降雨入渗下残坡积土边坡的稳定性模拟研究

针对杭兰高速公路受降雨影响显著的非饱和残坡积土边坡,考虑降雨入渗的影响,通过对非饱和土水力特征参数的试验研究,用精度较高的Van Genuchten公式拟合土-水特征曲线,得出了非饱和渗透函数的特征参数;在此基础上,将饱和-非饱和非稳定渗流分析与有限元强度折减法相结合,进行了降雨入渗渗流场与应力场的耦合分析,模拟雨水入渗引起的暂态渗流场,并将计算所得到的暂态孔隙水压力用于考虑基质吸力影响的边坡稳定系数的计算;最后根据研究区的降雨气象资料,探讨了降雨强度、降雨持时对残坡积土边坡渗流场分布、发展和稳定性的影响。该研究可为滑坡地质灾害的预防提供依据。     

增大库水位日降幅联合降雨条件下张家祠堂滑坡稳定性分析

库水位下降对滑坡的稳定性变化有重要影响。以张家祠堂滑坡为例,利用Geo-studio软件的Seep/W模块和Slope/W模块分别对滑坡渗流场和稳定性进行数值模拟计算,分析降雨和不同库水位下降速率对该滑坡稳定性的影响规律,并结合滑坡变形的调查情况和数值模拟计算结果对该滑坡进行稳定性预测与评价。结果表明:张家祠堂滑坡为降雨型滑坡,相对于降雨,增大库水位日降幅对滑坡稳定性影响非常有限;预测在非汛期增大库水位日降幅条件下,滑坡整体基本稳定;滑坡在中前部虽有变形,但滑坡整体并未形成连续贯通的软弱面,因此该滑坡目前为基本稳定;滑坡在最危险工况(库水位日降幅1.2m/d+降雨)下的稳定性系数为1.154,滑坡处于基本稳定状态。     

三峡水库消落期涉水滑坡稳定性的变化特征

三峡水库需要在每年5-6月份将库水位下降到145 m为夏季蓄洪做准备。在这个库水位消落期,库岸涉水滑坡的稳定性可能发生不利变化,而且连续暴雨会加重这种不利变化。文章以重庆市区黄泥巴蹬坎滑坡为例,考虑库水位最大下降速率0.6和1.2 m/d 2种工况,同时考虑50年一遇的暴雨情景,采用条分法计算了滑坡地下水位和稳定性系数的变化过程。结果表明:水库消落期滑坡稳定性总体存在持续下降趋势,并在大部分时间低于蓄水前的天然状态,库水位消落速率增加和特大暴雨的发生会使滑坡稳定性下降更快。在库水位降低到145 m的时刻,滑坡稳定性系数降低到极小值,此后又缓慢的回升。滑坡体渗透系数对稳定性极小值的影响比库水位下降速率更显著。     

库水位下降和降雨影响下李家湾滑坡的稳定性计算

采用包辛涅斯克(Boussinesq)非稳定渗流微分方程,以巴东李家湾滑坡为例,求解库水位不同降速、不同降雨强度和降雨历时工况下地下水浸润线的位置,并采用传递系数法对各种工况下滑坡的稳定性进行计算,结果表明:在无降雨条件下,滑坡的稳定性随着库水位下降速度的增大逐渐变差;在有降雨条件下,随着降雨强度的增大、降雨持续时间的增长,滑坡的稳定性逐渐变差,尤其是遇到特大暴雨天气或降雨持续3 d以上,有可能发生整体失稳。     

三舟溪滑坡在非汛期增加库水位下降速率对其稳定性的影响

以三舟溪滑坡为例,在前期有比较完整监测资料的基础上,分析滑坡变形破坏的历史资料,研究滑坡活动与库水位变化、降雨、地下水的响应关系;考虑滑坡的实际水力边界,根据滑坡地下水监测数据及滑坡前缘发生的次级滑动,对滑坡岩土体水力学参数和抗剪强度参数进行反演分析;基于反演分析,评价三舟溪滑坡稳定性现状,并预测在非汛期增加库水位下降速率条件下滑坡的稳定性,分析论证滑坡在非汛期增加库水位下降速率的可行性,为调整消落期库水位下降速率阈值提供科学依据。结果表明:三舟溪滑坡为动水压力与暴雨混合型滑坡,库水位变化控制着滑坡体稳定性走势,降雨则导致滑坡稳定性发生波动性变化;三舟溪滑坡目前处于潜在不稳定状态,非汛期增加库水位下降速率对滑坡稳定性影响不大,预测非汛期增大库水位日降幅条件下,滑坡整体仍为潜在不稳定。     

三峡库区卧沙溪滑坡稳定性的可靠度及敏感性分析

三峡库区是滑坡地质灾害多发的地区,库水位周期性涨落与降雨的耦合作用是导致滑坡失稳破坏的主要原因。为深入研究库水位与降雨作用下滑坡的稳定性,以三峡库区卧沙溪滑坡为例,采用蒙特卡罗随机抽样法,分析了不同工况条件下滑坡的可靠度指标、失效概率,并分析了滑坡的稳定性系数对滑体物理力学参数(c、、γ)的敏感性。结果表明:卧沙溪滑坡具有典型动水压力型滑坡的特征,库水位下降速率越大,滑坡可靠度指标越低,当叠加暴雨工况时,滑坡的失效概率明显增大;滑坡的稳定性系数对滑体的内摩擦角最敏感,黏聚力c次之,重度γ最小,且与滑体的内摩擦角、黏聚力c呈正相关关系,与滑体重度γ呈负相关关系,库水位下降速率越大,滑坡的稳定性系数与滑体重度γ的负相关性越强,不利于滑坡的稳定。     

三峡库区黄土坡滑坡库水位与降雨联合作用渗流应力耦合的数值模拟

以三峡库区黄土坡滑坡为研究对象,通过野外调研与监测,利用FLAC有限差分软件建立了黄土坡滑坡在库水位与降雨联合作用下的渗流应力耦合数值分析模型,对不同工况下黄土坡滑坡的渗流应力耦合作用进行数值模拟分析,并探讨黄土坡滑坡的复活机理。结果表明:滑坡体前缘300m内受库水位的影响较大,坡体内的渗流应力耦合作用明显,在工况一及工况二下,由于库水位的下降使滑坡体内的地下水位线下降,并且伴随着大暴雨,滑坡体内的孔隙水开始向长江排泄,滑坡体出现明显的变形;在工况三及工况四下,由于库水位的上升使滑坡体内的地下水位线上升,并且随着降雨量的减小,滑坡体内出现了反向的渗流作用,加强了滑坡体的稳定性,使滑坡重新回到了相对稳定的状态。     

降雨条件下某堆积体饱和-非饱和渗流及稳定性分析

降雨是诱发滑坡的主要因素之一。本文以西南地区某堆积体为例,基于非饱和土力学理论,考虑降雨入渗的影响,利用有限元方法,对持续强降雨条件下该堆积体的饱和-非饱和渗流场动态变化、变形破坏机理及稳定性进行了数值模拟和计算,结果表明:降雨入渗使坡体非饱和区土体的基质吸力减小,是导致堆积体稳定性降低的主要因素;随着降雨的持续,堆积体塑性区的范围及贯通距离增加,稳定系数逐渐降低,使整体失稳滑移的危险增大。     

三峡库区某煤矿码头岸坡渗流场分析与稳定性评价

由于三峡工程的建设,在库区进行码头建设必须考虑库水位调度对岸坡稳定性的影响。本文以重庆奉节县某煤矿码头的实际工程为例,基于饱和-非饱和渗流理论,采用有限元数值模拟方法,分别模拟计算与分析了静态库水位、库水位上升和库水位下降几种工况下岸坡的渗流场,并在此基础上采用剩余推力法计算得到岸坡不同工况下最危险滑动面的位置和相应的稳定性系数,据此对岸坡稳定性进行了评价,以为库区码头设计及施工提供依据。     

小降雨入渗的非饱和土边坡稳定性计算方法研究

降雨易导致非饱和土边坡稳定性降低甚至失稳破坏,研究降雨作用下非饱和土边坡稳定性具有一定意义。在考虑降雨强度较小且持续时间较长的情况下,将Richards非饱和土渗流方程应用到斜坡降雨入渗分析中,通过坐标变换、吸力水头分布假设,并结合土-水特征曲线,推导出降雨入渗条件下斜坡基质吸力分布解析解;在此基础上,将斜坡降雨解析函数引入到传统Sarma法中,进而对滑坡土条进行受力分析,得出当地下水位高于潜在滑面、地下水位与潜在滑面重合和地下水位在潜在滑面之下时,斜坡稳定性系数的求解公式;最后利用推导出的公式对实际问题进行求解与验证。结果表明:当降雨强度为0时,基质吸力最大,斜坡稳定性最大;随着降雨强度的增大,斜坡稳定性逐渐降低;当降雨强度等于饱和渗透系数时,斜坡稳定性最小,且稳定性比不考虑降雨时减小了12.8%;工程实例应用显示该方法对于计算持续小降雨状况下的斜坡稳定性是可行的。     

Do Hydroelectric Dams Mitigate Global Warming? The Case of Brazil's CuruÁ-una Dam

Hydroelectric dams in tropical forest areas emit greenhouse gases, as illustrated by the Curuá-Una Dam in the Amazonian portion of Brazil. Emissions include carbon dioxide from decay of the above-water portions of trees that are left standing in the reservoir and methane from soft vegetation that decays under anaerobic conditions on the bottom of the reservoir, especially macrophytes (water weeds) and vegetation that grows in the drawdown zone and is flooded when the reservoir water level rises. Some methane is released from the reservoir surface through bubbling and diffusion, but larger amounts are released from water passing through the turbines and spillway. Methane concentration in the water increases with depth, and the turbines and spillway draw water from sufficient depth to have substantial methane content. In 1990 (13 years after filling), the Curuá-Una Dam emitted 3.6 times more greenhouse gases than would have been emitted by generating the same amount of electricity from oil.     

三峡水库开县消落区水域冬季蓄水期间藻类群落结构与水质评价

2008年12月三峡水库第一次试验性蓄水至172.8 m后,开县老县城区域被淹没呈水库特征,对蓄水后开县消落区水域水生生物生态及水体营养状态的研究目前还鲜见报道.为了解172.8 m水位后开县消落区水域水环境的现状及藻类群落结构的变化,于2009年1月和2009年12月冬季蓄水期间2次对包括汉丰湖在内的开县消落区水域4个样点藻类组成、数量和生物量的分布及变化情况进行了跟踪观测,初步分析了浮游植物种群结构的变化趋势,并从生物角度评估了水域的水质营养状况.结果表明,2次采样共鉴定出浮游植物6门37属69种(含变种),优势种群均为甲藻和隐藻,2009年12月藻类细胞密度和生物量低于2009年1月.藻类种群结构和污染指示种评价结果显示,冬季蓄水期间开县消落区各采样断面的营养水平属于中-富营养类型.多样性分析的结果表明开县消落区水域冬季蓄水期间处于中污染状态.     

四川德阳地区龙风水库西岸滑坡稳定性分析及防治

本文在对四川德阳地区龙凤水库西岸滑坡的地质地貌条件及变形迹象进行深入调查的基础上,对该滑坡的主要成因及稳定性进行了分析与评价,并有针对性地提出了工程防治方案。研究表明,疏松透水的土层、较强的降雨以及人类耕作活动是导致滑坡发生的主要因素。在天然状态下该滑坡稳定或基本稳定;在天然+地震状态下,该滑坡欠稳定或不稳定;在连续高强度降雨状态下,该滑坡不稳定。故采取截、排水及抗滑桩等工程措施是防治该滑坡的有效方案。     

环洞庭湖丘岗地区雨水资源和管理策略

环洞庭湖丘岗地区是我国南方丘陵农林复合生态系统的典型板块。雨水资源对生态系统水环境、水平衡具有不可替代性。生态系统水环境要素的定位观测和小流域水平衡监测研究表明:该地区雨水资源呈季节性配置,系统水平衡过程有明显盈(季节性水富余311.3mm)、亏(季节性水亏缺134.7mm)现象。本地区自然降雨大约有76%产生派生资源参与系统水分循环,其余部分主要以径流形式溢泄入下游水域;雨水侵蚀使该地区每年流失或向洞庭湖水域输送水1.31×1010m3、泥沙1.64×106m3、养分(N、P、K)0.89×104t。集雨利用是本地区农业雨水管理的基本形式,据研究估测,可利用的集雨水量为现今农业可用地灌溉水需求量的2.41倍;可集雨水量和农业集雨需求量的比值与系统尺度有关。影响生态系统水平衡和农业集雨利用有两大因子,即人工蓄调雨水的局限性和坡地生态系统构建。因此,雨水资源的生态管理重在坡地系统构建---地表植被植物群落的组配和土壤生产力持续性保护。     

2005年以来青海湖水位持续回升的原因分析

地处干旱-半干旱过渡带的青海湖现代和历史时期生态环境变化一直受到关注,特别是2005年以来水位和湖面的逆转回升促使我们重新审视全球变暖情形下我国北方气候和环境的变化及其趋势。本文利用高分辨率的河水化学、（次）降水量和径流量等数据,探讨了2005年以来青海湖湖水的来源和水位持续回升的原因。结果表明,1959年以来青海湖水位的变化与降水量和径流量紧密相关;近些年的持续回升则主要取决于全球增暖情形下区域夏季降水强度和降水量的同时增加,地表径流和/或地下水补给起着一定作用,而冰川融水的贡献则十分有限。我们认为2005年以来青海湖水位持续回升是全球增暖情形下区域降雨模式的改变、降水量和径流量增加,以及流域植被生态改善的综合效应。     

隔河岩水库二氧化碳通量时空变化及影响因素

随着气候变化研究的深入,大型河流拦截工程对水域碳循环及温室气体交换的影响引起越来越多的关注.为了评估河流拦截工程对水域生态系统碳循环和二氧化碳交换通量时空分布模式的影响,选择清江隔河岩水库作为典型案例,采用在线分析仪与浮箱相结合的方法,在2015年3月至2016年2月期间开展了完整水文年连续观测实验,获取了水库坝前、上游、支流、消落带与库湾等典型区域二氧化碳通量数据.数据分析结果表明隔河岩水库水气界面二氧化碳平均通量为(55.691 8±66.332 9)mg·(m2·h)-1,呈现年内冬季高其他季节低的时间变化规律,空间上则表现为水库消落带坝前较低、典型库湾区域较高的分布格局.作为水库背景的库尾断面渔峡口区域二氧化碳通量季节变化非常稳定,在大部分时间内反而高于坝前和消落带断面的二氧化碳通量.数据分析表明二氧化碳通量时空分布格局受到水温、pH值和水体碳浓度的显著影响,但其相关程度受到季节和蓄水的双重影响.     

暴雨径流潜流过程及其对分层水库水质的影响

为探究汛期暴雨径流潜入演变过程及其对分层水库水质的影响,以西安金盆水库为研究对象,对2015年6月和2017年10月2次暴雨径流过程中各监测点水温、溶解氧、浊度、总氮、总磷和COD_Mn等水质指标进行持续监测.结果表明：径流量在300~400m³/s时,潜流经历全断面径流-底部潜流-中部潜流3个阶段,最终潜入主库区中部水体.暴雨径流的汇入使水库热分层结构稳定性受到一定破坏,中下部水体溶解氧得到补充.暴雨径流携带的大量泥沙及氮、磷营养盐等污染物质会对水库水质造成较大冲击,2015年6月暴雨径流使水库中层水体总氮、总磷、COD_Mn和浊度从1.60,0.021,3.70mg/L和5NTU增大为2.37,0.100,5.80mg/L和93NTU,水质污染特征为短时高污染负荷.