压力传递速率滞后效应压力传导系数衰减规律

复杂管道瞬变流的二阶GTS-MOC耦合求解方法

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力学学报 2024年第5期56卷 1488-1496页

作者：陶智国周领邱海云李赟杰易昌宇河海大学水利水电学院南京210098 河海大学长江保护与绿色发展研究院南京210098 中水珠江规划勘测设计有限公司广州510635

经典的特征线法(method of characteristics,MOC)因其简单方便,边界条件易于耦合求解,常应用于有压管道瞬变流方程的数值求解.对于复杂管道系统,受库朗数限制,该方法往往需要进行波速调整或插值求解,可能出现严重的累积误差和数值耗散.... 详细信息

经典的特征线法(method of characteristics,MOC)因其简单方便,边界条件易于耦合求解,常应用于有压管道瞬变流方程的数值求解.对于复杂管道系统,受库朗数限制,该方法往往需要进行波速调整或插值求解,可能出现严重的累积误差和数值耗散.有限体积法Godunov格式(Godunov type scheme,GTS)对管道内部库朗数具有良好的鲁棒性,但边界条件采用精确黎曼不变量方法,处理复杂.同时,以往水锤计算通常仅考虑稳态摩阻,低估了瞬变压力的衰减.文章提出并推导了考虑动态摩阻的GTS-MOC耦合模型,使用二阶GTS计算管道内部控制体,在复杂边界处采用耦合GTS-MOC方法处理.首先,针对串联管和分叉管边界条件,对精确黎曼不变量方法和MOC方法进行了理论分析.推导结果表明,在马赫数(Ma)较小的管道瞬变流求解中,两种边界处理方法结果一致,与实验结果对比分析,验证了耦合格式求解的准确性.最后,将耦合格式分别与GTS和MOC进行比较.结果证明,耦合格式可以达到和GTS相同的精度,同时,串联管道系统中MOC线性插值法和波速调整法均存在数值耗散且随时间增加更明显,耦合格式结果具有准确性和稳定性,与精确解更吻合.

关键词： Godunov 特征线法管道瞬变流动态摩阻

汉江新集水电站土石坝水下抛填离心模型试验研究

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人民长江 2024年第1期55卷 151-156页

作者：李锐张方涛李波张彬余伟黄继平湖北省水利水电规划勘测设计院有限公司湖北武汉430064 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010

由于压实度的不可控性,水下抛填一直较少作为土石坝等永久建筑物的施工方案,而采取水下抛填可大大提高工程经济性,研究土石坝水下抛填施工技术具有重要意义。以汉江新集水电站主河床土石坝水下抛填施工为例,引入离心模型试验对其进行了... 详细信息

由于压实度的不可控性,水下抛填一直较少作为土石坝等永久建筑物的施工方案,而采取水下抛填可大大提高工程经济性,研究土石坝水下抛填施工技术具有重要意义。以汉江新集水电站主河床土石坝水下抛填施工为例,引入离心模型试验对其进行了前期论证,并在坝体填筑完成后通过超重型动力触探试验对水下抛填密度进行检测。结果表明:水下抛填密度与抛填料颗粒级配、上覆堆载、水深等因素密切相关,且经强夯处理后抛填体的有效加固深度在6.0 m范围内;离心模型试验和超重型动力触探检测成果相关性较好,可作为研究土石坝水下抛填密度的有效手段。研究成果给后续坝体设计、安全监测方案优化提供了数据支撑,对同类工程设计施工也具有重要参考价值。

关键词：土石坝水下抛填离心模型试验超重型动力触探试验新集水电站

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反推水库入库流量的优化修正方法研究

水电能源科学 2024年第6期42卷 158-161页

作者：康传雄刘轩萁王永文陈晨南昌工程学院水利与生态工程学院江西南昌330099 水电水利规划设计总院北京100120

针对直接反推入库流量过程中的“锯齿形”不合理问题,基于监测水位值不能准确反映水库实际蓄水量这一主要原因,提出一种反推水库入库流量过程的优化修正方法。通过设定允许的水位修正幅度,以入库流量变幅最小为目标,建立优化修正模型,... 详细信息

针对直接反推入库流量过程中的“锯齿形”不合理问题,基于监测水位值不能准确反映水库实际蓄水量这一主要原因,提出一种反推水库入库流量过程的优化修正方法。通过设定允许的水位修正幅度,以入库流量变幅最小为目标,建立优化修正模型,采用混合整数规划方法求解。以三峡水库出库流量数据为例,对直接反推的入库流量分别采用五点三次平滑方法、七点滑动平滑方法和优化修正方法进行平滑处理,通过平滑度和水位偏差两个指标比较这3种方法的优劣。算例分析表明,优化修正方法在保证平滑度的同时,对水位的修正幅度更小,更尊重水位监测事实,有很好的实际应用价值。

关键词：入库流量平滑修正优化修正模型水位偏差

海上风电与海洋油气融合实现绿色电能替代研究

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水力发电 2024年第7期50卷 86-92页

作者：曹宏宇耿大洲查浩胡振亚水电水利规划设计总院有限公司北京100120

我国海域蕴含丰富的油气资源和风能资源,海洋油气与海上风电地理分布相同,部分资源存在重叠。随着海上风电的快速发展,如何实现海上风电为海洋油气平台安全稳定绿色供电,促进海洋油气和海上风电互补供电深度融合,提高海洋能源资源综合... 详细信息

我国海域蕴含丰富的油气资源和风能资源,海洋油气与海上风电地理分布相同,部分资源存在重叠。随着海上风电的快速发展,如何实现海上风电为海洋油气平台安全稳定绿色供电,促进海洋油气和海上风电互补供电深度融合,提高海洋能源资源综合利用效率,是未来研究的重要方向。以我国渤海海域某油田群为研究对象,通过分析当地风资源、风电出力特性和油气平台用电负荷特性,探讨海上风电接入海洋油气平台组网供电模式,开展海上风电容量优化配置研究,实现平台微电网系统功率平衡,并提出组网供电初步方案。

关键词：海上风电海洋油气融合开发绿色供电组网方案

基于数字图像修正HC法的水工隧洞围岩精细化分级研究

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中国农村水利水电 2024年

作者：李颂章李星霖韦凡秋罗亮明夏裕栋湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司中南林业科技大学中南大学

现有水工隧洞围岩分级方法仍以经验性为主，易造成围岩分级结果存在偏差，进而导致隧洞支护设计不合理，甚至开挖过程发生围岩失稳。本文依托犬木塘水库大山岭引水隧洞工程，采用数值图像技术对HC法进行修正，可实现对水工隧洞进行精细... 详细信息

现有水工隧洞围岩分级方法仍以经验性为主，易造成围岩分级结果存在偏差，进而导致隧洞支护设计不合理，甚至开挖过程发生围岩失稳。本文依托犬木塘水库大山岭引水隧洞工程，采用数值图像技术对HC法进行修正，可实现对水工隧洞进行精细化围岩分级，为合理的隧洞支护设计提供依据。为此，首先明确了水工隧洞围岩分级HC法中岩石强度采用点荷载试验，岩体完整程度、结构面状态、结构面产状采用数字图像技术进行确定的评分方法；其次，通过对九龙岭隧洞2#支洞的实际应用表明，所取岩体的岩石单轴抗压强度为24.22MPa、结构面走向与洞轴线夹角为32.5°、结构面倾角为40.1°，结构面充填物主要为岩屑、呈微张状态、起伏较为粗糙，岩体体积节理数3≤Jv≤10；最后，参照《水力发电工程地质勘察规范》，并结合HC法评分准则，评定犬木塘九龙岭2#支洞ZG23+717.5处围岩总评分T为29分，围岩级别为Ⅳ类围岩。该方法具有图像采集便捷、计算过程简洁、分析结果准确等优点，可为水工隧洞开挖支护设计提供重要的决策支持，具有显著的工程实用价值和广泛的应用前景。

关键词：水工隧洞掌子面数字图像 HC法围岩分级

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赣江流域防洪工程措施分析

水利技术监督 2024年第7期 125-128页

作者：吴涛陈鋆汪红洲中铁水利水电规划设计集团有限公司

随着赣江流域防洪保护对象重要性持续提升、防洪保护区当量经济规模不断增长，而防洪工程建设滞后，导致区域防洪标准与经济社会发展水平不相匹配。从城市防洪工程、堤防、防洪水库、分蓄洪区4个方面，分析赣江流域防洪工程体系方面存... 详细信息

随着赣江流域防洪保护对象重要性持续提升、防洪保护区当量经济规模不断增长，而防洪工程建设滞后，导致区域防洪标准与经济社会发展水平不相匹配。从城市防洪工程、堤防、防洪水库、分蓄洪区4个方面，分析赣江流域防洪工程体系方面存在的问题，提出对应工程措施。工程实施后，可以进一步提高流域内设区市、县城防洪能力。分析结果对于赣江流域防洪具有实践意义，可为流域防洪工程体系建设提供参考。

关键词：赣江防洪工程措施

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生产建设项目水土保持后续设计探讨

江西水利科技 2024年第3期50卷 218-221页

作者：詹晓群中铁水利水电规划设计集团江西南昌330029

生产建设项目水土保持后续设计深度不足,导致水土保持措施难以实施和水土保持设施验收困难,成为当前水土保持管理工作亟待解决的问题。本文探讨水土保持后续设计内容和相关技术要求,保障水土保持措施有效实施和竣工验收顺利开展,为进一... 详细信息

生产建设项目水土保持后续设计深度不足,导致水土保持措施难以实施和水土保持设施验收困难,成为当前水土保持管理工作亟待解决的问题。本文探讨水土保持后续设计内容和相关技术要求,保障水土保持措施有效实施和竣工验收顺利开展,为进一步实现水土保持监督管理向“全严准”转变,促进社会经济和生态环境保护协同发展提供依据。

关键词：水土流失水土保持后续设计

可溶岩地区抽水蓄能电站主要工程地质问题探讨

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水力发电 2024年第7期50卷 24-30页

作者：赵国斌王汉斌水电水利规划设计总院有限公司北京100120

为适应新型能源体系构建的需要,抽水蓄能电站规划和建设在全国普遍展开,有相当数量的站点布置在可溶岩地区。与常规水电站不同,抽水蓄能电站对水库渗漏、地下洞室围岩质量等要求更高,因而对工程地质勘察工作也提出了较高的要求。在总结... 详细信息

为适应新型能源体系构建的需要,抽水蓄能电站规划和建设在全国普遍展开,有相当数量的站点布置在可溶岩地区。与常规水电站不同,抽水蓄能电站对水库渗漏、地下洞室围岩质量等要求更高,因而对工程地质勘察工作也提出了较高的要求。在总结抽水蓄能电站建设和工程地质勘察经验的基础上,针对可溶岩地区抽水蓄能电站建设面临的水库岩溶渗漏、岩溶库基稳定、地下水顶托、岩溶洞段地下洞室围岩稳定等主要工程地质问题进行了探讨,可供相关人员参考。

关键词：可溶岩地区抽水蓄能电站岩溶渗漏库基稳定地下水顶托围岩稳定