宁夏小型U形渠道抗冻胀试验研究进展

针对季节性冻土地区农业灌溉中输配水渠道的冻胀破坏问题,通过对近年来国内外渠道防渗以及抗冻胀研究的一些最新研究进展进行总结,在借鉴已有各类渠道抗冻胀试验研究成果的基础上,以宁夏引黄灌区小型U形渠道"两拼式"混凝土衬砌结构为例,着重对斗、农级U形渠道的抗冻胀试验作了初步探讨,就试验观测中存在的问题进行了讨论分析.最后提出了具体的试验观测方案,以期为当地"两拼式"U形渠道的理论分析与结构计算提供一定的参考.     

宁夏引黄灌区小型U形渠道混凝土衬砌冻胀监测与分析

季冻区小型U形渠道混凝土衬砌冻胀破坏是灌区水利配套设施的病害之一。选择2个典型灌域的3种不同结构形式和尺寸的小型U形渠道混凝土衬砌进行了两年的实时监测。通过观测外部混凝土衬砌板冻胀变形情况发现:小型U形渠道最易受冻胀破坏的位置是坡脚、接缝和渠底位置;在三拼式渠道上,距渠坡底1/2~1/3的渠坡位置上,普遍发育一条延伸较长的裂缝。在衬砌板下埋设相应仪器设备,监测混凝土衬砌板冻胀量变化规律,数据显示,渠底、坡脚等位置冻胀量较大,与表观现象一致。监测结果可以作为改进小型U形渠道混凝土衬砌抗冻胀结构设计与施工的参考依据。     

陕甘宁盐环定扬黄工程地下水对衬砌渠道的危害与对策

盐环定扬黄工程干渠穿越了粉沙土、砂岩、盐渍地、膨胀土地带．由于地下水位高，造成地下水对渠道混凝土板的渗透破坏、冻胀破坏、硫酸盐侵蚀破坏和膨胀土膨胀破坏．文章分析了地下水对混凝土板衬砌渠道破坏的原因及形式。提出防止地下水对混凝土板衬砌渠道破坏的对策．在衬砌材料方面选用石料和有抗冻、抗渗、抗腐蚀性能的混凝土板；在衬砌结构中，采用抗冻胀和抗膨胀的排水工程措施，增大渠道衬砌混凝土板下最大静摩擦系数，根据渠道断面采用不同的衬砌方法，保障了渠道工程的安全运行．     

毛细透排水带在渠道防冻胀中的应用

为了解决渠道混凝土衬砌板由于冻胀引起的隆起、滑塌等破坏问题,在对宁夏固海扩灌挖方段渠道混凝土衬砌板结构破坏的部位、程度和形式进行调查、分析的基础上,采用在基土中埋设毛细透排水带和排水管排除基土中的地下水,并对渠道混凝土板的冻胀量进行观测、分析。结果表明:在冻胀性土层上渠道的混凝土板发生冻胀破坏的原因是渠道基土中的含水量过大;利用毛细透排水带进行排水,能有效排除渠道基土中的地下水;渠道采用防渗、保温和排水相结合的结构形式,能有效防止混凝土板冻胀破坏的发生。经过2个冻融期的观测,采用组合方式可以将渠道的混凝土冻胀量降低到6 mm以内,有效降低了渠道冻胀的破坏,同时不会因排水对渠道基土造成流失,有利于渠堤边坡的稳定。毛细透排水带能有效排除渠道基土的地下水,防止渠道混凝土冻胀破坏的发生,显著提高渠道的运行年限。     

宁夏引黄灌区抗旱打井对绿洲生态的影响

近年黄河来水减少，宁夏引黄灌区灌溉用水减少了30％，灌区实施抗旱打井工程，造成灌区地下水位下降，个别湖泊出现干涸；在集中连片的井灌区，周边居民的生活自备井、手压井取水困难．章分析了灌区地下水开发利用的潜力和未来引黄水量减少后对地下水位及灌区绿洲生态的影响，提出应保持适宜的引黄水量并合理开发利用地下水资源，以维系灌区绿洲生态平衡。     

陕甘宁盐环定扬黄八干渠渠道衬砌关键技术研究

在陕甘宁盐环定扬黄工程八干渠改造中,通过现场调查,分析研究了渠道衬砌的破坏原因,充分结合工程实际,选择合理的衬砌方案,渠道砌护改造以防渗、防冻为主。在防冻胀方面,采取了现浇混凝土圆弧坡脚、聚苯乙烯板保温措施,减轻了渠道的冻胀破坏;在有侧向渗水段落,渠底采用金属格宾石笼排除渠道基土内水分、消除流沙段边坡滑塌的排水措施。根据渠道浅积水段和深积水段不同状况,充分考虑了冻胀、边坡滑塌、地下水位高等多种不利因素,通过综合分析进行方案比选,提出因地制宜的砌护方案,同时对渠道衬砌中的主要技术指标做出了具体要求。     

U形玻璃钢渠道抗冻胀效果数值模拟

为研究U形玻璃钢渠道在北方季节性冻土区的抗冻胀效果,采用有限元分析软件ANSYS对玻璃钢渠道的温度场和位移场进行模拟分析,研究了衬砌板的冻胀变形.结果表明：与混凝土渠道相比,玻璃钢渠道能使衬砌板的冻胀变位值更加均匀,冻胀不均匀程度也较小,且玻璃钢材料本身具有良好的韧性,适应变形的能力很强,具有良好的抗冻胀效果,值得推广.     

寒冷地区渠道混凝土衬砌防冻害的几个问题

根据我国近年来水工建筑物抗冻技术研究成果和目前北方地区渠道混凝土衬砌体的冻融破坏问题,介绍了混凝土衬砌渠道的抗冻胀设计方法和相应的抗冻技术措施。     

陕甘宁盐环定扬黄工程渠道破坏成因与防治

针对陕甘宁盐环定扬黄工程流沙段混凝土板衬砌渠道破坏严重,影响渠道的正常输水和工程使用寿命等问题,分析了流沙段混凝土板衬砌渠道破坏的现状、成因,提出了处理的技术措施与对策,采取综合改造治理后,经过近6年的运行考验,渠道没有出现冻胀、开裂、滑塌和结构破坏等现象,治理效果明显,供西部干旱寒冷地区流沙段渠道防治参考.     

防渗渠道的防冻胀措施

介绍了哈尔滨市防渗渠道的衬砌型式；分析了防渗渠道的破坏原因，并提出了抗冻胀措施。     

气候变暖下黄河源区冻土变化的数值模拟

近40年来,黄河源区地温长期处于增温状态,多年冻土出现表层融化。冻土退化后,土壤含水率减少,导致寒区径流的变化。所以研究冻土为寒区水资源估算提供了重要的依据。利用土壤水分迁移方程和热传导方程,采用中心差分格式并在一定假设前提下建立起冻土水热耦合迁移数学模型。对黄河源区站点的冻融深度进行模拟,结果表明：计算值和近2 a冻土的上、下限实测值吻合较好。由此表明采用的数学模型和数值方法是合理、可信的,在此基础上讨论了土壤冻融过程的一般规律。     

史前郑州地区黄河河流地貌与新构造活动关系初探

虽然历史时期黄河在郑州地区与桃花峪冲积扇上的变迁已有较为系统的研究,但是由于上古文字资料的欠缺,相关研究的不足,关于史前时期黄河在大郑州地区的河流地貌特征、河道在黄河下游冲积扇上部演变的论述甚少,认识还非常粗浅.文中试就黄河下游演变意义上至关重要的郑州大区和史前黄河在桃花峪以上特定地域的河流地貌、河道演变与新构造活动的某些关联问题以及郑州西部构造地貌对于河湖水系演化的作用提出一些看法.     

黄河下游滩区建设工程地质适宜性研究

随着黄河下游滩区安全建设工作的研究与开展 ,研究滩区的工程地质条件就具有很重要的工程意义 .根据多年的工程实践 ,对黄河下游滩区的工程地质条件适宜性进行了研究 ,并分析了该区可能产生的地质问题 .     

黄河大堤根石探测的地震SH横波方法研究

黄河大堤根石探测科技攻关是水利部黄河水利委员会非常关注的课题。应用地震SH横波方法进行根石探测尝试还是第一次,并取得了较好的探测效果。本文阐述了应用地震SH横波方法进行根石探测的理论基础、地震地质条件、试验参数、数据处理关键措施以及地质效果等,为黄河大堤根石全面探测及其它类似工程地质难题的解决提供了一种有价值的科学方法。     

黄河下游邙金段堤防分析研究

通过对黄河邙金段河道演变情势与该段堤防状况的分析,并以“98 .7”洪水为例,研究了邙金段堤防抵御洪水的能力和存在的问题.在此基础上,提出了确保黄河安全度汛的几点防洪对策与新思考     

气候变化对黄河流域水资源的影响与开发对策

分析了气候变化背景下黄河流域水资源变化的特征和趋势,以找出其存在的问题,结果表明:今后气候变化还会导致流域用水量增加、可供水量减少、防灾困难,并对流域经济社会的可持续发展及生态环境的良性循环产生影响,提出了今后黄河流域水资源开发利用的对策。     

基于MICP改良黄河泥沙颗粒级配的试验研究

黄河中下游河床内大量沉积黄河粉沙,黄河粉沙存在细度模数小、颗粒级配不良、含泥量高等缺陷,限制了黄河粉沙应用。为改善黄河粉沙的质量和降低应用黄河粉沙带来的工程缺陷,基于粉沙特性和微生物诱导碳酸盐沉积(Microbially Induced Carbonate Precipitation,MICP)技术对黄河粉沙进行定量固化处理,通过筛分试验、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、极差分析等方式,研究MICP技术改良黄河粉沙颗粒级配的效果。结果表明：经MICP技术处理后的沙样级配在1mm至5mm粒径区间的颗粒比重较第一次固化后的试样提高了45%,比初始沙样在同区间的颗粒比重提高70%,单位体积内的颗粒接触数变多,呈多颗粒簇拥形态;通过浸泡试验,试样中的粗颗粒及团聚体的分散程度仅为5%-10%;最优改良方案为1:1的菌胶比、1.5mol/L的胶结液浓度、2:1的尿素和钙源比、钙源为CaCl2,其中胶结液浓度是改良颗粒级配的主要因素;矿化生成的CaCO3结晶多呈方解石晶相,大量CaCO3晶体叠合形成层理结构,沙粒间形成CaCO3桥架并通过胶结作用吸附细小颗粒,进而增大粉沙的直径,达到改良黄河粉沙的目的。因此,MICP技术可以有效改良黄河粉沙粒度组分及结构,研究结果为改良黄河粉沙提供了新思路。     

根治黄河的对策

在对现代各种有代表性的治黄方略述评的基础上 ,提出了根治黄河的对策 :将黄河中游水土严重流失的多沙粗沙区整治成错落有致的相对平原 ,以大大减少入黄泥沙 ;将淮河、汉江上游灾害水或多余水调引入黄 ,以冲刷下游河道 ,缓解水资源供需矛盾 ,同时改善生态环境 .     

Modeling sediment transport in the lower Yellow River and dynamic equilibrium threshold value

1IntroductionTheYellowRiverbasin,knownasthecradleoftheChineseculture,hasalargepopulationandisrichinnaturalresources.ThisregionanditseconomicconditionshavebeenimprovedquicklysinceChina’seconomicreformandopening-up.However,thewaterresourcesandtheirenvironmentalissueshavereceivedlittleattention.Thesedi-mentconcentrationintheYellowRiverissohighthatthedepositionontheriverbedmakestheriverbedelevationhigherthanthegroundoutsidetheriverbanks,whichleadstothefamous“suspendedriver”sceneintheregion.P…     

Modeling sediment transport in the lower Yellow River and dynamic equilibrium threshold value

A major problem in the lower Yellow River is the insufficient incoming water and excessive sediment supply, which results in serious deposition, continuous rise of the river bed, and austere flood control situation. To understand the sediment transport regularity of the lower Yellow River and determine the relationship between sedimentation, incoming water and sediment, and zone water diversion, a mathematical model of the sediment suitable for the characteristics of the lower Yellow River has been developed. This model is first rated and verified by large quantity of observed data, and it is then used to analyze silting reduction for the lower Yellow River by Xiaolangdi Reservoir’s operation, the relationship between zone water diversion and channel sedimentation, and critical equilibrium of sedimentation in the lower Yellow River. The threshold values of equilibrium of sedimentation in the lower Yellow River are estimated and they suggest that deposition in the lower Yellow River can be effectively reduced by the operation of regulating flow and sediment from Xiaolangdi Reservoir, water-soil conservation, and controlling water diversion along the lower Yellow River.