西霞院水库绕坝渗流分析

绕坝渗流除了影响山体本身的安全外,同时会抬高岸坡部分坝体的浸润面,在坝体和岸坡的接触面上可能产生接触冲刷等不利影响。实际工程大多采用混凝土防渗墙防渗形式,以期增大绕坝渗流渗径来削减绕坝渗流量并减小砂层渗透坡降。本研究以现有76眼民井为基础,分析西霞院水库蓄水前、后近坝区地下水动态变化及续建防渗墙对近坝区地下水影响。结果表明,近坝区地下水位变化与水库水位变化关系密切,水库蓄水对近坝区产生了明显的影响,使地下水位抬升明显、地下水渗流场发生改变。防渗墙续建前后,左岸下游地下水位与库水位响应关系已不明显,渗流方向有所改变,渗流强度明显减小,左岸防渗墙防渗作用明显;右岸渗流方向基本没变,渗流强度有所减小,下游地下水位与库水位仍存在一定的相关关系,右岸防渗墙上下游测井水位差没有左岸明显,说明右岸防渗墙也已经发挥防渗作用,但不如左岸明显。     

大藤峡水库岩溶塌陷预防的安全调度研究

水库运行容易在库区诱发滑坡、岩溶塌陷等地质灾害。通过水库运行的安全调度,可有效减少库区地质灾害的发生。本文以在建的大藤峡水库武宣防护区为例,分析计算了岩溶塌陷预防的安全调度水位、排蓄水速度;并根据现场调查,查明了研究区岩溶塌陷发育的地质背景和发育现状,建立了岩溶塌陷发育机理模式。为了分析水库运行改变地下水动力条件对岩溶塌陷发育的影响,运用Modflow软件,建立研究区数值模拟模型,通过数值模拟运算,预测了大藤峡水库不同蓄水水位引起的地下水位变化,以及不同排蓄水速度引起的地下水流速变化;探讨了包气带、潜水层和承压水层区域岩溶塌陷发育的可能性。结果表明:研究区岩溶塌陷预防的水库安全水位高程为51～62 m,蓄水水位安全上升速度为0～1.0 m·d-1和排水水位安全下降速度为0~3.0 m·d-1。      

基于土水特征曲线的渗流控制措施研究

利用WF非饱和应力路径三轴仪进行了壤土、砂壤土的土水特征曲线试验,结果表明: 2种土体的土水特征曲线差别较大,基质吸力随含水量的变化呈现不一致性。根据室内非饱和土的土水特征曲线试验结果,针对广阳水库蓄水后地下水抬升引起的地基土体由自然状态到非饱和状态到饱和状态这一变化过程,采用非饱和非稳定渗流有限单元法系统地分析了这一变化过程对库区周边环境工程地质条件的影响,并基于此分析论证了截渗沟这一渗控措施的对库区渗控效果的有效性。分析表明,设置截渗沟不但降低了地下水水位,而且也降低了地下水位以上土体内的含水量,这对减小浸没和次生盐碱化有实际的工程意义。     

地下水示踪技术在水库渗漏勘察中的应用

岩溶库区渗漏及坝基渗漏勘察往往需要投入大量人力财力和技术。给出了岩溶库区与坝基地下水渗漏勘察的3个实例,对典型岩溶库区渗漏进行的示踪试验表明,渗漏主要受库岸岩溶发育程度控制,水库蓄水水位剧烈变动成为诱发渗漏的主导因素,随着库区水位平稳及河流泥沙对库岸溶洞的淤填,渗漏会随之减弱。典型水库砂砾石坝基渗漏示踪试验显示,渗漏具有主渗通道。示踪成果为水库防渗加固治理提供重要依据。大型示踪试验是一项复杂的勘察工程,把握示踪试验过程与质量监控是取得成功的关键。      

基于GMS的云南某大型水库地下水流场变化预测研究

水库的建设会引起库区区域地下水水位和流场的变化,进而引发土壤沼泽化等环境次生灾害,应当给予高度重视。研究基于GMS-MODFLOW软件模块模拟某水库蓄水区的地下水水位和流场变化情况,通过对模型的识别与校正,水库蓄水区流场变化明显。模型模拟和评价的结论可作为判断地下水环境影响的依据,为水库管理提供科学依据和技术参数,指导水库的科学开发。     

哈尔滨大顶子山航电枢纽工程蓄水后引起的浸没地质灾害研究

哈尔滨市松北区大顶子山航电枢纽工程蓄水后，哈尔滨段的江水位将常年保持在116m，比枯水期水位高出6m多。届时势必要引起松北区地下水水位的壅高，导致发生区内浸没问题。利用GMS（地下水流模拟系统）软件中SOLID模块，采用钻孔间插值法建立松北区含水系统三维立体模型，进行地下水壅高计算，给出地下水位临界深度，确定研究区内浸没范围；进行浸没评价，提出浸没危害治理工程措施。     

宕昌县城区饮用水源地水库库区工程地质条件与地质评价

为研究宕昌县城区饮用水源地库区工程地质条件及存在的工程地质问题,文章主要从地形地貌、地层岩性、物理地质现象、区域地质构造与不良地质现象、水文地质等方面进行全面论述,并根据工程地质条件对库区渗漏、水库浸没与库岸稳定、水库诱发地震等地质问题进行评价。研究认为,水库不存在向邻谷的渗漏问题;库区岩性完整,无区域性的活动断层通过,水库蓄水后,发生诱发地震的可能性小。研究可为下一步水库坝址、坝型及枢纽建筑物的选型、布置等提供技术指导及数据支撑。     

官厅水库浸没问题对延庆规划新城的影响分析研究

通过对官厅水库浸没资料的分析研究,结合水库浸没危害的各项影响因素,分别采用数值模拟法和地下水动力学法,建立库区水文地质模型,模拟计算未来库水位抬高后两岸地下水位的变化,预测浸没范围和危害程度。经分析,目前官厅水库对延庆规划新城无浸没危害;当库水位达到或超过471.4m时,规划新城西侧将会受到浸没问题的影响,危害程度轻微;当库水位达475.2m时,工程建设规划区将会产生浸没问题,危害程度轻微。当库水位达设计高水位479m时,规划新城区3/4以上区域、规划建设区一半以上区域属于浸没区,危害程度轻微—严重不等。     

基于水位的赵家岸滑坡风险分析与控制

以水库蓄水后在黄土梁的另一侧诱发的赵家岸滑坡为例,提出了基于水库蓄水水位控制的滑坡风险分析和控制的方法。在建立地下水数值模型和预测地下水流场的基础上,进行滑坡稳定性分析和可靠度分析,确定不同库水位下的滑坡失稳概率,基于滑坡风险管理的理论,评价不同库水位下的人员生命风险和财产风险,统筹考虑容许风险和供水需求,确定了安全合理的水库蓄水水位,并提出搬迁避让、疏水排水和水位控制等综合风险控制措施。     

昌吉市地下水水位动态变化特征研究

昌吉市属新疆地下水超采严重的区域,随着昌吉市地表水供水工程的完善和用水总量控制方案的落实,昌吉市抽水机井按照计划逐年关停,地下水水位加速下降的趋势逐渐得到一定程度遏制。通过对昌吉市14眼国控监测井、3眼州控监测井和6眼市控监测井2010-2020年地下水位资料进行整理计算,分析昌吉市地下水位动态变化趋势,并探讨了地下水位下降原因和对环境的影响,结果显示:昌吉市近十年地下水水位总体趋势呈现下降趋势。但在2019年,州控井年平均地下水水位开始出现反弹呈上升趋势,主要得益昌吉市地下水水资源管理措施的加强、昌吉州用水总量控制方案的落实和地下水开采量严格控制。2020年地下水水位比2019年出现下降,主要原因是地下水降水入渗补给量的减少和地下水开采量的增加。应针对地下水水位动态变化特征提出合理建议,保证区域地下水位逐步回升,防止昌吉市生态环境受地下水位埋深影响而恶化。     

岸坡地下水控制技术的试验研究

地下水赋存状态与渗流条件的改变及其造成的土体中孔隙水压力的变化是造成岸坡失稳的重要因素。通过模型试验和数值计算（EMU法）检验了降水速率对岸坡稳定性的影响,初步验证了虹吸排水法能够减小岸坡内地下水与库水位之间的水位差,并改善渗流路径,为其在工程中的应用提供了依据。     

高密度电法在水库坝基无损检测中的应用

某坝基为砂卵石基础,其下为强风化基岩,坝基渗漏和左右岸绕坝渗漏是该水库坝基存在的主要地质问题。为此,采取了塑性混凝土防渗墙与双排帷幕灌浆相结合的综合防渗措施。为了检测水库坝基及塑性混凝土防渗墙施工质量,防止水库正常蓄水后发生渗漏,选用了高密度电法进行无损检测。工程采用温纳施伦贝尔法观测,分别采用5m和10m电极间距,电极数60个,剖面数16。依据5m和10m道距实测视电阻率剖面与反演结果的解释,对水库坝基和防渗墙的工程质量进行了评价,认为-25m桩号塑性混凝土防渗墙可能存在渗漏问题,-80m桩号对应一低阻异常,坝体可能存在渗漏通道;其余部位未发现明显异常。     

磨盘山水库坝基渗透稳定研究

磨盘山水库兴建遇到的主要地质问题是坝基渗漏及渗透稳定问题,将影响水库工程效益的发挥和大坝的安全运行,需采取适当的渗控工程措施。通过对坝基土颗粒组成及结构的分析,判别可能发生渗透破坏的类型,确定抗渗比降和允许比降。应用Visual MODFLOW进行水库坝区渗流场的三维渗流数值模拟分析,通过对18种渗控计算方案渗流场、渗流要素及防渗效果的统计分析,依据坝基土的允许比降,在安全、经济、合理原则的基础上,确定哈尔滨市磨盘山水库坝基渗控设计首选方案为：左岸防渗长度200 m、帷幕灌浆标准5 Lu。     

长江三峡工程奉节库岸斜坡地下水渗流场模拟分析

长江三峡工程正常蓄水位为175m，在蓄水过程中随着库水位的抬升，必然会引起库岸斜坡地下水渗流场的变化。本文运用3D-Modflow软件模拟了三峡工程蓄水过程中奉节库段边坡岩土体内部地下水位的动态变化，为三峡工程奉节库区段移民迁建将可能出现的地质灾害进行预测与防治提供科学依据。     

廖坊水利枢纽工程浸没范围研究

廖坊水利水利枢纽是抚河流域规划中的开发项目。为了确保农田继续耕种，本文对廖坊水利枢纽工程的浸没范围进行了研究,提出了堤基和堤身内设置防渗墙，在城区和农田内设置排水沟，城市供水和农田灌溉采用地下水源，并对防渗墙的厚度和渗透性进行了预测。     

土工膜-防渗墙-弱透水层联合防渗的有效性分析

深厚覆盖层坝基往往都是强弱互层结构,坝基中存在弱透水层。弱透水层既是隔水层又是软弱夹层,是否利用其作为控渗依托层关系到工程难度、进度及成本。绝大多数工程都将全封闭式防渗体作为控渗首选方案,保守的设计理念导致采用半封闭式防渗体控渗的工程少之又少。西藏多布水电站采用土工膜-防渗墙-弱透水层三位一体半封闭式联合防渗体,在国内外少见,具有一定代表性,其防渗效果具有重要的参考价值和借鉴意义。本文基于详细的地质构造资料,以非饱和土体渗流、比奥固结理论和土体的非线性流变理论为基础,考虑土体水力学及土力学参数随双场耦合的动态变化关系,借助ADINA建立流固耦合模型,全方位分析多布水电站的渗流场、应力场,以及弱透水层的承载力和液化性。研究表明:土工膜-防渗墙-弱透水层三位一体半封闭式防渗体能有效降低渗透速度、渗流量和抑制渗透坡降,各渗流参量满足控渗要求;大坝及防渗墙的水平位移、沉降和应力相对悬挂式防渗体有一定增大,需提高防渗墙的强度。弱透水层是防渗体系中最重要的部分,经分析弱透水层承载力满足要求,且不会发生液化。对比分析三种防渗体系,多布水电站现采取的土工膜-防渗墙-弱透水层三位一体半封闭式联合防渗体是最佳方案,可减小防渗墙深度近193m。该研究成果对类似工程具有重要的参考价值和借鉴意义。     

尾矿库排渗工程技术方法

为消除或减少尾矿库的安全风险,重要措施就是降低尾矿库坝体内的浸润线,而排渗工程技术方法是其主要手段。本文结合部分岩土工程技术在尾矿库排渗工程中的运用,并通过多项工程实践,系统讨论与总结尾矿库排渗工程技术方法中的盲沟排渗法、水平孔排渗法、辐射井排渗法、井点管抽水法、其它联合排渗措施的原理特点、施工方法与质量控制要点。     

煤层顶板承压含水层涌水模式与疏放水钻孔优化设计

针对煤层顶板承压含水层涌水模式不清的问题,从煤层回采过程中顶板含水层涌水的时空变化特征入手,提出顶板含水层涌水量由静态储存量和动态补给量构成,认为静态储存量主要受来压步距、顶板垮落和导水裂隙(合称冒裂)影响区含水层厚度、含水层给水度控制,动态补给量主要受冒裂影响区外围含水层厚度、渗透性流场中水力梯度和过水断面面积控制;根据导水裂隙波及含水层情况,将顶板含水层涌水模式划分为井底进水的触及井涌水、井壁及井底进水的非完整井涌水和井壁进水的完整井涌水3种模式,并基于地下水渗流理论给出不同涌水模式下动态补给水量计算公式;针对以往疏放水钻孔数量多及疏放水量大的问题,以实现工作面顶板含水层静态储存量疏放后动态补给量可控为目的,提出冒裂区高度控制钻孔深度、单孔水位影响半径控制钻孔布置间距、钻孔疏放水量稳定时间控制超前疏放时间的疏放水钻孔优化设计理念,对疏放水及疏放钻孔布置进行优化,形成系统的顶板含水层水疏放体系。研究结果丰富了煤层顶板含水层涌水量计算和控制方法,对顶板水害防控具有实际的指导意义。      

Impact of impoundment on groundwater seepage in the Three Gorges Dam in China based on CFCs and stable isotopes

It is a common concern that the groundwater flow field caused by the Three Gorges Dam changes the regional seismic activity and environment. The changes in the seepage region could be effectively reflected through the analysis of the groundwater age using chlorofluorocarbons (CFC)-based techniques. In this study, the influences of the reservoir water on groundwater and the seepage region boundary of the reservoir were investigated using CFCs, stable isotopes, and water level in groundwater, reservoir water, and spring water during the water storage process of the Three Gorges Reservoir. The results show that the water supplied by the groundwater is older, whereas the water supplied by the reservoir and the springs is younger. With an increase in the water level of the reservoir, the water in well W3, which is located at the vice dam of the head region, becomes older due to the reservoir loading effect, whereas the water in well W4 become younger due to the lateral seepage of reservoir water. This finding indicates that the groundwater seepage regions in wells W3 and W4, which are located at upstream of the reservoir, are all influenced by the Three Gorges Reservoir. In contrast, the sampling points in the northern section of the Xiannvshan fault zone, which is farther from the dam, did not exhibit any direct hydraulic connection between the groundwater and the reservoir water; thus, the reservoir seepage effects may not affect the northern part of the Xiannvshan fault zone. These research results provide important reference data that can be used to analyze the effects of the Three Gorges reservoir storage on the regional environment.     

大型地下水封石油洞库渗流场时空演化特征研究

地下水封石油洞库是利用饱水岩体密封性进行石油储存的方式。在地下水封石油洞库的建设中,由于工程体的出现,改变了区域地下水的补给、径流和排泄条件,干扰了原来平衡的地下水渗流场,为保证地下石油洞库的水封效果,需进行裂隙岩体渗透特性及地下水渗流场时空演化研究。以国内首个在建的大型地下水封石油储库为工程背景,结合现场试验数据分析,运用等效连续介质的方法,采用裂隙岩体各向异性渗透张量,建立三维地下水数值模拟模型,预测不同施工进程时地下水位的变化。分析预测结果表明：在地下洞室开挖过程中,无水幕条件下地下水位逐渐降低,主洞室部分区域出现零水头压力区,无法保证水封性;模拟运营期水幕巷道施加定水压力,地下水位上升至设计高度35 m且趋于稳定,可以满足水封效果要求。研究结果对地下石油洞库的水封性评价具有一定的工程意义和理论价值。