考虑生态流量约束的梯级水库分期消落水位多目标优化调度

针对如何表征枯水期季节性特征、优化分期消落水位来指导水库群消落调度的科学问题,提出了考虑生态流量约束的梯级水库分期消落水位多目标优化调度模型。以金沙江中下游6座水库与三峡水库为研究对象,综合运用多种数理统计方法划分流域枯水期;采用逐月滑动计算法推求梯级水库分期消落水位;以生态和发电效益最大为目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法求解调度模型,得到不同来水情景下梯级水库枯水期消落调度方案。研究结果表明:不同来水情景下,相较于常规调度方案,选定的优化调度方案可增加梯级水库发电量30.20亿~52.27亿kW·h(增加2.3%~5.0%)和供水量83.15亿~87.14亿m3(增加5.8%~7.4%),并提高河道生态流量保证率2.6%~22.9%。研究成果可为协调梯级水库生态和发电调度提供技术支撑。

水位骤降对库岸边坡稳定性的影响分析

根据饱和-非饱和渗流理论,在Geo-slope (Seep/w)中采用Fredlund&Xing模型,分析了水位骤降条件下库岸边坡内的孔隙水压及边坡的安全系数变化情况,并根据分析结果提出应对策略和建议,为相关工程治理及库区管理工作提供一定的参考。

库水位骤降时的滑坡稳定性评价方法研究

三峡水库蓄水及水位波动,将极大地改变滑坡体内的水文地质条件,库水位骤降和暴雨入渗是导致滑坡的主要因素。库水位骤降时的滑坡稳定性评价是滑坡防治中的一个难题。根据三峡水库水位调控方案和库区滑坡地下水作用的力学模式,利用有限元模拟库水位从175 m骤降至145 m时的滑坡暂态渗流场。建立了渗透力作用下滑坡稳定性评价的不平衡推力法。研究表明:滑坡的渗透系数和库水位下降速度是影响滑坡稳定性的主要因素,当库区堆积层滑坡渗透系数小于0.864 m/d,库水位发生骤降为2 m/d。库水位骤降时滑坡稳定性降到最小的水位通常在175 m水位以下10～20 m处。其研究为库区175 m水位滑坡治理提供了科学依据。

库水位间歇性下降对堆积体滑坡稳定性的影响

针对库水位快速下降不利于滑坡稳定的现状,提出库水位以间歇性方式下降,即在传统库水位持续性下降分析的基础上,以三峡库区某一堆积体滑坡为例,利用Geo-Studio软件详细分析了在库水位不同间歇时间和多阶段间歇下降条件下堆积体滑坡稳定情况。结果表明:库水位实行间歇性下降,间歇时间有助于滑坡体内孔隙水压力消散,减小库水快速下降引起的地下水回落的滞后性,有利于水力梯度降低;相比库水位持续性下降,滑坡稳定性得到提高,但稳定系数与间歇时间并不呈正比例关系;在库水位实行多阶段间歇性下降后,提高的程度明显增大,达到5%以上。为了使滑坡稳定性提高的效果达到最佳,应合理地安排库水位下降和间歇时间。

洞庭湖湿地土壤种子库特征及其与地表植被的相关性

本文研究洞庭湖三种分布于不同水位的主要群落(荻、苔草、虉草)土壤种子库大小组成、垂直分布特征及其地表植被的相关性.结果表明:荻群落土壤种子库密度最高,为44656粒/m2,苔草群落的最低,为15146粒/m2,虉草群落的居中,为31725粒/m2.种子主要分布于土壤表层(0～5 cm),且随土壤剖面深度的增加而迅速递减.三种群落湿地种子库由53种植物组成,分属18科39属,其中多年生物种20种,一或二年生物种33种.在荻、苔草和虉草三种群落中,种子库的多年生物种分别占29.9%、35.2%和38.0%,物种多样性指数分别为0.76、0.70和0.72;地表植被物种多样性指数分别为0.53、0.17和0.45,土壤种子库与相应地表植被相似性系数分别为0.40、0.28和0.52.可见,在洞庭湖这一通江湖泊湿地,多年生地表植被所产生的种子对土壤种子库大小贡献相对有限,种子库可能主要通过其它途径(如水的流动作用)输入.

库水位骤降情况下土石坝坝坡稳定分析

库水位骤降时,土石坝坝体内浸润线高于库水位,较高的孔隙水压力和渗透力会导致上游坝坡失稳。英布鲁水电站土石坝设计过程中,采用饱和与非饱和渗流模型的有限元法分析得到库水位骤降条件下土石坝的非稳定渗流场,采用极限刚体平衡法计算得出上游坝坡的安全系数。结果表明:英布鲁水电站土石坝在水库敞泄时,上游坝坡的安全系数不满足规范要求;库水位按设计推荐的库水位降落速度控制,上游坝坡的稳定安全系数满足规范要求。

库水位骤降时某堆积体边坡稳定性分析及治理措施

库水位骤降时边坡稳定性对确保水库工程的正常运行十分重要。以某堆积体边坡为研究对象,根据地质资料给出的材料参数范围,对天然工况和暴雨工况下该边坡的最危险搜索滑带进行参数反演,综合选定合理的材料参数,进而通过极限平衡法分析了堆积体边坡在库水位骤降时的稳定性,验证了边坡在上述工况下的不利性,并提出了合理可行的治理加固措施。

库水位升降作用对库岸滑坡稳定性的影响研究

利用了渗流场-应力场耦合的有限元法,对三峡库区某滑坡体在库水位升降作用下的渗流特征及稳定性变化规律进行了研究。结果发现,对于该滑坡体在库水位上升过程中其稳定性将有降低的趋势,而在水位上升过程中,滑坡的稳定性开始阶段下降而后逐渐上升。

库水位升降作用下大型土石混合体边坡流-固耦合特性及其稳定性分析

以金沙江中游梨园电站坝前大型土石混合体边坡为例,基于精细地质结构模型,研究其在蓄水及库水位骤降过程中的流-固耦合及相应的稳定性变化特征。结果表明:蓄水初期边坡地表变形较为缓慢,当库水位达到某一高程时,其地表变形呈现陡增趋势;在蓄水初期边坡的稳定性有所下降,当上升至某一临界水位后边坡稳定系数达到最低值,而后随着库水位的上升有所回弹;库水位骤降对边坡稳定性影响较大,且其稳定系数下降随着骤降幅度的增大而增大。这些对于指导实际工程及深化库区土石混合体边坡的研究具有一定的理论意义。

库水位骤变下滑坡–抗滑桩体系作用三维分析

库水位上升产生的浮力作用和库水位骤降时产生的渗透动水压力,将改变原有的水–边坡作用环境与条件,不利于库区边坡稳定。结合三峡库区马家沟I号滑坡的现场监测成果以及库水位波动数据,利用数值模拟方法,建立真三维模型。采用有限差分程序软件内置的Fish语言将分别考虑库水位上升和下降对坡面产生的静水压力作用、动水压力作用耦合于有限差分程序软件,对滑坡在库水位骤然上升与下降的位移和应力场进行分析,研究应力–渗流耦合作用下抗滑桩加固库区滑坡位移和受力特征,探讨滑坡–抗滑桩相互作用体系的防治效果。结果表明:抗滑桩与土体形成土拱效应以及抗滑桩阻滑效应相互作用下防治滑坡效果明显;库水位骤降产生的动水压力相比于库水位骤升产生的静水压力对滑坡–抗滑桩作用体系的减弱作用更大;数值模拟方法为对库水位骤变下滑坡–抗滑桩体系相互作用三维分析具有一定的指导意义。

社上水库一号坝坝顶裂缝成因分析

根据社上水库一号坝坝顶开裂前后的运行情况和现场检查、试验等资料,并结合坝顶倾度和坝坡稳定计算后认为,由于库水位下降过快、幅度过大,致使上游坝坡失稳,坝顶开裂.

三峡澎溪河回水区高水位期间高阳平湖总磷模型

三峡水库'蓄清排浑'的调度运行方式使得冬季高水位期间近岸消落带受淹.消落带氮、磷等营养物受淹后向水体中释放与积累对冬末初春的水华将可能具有重要贡献.构建高水位时期澎溪河高阳平湖总磷收支模型,定量分析高水位期间总磷的收支途径、累积量以及累积磷的主要来源.结果表明:蓄水期,由于蓄水水位升高和顶托而导致大量磷积累;稳定期,磷收支变幅较小,总体趋于平缓;水华期,前期积累的磷被大量消耗,形成水华.淹没消落带磷释放是冬季高水位时期高阳平湖总磷的主要来源,蓄水期所淹没大量消落带所释放的磷为冬季末水华暴发提供条件.研究结果为后续定量分析磷形态的转化和分配奠定重要基础.

基于ABAQUS强度折减法分析库水位下降对边坡稳定性影响

三峡水库自运行以来,库水下降成为滑坡复活的一个诱因.本文根据库区水位调度方案,利用ABAQUS软件模拟库水位在175～145m的下降过程,考虑饱和-非饱和渗流场与应力场耦合理论效应,并采用强度折减法分析库水下降对树坪滑坡稳定性的影响.分析结果表明:三峡水库以0.21m/d的速度由175m降至145m时,树坪滑坡前缘会产生一定的变形,滑坡后缘和中部,基本上未产生变形,目前树坪滑坡处于较稳定状态,但在库水反复变动及降雨作用下,可能会面临失稳的危险.其成果将为库区滑坡治理提供一定的理论依据.

库水位骤降与桩基作用对高填方岸坡稳定性影响研究

针对库水位骤降可能导致高填方岸坡滑坡,从分析岸坡出现滑坡的因素出发,阐释了库水位骤降作用下岸坡土体抗剪强度降低及岸坡下滑推力增大的原因,同时考虑嵌入高填方岸坡的高桩码头桩基结构⁃岸坡土体相互作用下岸坡稳定性的变化。本文以三峡库区某高填方岸坡高桩码头为例,通过不平衡推力法,求得三种工况下高填方岸坡的稳定系数和剩余下滑推力;并借助ABAQUS有限元软件,在本文工况三的基础上,采用强度折减法分析桩基作用下岸坡稳定性的变化。结果显示:库水位从175 m骤降到145 m,岸坡稳定系数从1.32减小至1.25,且坡脚至填方平台以下约5 m的区域出现较大塑性变形;而在桩基作用下岸坡的稳定系数从1.25增加至2.0,增加了60.0%,桩基间仅小范围出现较小塑性变形。因此,码头桩基对高填方岸坡起着较明显的加固作用。

库水位骤降条件下动水压力型滑坡稳定性分析

三峡水库蓄水后库区部分滑坡已显著变形,且随库水位下降过程响应明显,因此分析日降幅条件下库区动水压力型滑坡稳定性就十分重要。为此,采用GEO-studio软件分析库水位骤降条件下滑坡体不同区段的稳定性,发现库水位作用于滑坡体的下滑段时,滑坡体稳定系数随库水位下降而下降,库水位下降速度越大,稳定系数下降越快,但若最终库水位一致,滑坡稳定性系数相差不大;库水位下降作用于滑坡体阻滑段时,滑坡表现出一定的动水压力效应,整体结果为浮托减重,稳定系数先下降后上升;整体而言提高日降幅对动水压力型滑坡稳定性的影响有限。

基于蒙特卡罗法的白家包滑坡库水位消落可靠度分析

可靠度理论考虑了滑坡岩土体本身的复杂性、离散型、不确定性,相比传统确定单一的滑坡稳定系数算法,通过可靠度指标、失效概率、各参数敏感性等对滑坡稳定性进行综合评价,更加符合工程实际。基于蒙特卡罗随机抽样算法,通过3 000次模拟抽样对三峡库区白家包滑坡在库水位消落两种工况下的可靠度和参数敏感性进行了对比分析。滑坡可靠度分析表明:两种工况下滑坡整体都表现出随着库水位快速消落其稳定系数均值减小、失效概率增大,且库水位消落速率越大这种现象越明显;当以工况2运行时滑坡失效概率超过50%,滑坡整体有失稳的可能。滑坡参数敏感性分析表明:两种工况下该滑坡滑带土体的重度(γ)与滑坡稳定系数呈现微弱的正相关性,且随着库水位消落其相关性呈现增大的趋势;滑带土体的内摩擦角(φ)与滑坡稳定系数的正相关性远大于内聚力(c),且随着库水位快速消落这种正相关性呈现微小的削弱;对比两种工况,工况2参数敏感性"增幅"、"降幅"都大于工况1。

库水位下降条件下码头岸坡稳定性分析

以重庆市纳溪沟改扩建工程岸坡为依托,对接岸结构与码头结构无直接相互作用的情况,采用PLAXIS有限元分析软件分析了库区水位下降条件下码头岸坡稳定性影响因素、重力式挡墙受力变形规律及潜在滑坡失稳破坏机理。结果表明,码头岸坡安全系数随库水位下降呈先减小后增大的变化趋势,不同库水位下降速率会引起不同的码头岸坡最不利水位;岸坡内潜水位下降速率的滞后将产生指向坡外的渗透水压力,码头岸坡安全系数随库水位下降速率的增大而不断减小;库水位下降时重力式挡土墙可能发生绕基座底部朝向岸坡临空面方向的失稳倾覆,墙后回填岩土层可能发生拉裂解体,并沿危险滑面滑移失稳。

库水位骤降对高面板堆石坝面板脱空的影响

为研究库水位骤降对于高面板堆石坝面板脱空的影响规律,通过系统分析与比较,选择了面板与坝体材料的本构模型以及二者之间的接触面模型,分析提出了大坝施工加载及蓄水过程的模拟方法以及面板脱空的模拟方法。以某面板堆石坝为例,按照不同的库水位骤降速度与骤降幅度制定4种方案,分别进行大坝的三维有限元应力变形计算以及脱空模拟。然后通过对比分析4种计算方案的计算结果,系统总结库水位骤降速度与骤降幅度对面板堆石坝面板应力变形及面板脱空的影响规律。结果表明:在库水位下降幅度一定的条件下,随着水位下降速度的减小,面板的脱空值有所减小;在库水位下降速度一定的条件下,随着水位下降幅度的减小,面板的脱空值也相应减小。因此,在实际面板堆石坝工程中,需要控制库水位的骤降速度与骤降幅度,以防止面板脱空现象的发生。

三峡库区奉节县新城植物油厂滑坡地下水动力场分析

三峡库区奉节县新城植物油厂滑坡大多处于三峡水库水位以下,库水位变化对边坡(滑坡)稳定性影响较大,尤其在库水位骤降时,坡体内将产生较大的动水压力,不利于边坡稳定。采用数值模拟方法模拟了边坡地下水渗流场。结果表明,库水位由175 m骤降至145 m时,植物油厂滑坡所受动水压力远高于正常蓄水位时所受的动水压力;采取降低地下水位的工程措施后,有效降低了正常蓄水位下边坡内的动水压力,为科学治理滑坡提供借鉴。

考虑土工膜缺陷的面膜坝渗透稳定性分析

为研究土工膜缺陷的面膜坝在库水位骤降情况下的渗流特性以及上游坝坡的稳定性,利用Geo-slope软件建立了破损土工膜有限元分析模型,对土工膜不同破损部位以及破损尺寸进行了渗流要素和稳定性分析。结果表明:土工膜破损位置越高,尺寸越大,浸润线抬升越高,渗漏量越大,但后者影响明显小于前者;当库水位高程降落至土工膜破损高程时,存在一个浸润线突然下降的"突变";初始稳定安全系数随着土工膜缺陷位置的变高和尺寸的变大而变小,安全系数总体上呈现先下降,后趋于稳定的规律,但在库水位高程经过土工膜缺陷处,存在一个突然上升的过程。研究成果为面膜坝运行过程中的稳定性评价和治理提供了参考。