气候变化对南方典型小水电站入库径流及发电的影响

在全球气候变化不断加剧的背景下,降水、气温、蒸发等气象要素的变化对流域水文和水力发电产生重要影响;中国作为水能资源丰富的国家,水力发电在能源结构中具有重要地位,研究气候变化对入库径流和水力发电的影响,对实现水资源和水电能源的可持续开发利用具有重要意义。以位于北江支流的官溪水电站为研究对象,基于19个CMIP6全球气候模式数据,利用RCCC-WBM模型分析了未来气候变化对官溪水电站入库径流和发电量的影响。结果表明:(1)在SSP2-4.5情景下,官溪水电站以上流域的气温、降水均呈现上升趋势;(2)尽管不同GCMs模式预估结果存在一定差异,从19个模式集合平均结果看,官溪水电站未来入库径流和水力发电量将有所增加;(3)与基准期(1981—2020年)相比,2031—2060年和2061—2090年官溪水电站入库流量将增加3.55%[−34.14%,39.84%]和5.66%[−32.27%,41.96%],发电量将可能增加5.87%[−29.3%,50.1%]和8.03%[−27.3%,52.4%]。未来径流和发电潜能的增加为官溪水电站的扩容改造提供了一定的科学依据。

蒙陕接壤区典型煤层开采顶板周期性变形破坏及涌水响应特征

【目的】煤矿开采扰动破坏覆岩含/隔水层结构,造成集中涌水,影响矿井安全生产。【方法】以面临典型顶板砂岩水影响的蒙陕接壤区主采煤层3-1煤开采涌水过程为研究对象,采用物理相似材料模拟、数值仿真模拟、现场原位监测3种方法,并通过周边地质和开采条件相似矿井实测数据对比,分析3-1煤典型工作面开采煤体支承压力周期性演变规律、采空区覆岩垂直位移演变规律,定量获取实验室尺度顶板周期来压瞬间微震能量事件变化特征,综合确定顶板导水裂隙带随采发育特征,以及顶板涌水随覆岩周期来压变化趋势。【结果和结论】结果表明:工作面开采覆岩初次来压步距约40 m,周期性来压步距12~28 m,覆岩破断瞬间围岩周期性来压呈现“先增后稳定”的趋势,在推进至第5次周期来压(推进距离约140 m)时,超前支承压力达到最大,覆岩周期性来压、破断瞬间垂直位移峰值随采呈现“之”字型变化特征,同样,位移监测数据、微震事件总能量、事件频次等综合指标指示,在第5次周期来压瞬间,覆岩垂直位移变幅达到最大值,塑性区发育高度基本稳定;导水裂隙带发育最大高度在120 m左右,将直接沟通顶板直罗组砂岩含水层,地下水随采涌入过程呈现两种波动变化趋势,工作面全局尺度上呈现长周期“阶梯式”增长趋势,“阶梯式”增长周期约800 m,局部尺度呈现短周期“振荡”变化趋势,振荡周期16~48 m,并表现出与覆岩来压周期之间的较强关联性。研究结果为工作面涌水量预测以及防排水系统布设提供参考。

基于水平钻探的地形变观测平硐勘察方法研究

地质结构复杂的山区隧道勘察,常用垂直钻孔,难以满足地形变观测平硐勘察要求。论文以西昌某地壳地形变观测平硐工程勘察为例,提出一种基于水平钻探技术解决隧道勘察的中精细围岩分级和涌水量估算两大关键问题的方法。通过对水平钻探全孔岩心节理裂隙进行详细编录,统计节理裂隙线密度,再结合场区节理裂隙发育优势方位及间距,建立本工程场区岩体标准模型,对标准模型的统计分析最终得到一维岩心裂隙线密度与三维岩体体积节理数Jv的换算系数K,再根据规范计算得到隧道围岩的岩体完整性系数Kv及BQ值,精细划分隧道围岩类别。水平钻探在钻进过程中能准确判断隧道涌水位置并测量涌水量,为隧道涌水量计算提供准确的计算参数。

洋河干流水沙变化对下游灌区的影响研究

为研究洋河干流近期水沙变化对下游灌区的影响,分析洋河二灌区施行新型节水灌溉方式后引水含沙量及泥沙粒径特征,统计怀来气象站和洋河干流响水堡水文站1964—2019年长系列降水、径流和含沙量的变化情况。结果表明,非汛期时段洋河二灌区具有高于90%的概率可以取到低于规范标准含沙量的水流,且未来灌区引水断面含沙量不会有大幅增加的趋势。

基于开发资料预测气藏改建储气库后井底流入动态

针对应用当前方法预测储气库井底流入动态误差大的问题,开展储气库渗流模拟实验,建立了考虑气藏改建储气库后渗透率变化的井底流入动态方程,并通过实例进行了验证。模拟实验结果表明,水侵储集层改建储气库后,气相渗透率与气藏开发阶段不同,受储气库运行中气水渗流关系的影响,过渡带渗透率逐步恶化,纯气区渗透率逐步改善、甚至超过气藏开发初期储集层水侵前的水平。依据实验结果,引入描述气藏改建储气库后渗透率变化的参数,改进了传统井底流入动态方程,利用气藏开发资料预测改建储气库后井底流入动态。实例分析结果表明,改进后的井底流入动态方程考虑了渗透率的影响,预测结果与实测结果基本一致,而传统方法预测结果与实测结果有较大差别。

某长江穿越隧道竖井淹井处理技术

某穿江隧道竖井由于开挖施工方法不当及地质条件复杂,发生涌水涌砂导致淹井事故,在大型竖井井架及提升系统安装完毕,吸泥、抓泥设备没有施工场地的情况下,采用地面与井内注浆成功地封堵了涌水通道,固结了涌入井筒内的松散砂,从而保证了淹井事故处理的成功。

气候变化对大海波水库来水及用水影响

为分析在未来气候变化情景下大海波水库来水及用水的变化情况,选取楚雄站蒸发(1953年-2001年)、降水(1953年-2009年)、气温等气象资料,以及大海波水库(1990年-2009年)来水量资料,采用线性回归法、Mann-Kendall及Spearman趋势检测法对楚雄站点的气象要素进行趋势检测,并计算了水库下游参考作物需水量。结果表明:大海波水库的来水量呈减少趋势,下游参考作物需水量呈下降趋势;在未来气候情景下,楚雄年平均气温将升高2.56℃,年降水变化率为5.9%,气温升高时,下游参考作物需水量增加,对大海波水库的供水带来一定的不利影响。

R/S分析在水库年来水趋势预测中的应用

根据漳河水库1963～2008年年来水量变化的实测资料,利用R/S分析的原理和方法计算了H指数,建立了R(τ)/S(τ)与τ的关系式,并对未来水库来水趋势进行了预测。结果表明:预测趋势与实际情况基本吻合,R/S分析方法也是水库未来来水趋势预测的一种有效途径,有较高的预报精度和应用价值。

南宁市朝阳溪水文调查分析研究

通过实地调查、统计、测试和取样测验,对朝阳溪水源的起源、分布、水质状况、来水量、泥沙含量及泥沙颗粒组成进行定性定量分析,为朝阳溪的综合整治提供理论依据。

R/S分析在水库流域降水变化趋势预测中的应用

根据漳河水库1957～2008年年降水量变化的实测资料,利用R/S分析的原理和方法计算了H指数,建立了R(τ)/S(τ)与τ的关系式,并对未来水库降水趋势进行了预测,结果表明,预测趋势与实际情况基本吻合,R/S分析可以作为水库未来来水趋势的一种预测方法,有一定的预报精度和实用价值。

黄河中上游流域降水量的时空特征及其对三门峡库区水沙量的影响

根据气象和水文资料,采用自然经验正交函数、相关分析等方法,对黄河中上游流域年降水量的时空特征及其对三门峡库区水沙来量的影响进行分析。分析表明:黄河中上游流域年降水量具有3种典型的空间分布结构;在不同的降水空间结构下,三门峡库区各水文站水沙变化差异显著;3种空间结构具有不同的变化趋势和周期;三门峡库区沙源可分为四级源区,水源分为三级源区;未来20年,库区水沙来量有增加趋势。

基于季节性Kendall检验和重标极差分析法的阳澄湖水质变化趋势分析

为掌握《苏州市阳澄湖生态优化行动实施方案》实施以来阳澄湖的水质变化趋势,结合季节性Kendall检验与重标极差分析(R/S)法,对2013-2018年阳澄湖及其6条主要入湖河道的主要水质指标--高锰酸盐指数(IMn)、氨氮(AN)、总磷(TP)、总氮(TN)过去和未来的水质变化趋势进行分析及预测。研究结果表明:(1)阳澄湖除TP无显著升降趋势外,其余指标均有不同程度的下降趋势;(2)主要入湖河道的TN均无显著升降趋势,其余指标的改善效果较明显;(3)未来阳澄湖及主要入湖河道水质总体将会持续改善,但有个别监测点位的TP浓度未来仍有可能会上升。可见,近年来阳澄湖生态优化行动卓有成效,但TP已成为影响水质达标的最大制约因素,还需进一步提出针对性治理措施。

2014—2019年焦岗湖水质时空变化与影响因子分析

焦岗湖是淮河流域重要的浅水湖泊和淮河中游最大的生态湿地,基于2014—2019年焦岗湖和2017—2019年入湖河流水质逐月监测数据,利用Mann-Kendall(M-K)趋势检验、主成分分析(PCA)和相关性分析等方法分析焦岗湖水质时空变化规律,探讨入湖河流水质和环境因子对焦岗湖水质和富营养化状态的影响。结果表明:(1)2014—2019年焦岗湖整体属于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ~Ⅳ类水之间,富营养状态为中营养和轻度富营养状态之间,主要污染区域在湖区西部和北部。高锰酸盐指数(COD)呈轻微下降趋势;TP和TN浓度年均值处于较高水平,主要原因可能是水产养殖。(2)入湖河流中N、P污染物的外源输入是导致湖区污染物浓度超标的关键因素。(3)主成分分析和相关性分析表明,降水量(P)、温度(T)、溶解氧(DO)和水深(D)对湖区水质有重要影响。降雨增加了外源输入,高温易造成藻类爆发,而水深的增加对水质有所改善。调整养殖产业结构,削减污染物外源输入,是改善焦岗湖水质的关键。

上海天山污水处理厂进水水质动态特性分析

根据上海天山污水处理厂的进水水质特性分析,并相应提出优化运行的建议。

地铁车站基坑突涌治理措施分析

城市地铁车站建设中经常会遇到富水地层或岩溶地区,其地下水极其丰富;随着地铁车站基坑开挖卸荷,作用于承压水上部的地层厚度逐渐减小,易造成车站基坑施工底部发生突涌灾害。为此,依托某地铁车站基坑工程突涌灾害,通过分析突涌水量变化过程,提出有效地突涌水治理措施,为类似工程建设提供重要的参考。

武山铜矿深部矿坑涌水量预测

武山铜矿位于九江——瑞昌褶皱带北部,横立山——黄桥向斜北翼东段,属于长江南岸丘陵~湖泊过渡地带,矿床分为南、北两个矿带,主要矿体埋均藏于当地侵蚀基准面以下,三叠系至石炭系灰岩溶洞裂隙水为矿床直接充水水源,富水性中等~强,断裂构造较发育,部分断裂导水性较好,水文地质条件属于复杂类型。在分析矿区含隔水层、矿区断裂构造及矿区补、排水文地质特征的基础上,进一步总结大气降水与坑道涌水量动态变化规律,分别采用水文地质比拟法与数值模型法进行了涌水量预测,预测结果误差小,能满足预测精度要求,可为矿山排水设施设计及深部防治水工作提供帮助。

北冰洋太平洋扇区碳循环过程对环境变化响应的研究进展与展望

全球碳增汇需求高涨,海冰消退后的北冰洋被期待是一个主要的潜在碳增汇区。北冰洋太平洋扇区因受控于楚科奇海及其邻近海域较高的海洋固碳效率和碳深海封存量,在整个北冰洋碳循环中起着举足轻重的作用。开展该海域碳循环过程对环境快速变化的响应机制研究是实现北冰洋碳汇精准预测的基础。本文重点阐述了楚科奇海及其邻近海域碳循环过程(即海洋对大气二氧化碳的吸收、生物固碳、太平洋入流携带碳经陆架生物地化过程后向深海输出封存的陆架泵)对北冰洋环境快速变化的响应,并提出未来研究需要聚焦的关键科学问题。

滇西红牛铜矿矿坑涌水量变化原因分析

香格里拉市红牛铜矿在生产过程中,矿区地下水涌水量远大于设计排水量,造成设计排水方案不能满足矿山正常生产的排水需求。系统分析了造成矿坑涌水量变化的原因,采用水文地质比拟法进行了矿坑涌水量预测,3822 m中段旱季平均排水量28481 m^(3)/d,雨季平均涌水量42957 m^(3)/d,最大涌水量63054 m^(3)/d,为矿山排水方案变更提供可靠依据。

沱湖湖区及主要入湖支流水资源特征和变化趋势分析

为研究近年来沱湖湖区及主要入湖支流的水资源特征和变化趋势,本文基于2015—2020年水质和水量监测资料,采用水文面积比拟法计算入湖水量,评价其逐年入湖水量情况;采用单因子评价法对其水质现状进行评价分析;采用季节性肯德尔检验法(无流量调节)进行水质变化趋势分析;采用综合污染指数法对其污染程度进行分析。结果表明,2020年沱湖湖区为Ⅴ类水;唐河和沱河入沱湖湖区的水质分别为Ⅲ类和Ⅳ类;沱湖湖区水质呈恶化趋势,主要支流的水质均呈向好趋势。

特殊岩土层中人工挖孔灌注桩的施工

在涌水量较大、淤泥层和含水砂砾石层较厚的工程地质条件下，采用人工挖孔灌注拉对高层建筑物的地基进行加固，增强其承载能力，经实践表明不失为一种行之有效地基础加国方法，它具有工期短、成本低、质量可靠等诸多优越性。