汾河流域地下水位下降成因分析

汾河流域是山西省境内经济发展最为集中的区域和国民经济发展受水资源制约最为严重的区域,用水需求不断增大,大量开采地下水,导致地下水严重超采,地下水位埋深大幅下降,形成了四大地下水超采漏斗区和总面积6 763 km^2的地下水超采区。经研究分析,地下水开采量增加、大规模煤炭开采对地下水造成破坏、河道宽度大面积压缩、岩溶泉严重破坏是导致地下水位下降的主要原因。

汾河水库水温分布结构分析

汾河水库作为山西最大的综合利用水库,科学地预测水库的水温分布结构和采取相应的温控措施,具有重大的工程意义。文中利用现场观测和数值模拟两种方法对汾河水库水温分布进行预测分析,实测值不仅为水温预测提供了基础数据,而且验证了数学模型的适用性。数值模拟的结果表明,汾河水库属于分层型水库,夏冬季节呈典型的分层状态,冬季下泄水温保持在4℃左右,而春秋两季受季节交替的影响,水库水温处于翻滚状态,在垂向上呈现混合。

汾河二库除险加固后的大坝渗流效果分析

汾河二库是汾河上游干流上的一座以防洪为主,兼有供水、发电、旅游、养殖等综合效益的大(Ⅱ)型水利枢纽工程,1996年11月开工建设,1999年12月下闸蓄水。由于工程未按照设计内容全部完工,自开始蓄水运行近20 a来从未达到正常蓄水位,而且坝面出现渗水现象,对坝基的抗滑稳定性和坝基渗漏量影响较大。为了解决正常蓄水运行,2014年11月开展了应急专项除险加固,主要建设内容为帷幕灌浆等,2015年8月29日完工。为分析水库除险加固工程的大坝渗流效果,在纵横四条廊道内各设了监测断面共20个监测孔,进行观测。对除险加固前后坝基扬压力和大坝渗流量监测数据进行了对比分析,结果表明:坝基扬压力和大坝渗流量总体呈逐渐减小的趋势,且大坝右岸减小趋势较左岸明显,除险加固效果明显。

活动式导流板导流效果的数值模拟分析

为了对活动式导流板的导流效果进行深入研究,在现有研究的基础上,建立了二维流函数—涡量数值模型,研究了不同长度垂直布置的单个导流板的流速场和涡量场。结果表明:导流板上游面流速逐渐增大,板头处最大,流向也逐渐改变;导流板后出现回流,旋涡区范围随导流板占河段宽度比例的加大而加大,涡量在导流板板头处较大。

调水对汾河下游水环境的影响

为了给调水工程运行调度及其环境影响评价提供科学依据,探讨了跨流域调水工程对流域水环境的影响作用.采用一维模型对引沁入汾工程调水前后的水质和水环境容量进行了模拟计算,进而评价调水对汾河下游段水环境的影响.研究结果表明,调水沿线各水库的水质能够满足供水需要,调水后汾河下游段的COD和NH3-N水环境容量分别比调水前增大了30.50%和31.88%.

导流板的布置方式及其导流效果

运用数值模拟和物理试验相结合的方法对导流板的最佳布置方式和导流效果进行研究.流函数-涡量数值模型计算结果与试验结果进行了对比,两者符合良好.运用平面二维模型和立面二维模型模拟导流板的流速场,并通过比较导流板前的流速增大幅度、板后流速的减小幅度及板后的回流漩涡区长度来确定导流板导流效果的优劣,进而确定导流板的最佳布置方式及尺寸.数值模拟计算的结果表明:多组次倾斜放置的导流板群所起的导流护岸作用明显.

水库淤积前后水温结构的变化

水库中的泥沙淤积不仅减小了水库库容,而且对水库中的水温分布也产生了一定影响.以汾河水库为例,针对水库泥沙淤积现象较为严重的现状,对水库淤积前后的水温分布进行模拟预测.首先利用实际监测的水温数据对所建立的数学模型进行验证及参数率定,然后运用三维数学模型对2种条件下的水库水温进行了数值模拟,得出了汾河水库淤积前后的水温结构及全年下泄水温,并通过结果对比分析2种工况下水温结构发生变化的原因.结果表明:水库淤积前,夏季的水库水温分布的分层现象较淤积后更为明显,而且水温略高.这说明水库的水量和水深变化都会对水温结构产生影响,水深越浅,水温升高和降低的变化速度越快.