库水位变化对三峡库区堆积层滑坡稳定性的影响

库水位的长期周期性变化势必影响三峡库区内崩滑体及库岸的稳定性,特别是堆积层滑坡的稳定性对库水位的周期性变化尤为敏感.本文针对三峡库区内松散堆积层滑坡的特征和堆积层滑坡在库水位变化条件下的水压力问题,建立了松散堆积层滑坡的渗流模型,并以三峡库区某堆积层滑坡为例,对库水位变化条件下该滑坡渗流场与稳定性进行了模拟和分析,以为...     

基于FEFLOW的岸坡地下水三维渗流场模拟研究

三峡库区岸坡的涉水环境复杂,随着库水位的调度,岸坡内地下水渗流场不断地发生相应的变化。为深入研究涉水岸坡地下水渗流场的变化特征,在对巫山县江东咀地区涉水岸坡实地调查的基础上,基于三维数值模拟软件FEFLOW,通过构建涉水岸坡的渗流模型,对岸坡地下水三维渗流场在两个水文年、4种工况下的变化情况进行了三维数值模拟研究。结果表明:地下水水位随库水位的变化具有明显的"滞后效应",存在地下水渗流中的"漏斗"现象,且岸坡地下水水位的分布与地形和基岩面的位置密切相关。该研究成果可为类似涉水岸坡地下水渗流场的研究提供参考。     

非饱和渗流作用下云阳西城滑坡稳定性分析

基于非饱和土理论采用有限元法模拟了云阳西城滑坡在雨水入渗和库水位下降过程中暂态渗流场的变化,然后将计算得到的暂态孔隙水压力分布用于滑坡稳定性的极限平衡分析。同时,采用延伸的摩尔—库伦破坏准则以便考虑基质吸力对抗剪强度的贡献,计算了暴雨工况和库水位下降工况下的稳定性系数。研究结果表明:降雨引起的暂态渗流场对滑坡稳定性有明显的影响;考虑基质吸力对抗剪强度的贡献,会明显提高滑坡稳定性;由于该滑坡渗透系数较大,库水位下降引起的暂态渗流场对该滑坡稳定性系数的影响不如降雨引起暂态渗流场的明显;该滑坡主要受暴雨影响。     

三峡库区巴阳移民新村库岸稳定性分析与塌岸预测

三峡工程全面蓄水在即,库水位周期性的变动必定引起大范围的塌岸。以巴阳移民新村库岸为例,选取典型剖面,根据饱和—非饱和渗流理论,应用GEO-SLOPE软件分析了水位变动条件下库岸渗流场变化,进一步分析了库岸稳定性的变化趋势,并选用卡丘金法和极限平衡搜索法对塌岸范围进行了预测。结果表明：在蓄水至145m1、56 m1、75 m及175 m骤降至145 m四种工况中,随着库水位的上升,库岸稳定性有下降的趋势,在库水从175m骤降至145 m时稳定系数最低,预测塌岸范围24.5 m和29.5 m,为移民区土地利用提供了科学的依据。     

某电站溢洪道边坡运行期地下水渗流场特征数值模拟

西南某电站位于岷江上游河段,水库蓄水后库水位将抬升130余米,改变了边坡地下水原有渗流场特征及其排泄补给条件,使地下水位以下岩体的物理力学性质产生一定程度的变化,并将由此产生的孔隙水压力叠加于边坡上,库水位的升降也将引起动水压力的变化,所有这些必然对溢洪道边坡长期稳定性产生一定程度的影响,因此研究边坡运行期间地下水渗流场特征具有重要意义。文章在大量现场调查和室内分析的基础上,利用三维数值模拟技术,对溢洪道边坡在蓄水前、蓄水后以及库水位骤降后的地下水渗流场特征展开了详细的分析研究,取得了较为科学、合理、可信的研究成果。     

水位涨落引起的库岸再造对岸坡稳定性的影响研究

自三峡库区开始蓄水以来,岸坡岩土体遇水饱和,物理力学强度降低,并受到周期性的河流地质作用,产生冲刷和淤积,最终造成岸坡地形的改变,即库岸再造,而目前岸坡稳定性研究未考虑库岸再造的影响。以巫山县某岸坡为例,对比分析了蓄水前后岸坡地形的变化特征,并利用数值模拟方法对岸坡地下水渗流特征和稳定性进行了研究。结果表明:岸坡不同位置和高程处地形的改变因地表水力特征的差异而有所不同;随着库水位的下降,岸坡地下水浸润线平缓下降,但坡度较陡一侧岸坡地下水渗流水力梯度更大,且在同一工况下,地形改造后的岸坡稳定性更高。     

库水位涨落和降雨入渗作用下岸坡中浸润线的计算

对岸坡进行稳定性分析时,需要确定库水位升降和降雨联合作用下岸坡中浸润线的位置,为此以均质土坡为地质模型,考虑在库水位升降与降雨入渗联合作用下岸坡中的非稳定渗流计算,推得库水位升降和降雨联合作用时岸坡中浸润线的计算公式;通过计算得到浸润线的动态变化规律以及压力传导系数、库水位升降速度和降雨强度对浸润线的影响,为库水位变化和降雨条件下岸坡的稳定性分析提供了依据.     

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。     

基于渗流阻截作用的边坡防治方法研究

地下水作为影响坡体稳定性最为活跃的因素之一,控制边坡中地下水是边坡治理中需要解决的重点问题。将帷幕技术应用于边坡工程中,提出渗流阻截帷幕削弱坡体地下水渗流的防治方法,为研究阻截帷幕对于边坡中地下水渗流场的作用效果以及帷幕作用下边坡稳定性的响应规律,通过建立边坡数值模型,基于饱和非饱和相关理论,对阻截帷幕在不同工况下的作用效果进行了数值模拟,对帷幕作用下边坡地下水渗流场进行分析,揭示了阻截帷幕的布设方式与边坡渗流及稳定性的关系。结果表明:阻截帷幕能够改变边坡中地下水渗流场,对坡体中地下水进行有效控制,其作用效果受帷幕布设位置和深度的共同影响;一定深度范围内,相同位置处阻截帷幕的作用效果与帷幕深度成正相关性;在有无降雨条件下帷幕对边坡中地下水渗流的阻截作用均能提高边坡的稳定性,不同降雨工况下阻截帷幕改善坡体稳定性的效果显著,可为边坡防治提供一种新思路。     

暴雨作用下含裂缝谭家湾堆积层滑坡渗流特征与稳定性分析

堆积层滑坡在三峡库区分布广泛,该类滑坡在前期变形过程中往往产生拉张裂缝,暴雨是导致其失稳的主要诱因之一。为探究暴雨作用下裂缝优势入渗对堆积层滑坡渗流场与稳定性的影响,以谭家湾堆积层滑坡为研究对象,通过地质调查、监测数据分析以及数值模拟方法,研究了暴雨作用下含裂缝谭家湾堆积层滑坡的渗流场与稳定性演化规律。结果表明:天然条件下谭家湾堆积层滑坡处于稳定状态,其变形与高强度降雨相关,地表位移曲线呈阶跃特征;当暴雨强度大于滑体饱和渗透系数后,雨水径流汇入裂缝形成积水并转变为有压入渗,增加了雨水的入渗速度与入渗量;当裂缝发育位置距地下水水位较近时,雨水通过裂缝易补给地下水,升高地下水水位,滑带在持续的浸泡软化作用下导致滑坡稳定性出现大幅度且持续性的降低。     

污水管网典型混流制区域水量水质波动特征解析

混流制管网区域的入流入渗等问题致使污水水量水质波动较大,这给城市污水系统运行管理带来极大挑战.以某市典型混流制区域为对象,建立基于物联网的多点同步监测平台,重点研究了混流制污水管网的运行特点,识别关键的特征指标和不同情景下的指标变化特征.结果表明,旱流正常液位情景下水量水质日变化规律明显、多点同步性规律较一致;旱流高液位情景下水量水质日变化规律依然存在,但水质多点同步性差异较大;旱流液位、电导率波动特征受季节降雨量变化影响显著,且其主分布区间与季节降雨显著相关.降雨过程对液位变化速率及特征时段内的电导率变化速率分布特征影响较大,高低液位两种情景下液位、电导率对雨量雨型的响应特征差异显著,低液位时电导率响应更灵敏,高液位时液位响应更灵敏.基于旱季雨季分布规律以及降雨过程水量水质变化特征,建立了基于多点同步监测的管网运行参数特征库,为雨污混流管网优化运行管理提供支持.     

我国东南典型侵蚀区坡地磷素流失机制模拟研究

为了研究侵蚀区坡地坡面径流和壤中流磷素流失特征,以浙江省湖州市安吉县花岗岩风化母质上发育的红壤为研究对象进行人工模拟降雨试验.结果表明,坡面径流和壤中流中的总磷流失浓度、总磷流失量均随着降雨强度的增大而增大,随着降雨强度的增大产流初期坡面冲刷效应显现;坡面径流总磷流失量所占每场降雨总磷流失量百分比分布在51%~92%;坡面径流总磷流失浓度在整个过程中波动幅度很大;坡面径流中总磷流失浓度在坡度25°下最高,壤中流中的总磷流失浓度在坡度8°下最高;坡度8°下坡面TP流失量最大,坡面总磷流失量受坡面径流量和雨强影响极显著(p0.01);壤中流总磷流失量较小,受雨强影响极显著(p0.01);磷素流失以坡面径流流失为主,壤中流流失为辅,磷素主要以颗粒态通过坡面径流流失,以溶解态通过壤中流流失.     

三峡库区长江水位变化条件下滑坡稳定性二元指标体系研究

安全系数是边坡稳定性评价中的常用方法,在长期的工程实践中积累了丰富的经验,其最大的缺点是不能考虑边坡岩土体中实际存在的不确定性。可靠性理论可有效地考虑边坡系统内实际存在的不确定性和相关性,但是缺乏丰富的工程实践经验,因此,将工程实践经验丰富的安全系数与先进的可靠性理论相结合,建立安全系数与可靠性相耦合的二元评价体系具有重要的理论意义和应用价值。以巴东县东壤口镇宋家屋场滑坡为实例,计算了长江水位从135 m至175 m变化过程中的平均安全系数(最大可能安全系数)和相应的可靠性。将最大可能安全系数与边坡可靠性相乘,对最大可能安全系数进行折减,得到边坡可靠的安全系数。设折减后安全系数的临界值为1．05,由此计算出不同最大可能安全系数的临界变异系数和临界破坏概率。根据不同的最大可能安全系数及它的临界破坏概率,绘制出边坡稳定性分区图。用均值安全系数和可靠性二元指标对宋家屋场滑坡的稳定性进行了评价,结果是可靠的安全系数为1．068,略大于临界值,处于基本稳定状态。文中论述了边坡稳定性二元指标体系的建立方法。     

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。     

不同雨强条件下河流水质对流域土地利用类型与格局空间响应

以七乡河流域为研究区域,基于2015年4、5、6月3次不同雨强条件下的河流水质实时监测数据,以及区域DEM数据和遥感数据,根据高程与坡度将流域划分5级河流缓冲区,研究不同雨强条件下各缓冲区内土地利用类型、格局与河流水质之间的响应关系.结果表明:1不同空间单元土地利用类型与格局存在差异.低缓区域、中缓区域和高缓区域优势土地利用类型为建设用地;中陡区域和高陡区域林地为优势土地利用类型.2低缓区域是不同雨强条件下,土地利用类型对河流水质影响最大的空间单元.3低缓区域建设用地对水质的影响最大;中缓区域湿地对小雨强时水质影响最大;建设用地对中等雨强和大雨强时水质影响最大.中陡和高缓冲区,建设用地对小雨强时水质影响最大;而中等雨强和大雨强时林地对水质影响最大.4土地利用格局对河流水质影响比较复杂.平均斑块形状指数对低缓区域水质影响最大;斑块密度、平均斑块形状、多样性指数分别是中缓区域3种雨强时对水质影响最大的格局因子;高缓区域3种雨强条件下平均斑块形状指数、多样性指数和斑块密度对水质影响最大;平均斑块形状指数和蔓延度是中陡区域和高陡区域小雨强和大雨强时对水质影响最大,蔓延度和多样性指数是中等雨强时影响最大土地利用格局因子.     

Effects of land-use pattern change on rainfall-runoff and runoff-sediment relations: a case study in Zichang watershed of the Loess Plateau of China

The purpose of this article is to identify the effect of land-use pattern on rainfall-runoff and runoff-sediment relations in Zichang Watershed of the Loess Plateau. From 1986 to 1997, many farmlands changed into grassland or woodland, especially the farmland in steep slope positions or far away from the river. The change of land-use pattern altered the rainfall-runoff and runoff-sediment relationships, and led to higher slope of trend curves(STCs) of annual rainfall-runoff mass curve and runoff-sediment mass curve in 1990s than that in 1980s. It is implied that more soil and water loss yielded in 1990s. In order to reduce soil loss, more attentions should be paid to land-use pattern and some grass or other herbaceous filter strips should be built along rivers.     

基于EOS/MODIS数据的近10a青海湖遥感监测

选取青海湖周边地区气候资料及青海湖近10 a MODIS遥感资料,通过分析水体面积和水位、 年均气温和年降水量的变化揭示青海湖面积的变化趋势。对青海湖近10 a遥感监测以及青海湖周边地区气候要素的分析研究结果表明:在2001-2010年10 a来青海湖周边地区年平均气温显著增加,平均每年升温0.12℃,年降水量在波动中呈上升趋势。青海湖水位虽然在近50 a内持续下降,而在2001-2010年呈现逐年增加的趋势,且增加趋势非常明显。从MODIS遥感资料对青海湖10 a来4月和9月的湖水面积监测结果显示,4月和9月青海湖面积在2001-2010年呈现波动上升趋势,且与4月和9月的水位呈极显著相关关系,相关系数分别为0.818和0.875(P<0.05)。近年来由于气候变化导致的青海北部一些地区降水量增多或气候变湿,而暖湿型的气候导致的降水量增多最终可能是水位升高的主要原因,且这种气候变湿的趋势使10 a来青海湖面积增大趋势明显。     

非饱和渗流作用下土坡的数值计算分析

讨论了考虑非饱和流渗作用下的土坡的数值计算分析,采用了不同含水量对抗剪强度影响的模型,求解带有渗透力作用项的土体弹塑性平衡方程得到土坡的应力应变分布,并应用于降雨滑坡的简单算例分析。由算例分析得知,利用非饱和渗流耦合应力的弹塑性来分析非饱和渗流而引起的土体滑坡的变形和发展是可行的,并值得完善和发展。     

东部湿润区典型小流域土地利用的土壤水效应

不同土地利用类型下土壤水变化机制对流域水文过程与生态环境有较大影响。基于我国东部湿润区野外综合观测土壤墒情数据,探讨了不同土地利用类型下土壤水的动态变化特征。结果表明：（1）总体上,杨梅林土壤含水量在32%~37%之间波动;农田土壤含水量在20%~30%波动。坡耕地土壤含水量稳定在27%~35%之间;竹林土层土壤含水量大致稳定在25%~32%之间。垂直剖面上,表层（10 cm、20 cm）土壤水分变化大,深层（60~80 cm）土壤水分变化较小。表层土壤水分时间变化特征的波动幅度较深层土壤大。（2）不同降雨强度下,竹林土壤水分对降雨的响应程度大于杨梅林、农田和坡耕地。降雨强度越大,土壤水分响应程度越大;降雨停止后,土壤水分消退起伏下降,深层土壤水分变化较表层稳定。（3）通过增墒系数和减墒系数对土壤水分变化进行量化,发现竹林的消退最明显,其余三种土地利用类型变化幅度相当。杨梅林、农田和竹林均是表层变化较深层大,坡耕地变化更为复杂。研究结果将为我国东部湿润地区产汇流机理及防洪减灾研究提供一定参考。