松花江哈尔滨江段水环境容量计算对比研究

结合松花江哈尔滨江段水质、水文监测资料和沿岸排污情况,分别应用河流一维及二维对流扩散水质模型计算了松花江哈尔滨江段COD及NH3—N的理想水环境容量.通过计算结果对这两种模型进行比较,并得出二维水质模型对松花江污染控制更安全、控制更严格的结论.另外根据松花江污染以后国家对其水质必须全线达到Ⅲ类水质的要求,对东江桥-大顶子山江段的水质目标分别为Ⅳ类和Ⅲ类时,计算其水环境容量.     

上海青浦城区西北片河网调水的数学模型构建与验证

基于河道几何特征以及污染物对流、湍动扩散和混合稀释的不同机制,构建起模拟上海青浦城区西北片河网内污染物浓度时空分布的二维数学模型;采用两种不同的实际调水工况(先排后引和边引边排),对所建模型进行了验证计算.结果表明,河网内各取样点的污染物浓度实测值与计算值都基本一致.从而证明了所建模型具有工程适用性,可用于模拟上海青浦城区西北片的河网水质调节过程.     

王港河口污染物排海扩散规律——以氨氮扩散为例

沿海地区污染物排放对近海水环境影响较大。本文通过建立平面二维水动力模型和污染物扩散模型,以江苏沿岸主要污染物氨氮为例,对王港河口地区水动力条件和污染物扩散进行了模拟。模拟结果显示,在污染物排放点水深小于10m时,涨潮时排放污染物的扩散、稀释作用较落潮时排放更明显,10m水深以上排放点可以不考虑涨落潮影响;受大丰港等沿岸建筑物的影响屏蔽作用,1m水深位置涨潮时排污污染物滞留最明显;随着排污位置水深增加,污染物扩散效果明显,在水深10m位置扩散作用有明显增强。模拟得出在考虑污染物影响范围的条件下,排污位置点选择10m附近较合理。     

城镇河网水环境模拟及水质改善情景方案

为寻求促进平原地区城镇河网水环境问题识别和水质改善的方法,以苏州市甪直镇河网为例,基于水文水质监测数据建立了相应的水环境模型,并将其应用于水质问题识别和水质改善方案研究中。甪直河网流动状态欠佳,长期平均流速小于0.02m/s的河道占河道总长度的63%、总水面面积的49%,不利于污染物迁移扩散,是导致该区域水质变差的主要原因。利用水环境模型对甪直河网的水文水质时空分布进行模拟分析,在此基础上制定出水系结构优化和水利调度强化2个水质改善方案。基于水环境模型的情景分析结果表明:水系结构优化方案能够有效促进生化需氧量BOD5和氨氮NH3-N这2类污染物的整体质量浓度水平降低。现场试验结果表明:水利调度强化方案能够有效地增强甪直河网流动性,实现以溶解氧DO质量浓度上升为表征的水质改善。     

太湖限制排污总量及其管理应用研究

污染物总量控制是指导流域污染源治理和改善湖泊水环境质量的重要措施,基于特定水文条件计算得到的总量控制成果,尽管应用偏安全,却无法反映自然水文过程的动态变化,也不适应污染源全面控制的需要,因此进行湖泊限制排污总量动态变化分析并提出环湖分区入湖水质浓度控制要求,既适应了湖泊自然变化特征,又可以满足流域污染源全面控制与入湖污染负荷定量化管理的实际需要。本文分析了湖泊纳污能力的动态变化特征,提出选择典型水文年和将湖泊与环湖河道作为一个整体进行模拟是进行湖泊限制排污总量核算的关键,并以枯水年作为代表水文年,采用二维数学模型进行了近期太湖纳污能力动态变化模拟及限制排污总量核算,并基于近期太湖限制排污总量研究成果,提出环太湖分区逐月入湖水质浓度的平均值在经过简单的技术修正后,可作为近期太湖各分区入湖河道的水质控制浓度要求,为太湖流域近期水环境定量化管理提供了技术支撑。     

钦州湾三墩作业区排污阈值的数值模拟研究

排污容量的研究对海洋生态环境保护有重要意义。随着钦州湾茅尾海污染呈逐渐严重趋势,为改善水质状况,钦州市将排污口外迁至三墩作业区,因此,研究该区域的排污阈值可为决策提供科学依据。本研究通过一阶降解系数的物质对流-扩散模型模拟钦州湾三墩区不同排污口的扩散情景,选出最优排污口并计算排污阈值。研究表明:不同排污口排放的物质扩散方向基本为SW-NE向,同时西南端排污口的污染物扩散范围小于东北端排污口的污染物扩散范围,因此三墩作业区的最优排污口位置位于西南端(21.601 101°N,108.670 364°E);CODCr、TN和TP分别执行≤60 mg/L、≤40 mg/L和≤0.5 mg/L标准时,相应的排污阈值依次为76 845.25,1 581.7和150.2 t/a。     

水葫芦生态型河道水流特性及污染物扩散数值模拟

以水葫芦生态型河道为研究对象,采用数值模拟方法应用二维水动力模型对水葫芦生态型河道的流场进行模拟计算,建立了水葫芦生态型河道水质模型,对河道中污染物质的扩散和降解过程进行模拟,率定了有关参数,求得了浓度场的分布情况,分析了污染物在水体中的迁移规律,取得了较为满意的结果.     

闽江水利工程的环境水质效应问题

闽江干 -支流上众多水利工程的建设与运营 ,明显地影响了河流的水动力场因素和水化学场因素 .对河流地质作用类型与强度产生了强烈的影响 ,引发了沿江水文地质环境状况的变化 .使河流水体纳污、稀释扩散自净能力受到较大的影响 ,河流出现受污染程度日益加重、水环境恶化的趋势 ,使沿江城市和乡镇的水文环境质量受到明显的影响 .就此讨论了与水利工程建设和运营有密切关系的环境水文地质问题中的环境水质效应专题 .     

“引江济太”工程背景下河网稀释净污需水计算及其应用

在分析河网水体稀释容量和自净容量的基础上，以太湖流域“引江济太”工程为契机，探讨河网水系污染物稀释扩散和截留净化规律，建立河网稀释净污需水量的计算模式，给出引水总量和流量确定的方法．以张家港市引长江水改善市区河网水环境工程为例，研究引长江水改善水环境的总体方案和实施的可行性，运用河网一维水量水质模型，分析计算各种引水方案，并进行引水效果预测评估，确定了张家港市区河网的引水量和引水方案，为“引江济太”工程的实施提供理论依据和技术支持．     

鄱阳湖流域主要河道入湖污染物通量研究

采用对入湖河道水质水量同步监测的方法,通过水质水量数据计算进入鄱阳湖主要污染物通量以及主要污染物负荷比,为江西省有效减排入鄱阳湖污染负荷比,保障鄱阳湖流域水质安全,推进流域水环境综合整治提供科学依据。     

套孔应力解除法在危岩边坡地应力测量中的应用

为了研究边坡岩体的稳定状况并为某危岩边坡的治理工程设计与施工提供可靠理论依据,在边坡表面打进水平钻孔进行地应力测量.测量采用空心包体应力计完全温度补偿技术和自动化实时记录系统进行,通过实验数据整理并应用地应力专用计算程序计算分析得出了某危岩边坡地应力的大小、方向、倾角以及分布的基本特征,为边坡危岩治理工程设计与施工提供了理论依据,并在现场实施,收到了良好的社会、安全、环境、经济效益.     

某露天开采矿场岩质边坡稳定性分析

已知某露天开采矿坑岩质边坡的工程地质条件以及基本特征,在此基础上运用二维离散元数值分析方法模拟该岩质边坡在开挖后坡体内岩体的应力分布及变形特征,从而对岩质边坡的稳定性状况作出评价。数值分析结果表明,边坡在天然状态下是稳定的,开挖后,斜坡体只是局部浅表层的岩体沿着结构面有滑动,并没有发生整体失稳现象。     

鄂尔多斯盆地现今地应力测量及其在油气开发中的应用

油气田开发中实施水力压裂措施、部署和优化注采井网必须考虑现今地应力方向、大小及其分布规律.通过岩石声发射法、钻孔井臂崩落法、古地磁定向岩石差应变法以及岩石压缩等实验方法,测定了鄂尔多斯盆地伊陕斜坡区现今主应力大小和方向,并以吴旗探区为例,讨论了现今地应力在油气开发中的初步应用.认为伊陕斜坡区不同深度砂岩的现今最大水平主应力(δ1)值介于20.3～60.01MPa之间,与深度线性相关性好,相关系数=0.952;现今最大水平主应力方向为NE-NEE-近EW向,由盆地西南(西)向东北(东)方向逐步偏转变大.在现今应力状态下,吴旗探区中生界延长组长6储层NNE-NEE向裂缝系统在水力压裂过程中将首先启动张开并连通,最先形成有效主渗流通道,随着外界流体压力逐步增大,NW及NWW向裂缝系统可成为次级渗流通道;同时认为长61储层人工裂缝扩展方位约为NE-SW向,压裂缝为沿最大水平主应力方向延伸的垂直裂缝,且井孔相对稳定.     

引入环向压应力系数的竖井井壁空间被动土压力新解

若采用哈尔-卡门完全塑性准则,则通过简化滑移线法求解的竖井井壁空间被动土压力值偏大,在工程应用中偏于保守。为了更加准确地计算竖井井壁的空间被动土压力值,本文引入一个环向压应力系数,对哈尔-卡门完全塑性准则进行修正,此时井壁围岩微元体上径向正应力最大、环向正应力次之、轴向正应力最小,并针对轴对称竖井围岩被动极限平衡状态开展分析,从而推导了一般环向压应力系数下竖井井壁空间被动土压力计算新解。分析表明：环向压应力系数对竖井井壁空间被动土压力有较大影响,呈现环向压应力系数越大,井壁空间被动土压力值越小的特点。笔者建议在工程应用中,采用环向压应力系数为静止土压力系数的倒数时的竖井井壁空间被动土压力值。     

基于重度增加法的岩坡破坏过程流形元分析

考虑岩体边坡滑动大变形破坏特性和现有研究分析手段,提出利用第一作者团队开发研制的Geo SM A-3D,在现场岩体结构信息采集的基础上,建立岩体边坡空间数值模型,实体表征岩体三维模型;利用现代数值流形法(NMM)模拟岩体大变形破坏分析手段,在块体理论的基础上,运用有限元分析中经常用到的重度增加法,不断增加岩体的重度,直到岩体边坡中的"关键块体"产生滑动,使边坡发生大变形破坏;同时以最危险"关键块体"水平位移随重度增加发生突变为破坏依据,对边坡的安全系数进行评定.实例分析某边坡工程的破坏过程,实现了岩体边坡大变形数字表征,为边坡支护提出解决方案,为工程施工和边坡灾害的处置提供参考和借鉴.     

贵州凤冈梯子岩危岩体形成机理及稳定性分析

梯子岩危岩体位于凤冈县土溪镇,受河流下切的影响,坡体卸荷产生一系列变形。同时,常年性岩溶水对危岩体的冲蚀和梯子岩公路的通车,加剧了危岩体的不稳定性,为当地居民的生命财产安全埋下了巨大隐患。本文在野外调查的基础上,深入分析其形成机理,模拟其发展演变过程,运用极限平衡理论对其稳定性进行计算,并提出相应的防御对策。     

持续强降雨对有限土体土压力的影响规律

以安徽繁昌某小区南侧大型滑坡为研究对象,该滑坡在持续强降雨作用下复滑,导致原有挡土墙破坏,运用野外地质调查、工程地质勘察、数值模拟及物理模型试验等方法,研究了暴雨对滑体土压力的影响规律、滑体在暴雨作用下的破坏机制,查明了滑坡的稳定性,以及不同工况下墙后土压力的分布规律。调查研究结果表明：该滑坡在天然状态下处于稳定~欠稳定状态;在暴雨状态下处于欠稳定~不稳定状态,在持续强降雨状态下处于不稳定状态,自墙顶至土岩接触面,墙后土压力分布呈先增大后减小再增大的趋势;持续强降雨作用下,土压力相较于天然状态显著增大,斜坡塑性区逐渐发展,直至形成贯通滑面,斜坡水平位移陡增,发生滑动破坏;在稳定状态下,抗剪强度参数的变化对墙后土压力及滑坡稳定性并无影响,当土体抗剪强度参数小于某一临界值时,土压力随着抗剪强度参数减小呈非线性增长。     

煤层等软岩层地应力研究新方法及其应用

目前煤层等软岩层地应力研究方法匮乏,地应力测量难度很大,因此有关煤层垮塌失稳力学机理的研究还无法深入.针对这一现状,利用含煤层系地层中硬岩层的地应力实测结果,以组合弹簧模型为基础,计算出构造作用引起岩层水平方向的应变量,并以此作为整个含煤层系地层地应力有限元分析的边界条件,建立含煤岩层地应力有限元分析模型,将硬岩层的地应力实测、理论模型计算以及有限元数值模拟三者有机结合起来,反演得到煤层等软岩层的地应力状态,从而建立起一套煤层等软岩层地应力研究的新方法.     

纵向增强体土石坝设计理论在方田坝水库中的应用

基于工程实践,提出一种新坝型——纵向增强体土石坝。该坝型以常规土石坝为依托,在其内部建造集防渗与受力为一体的混凝土刚性结构体(纵向增强体),使其成为"刚柔相济"的坝工结构。在进行变形分析计算时,理论上将此纵向增强体作为竖向固端梁,考虑其承受上、下游水荷载与坝体堆石的作用力,特别是堆石沉降引起的纵向增强体表层的下拉荷载作用,同时考虑到纵向增强体在坝体中分割了上、下游坝壳料连续的应力应变关系,在各种工况下的力学表现更接近于挡土墙作用。根据提出的"纵向增强体土石坝"设计计算方法,结合工程实践,重点介绍纵向增强体土石坝在四川通江方田坝水库设计中的应用。     

露天矿排土场相似材料模型实验研究

为了对元宝山露天矿排土场边坡稳定性作出客观评价，采用相似材料模型实验的方法对排土场进行物理模拟。结果表明：随着排土工作线发展，荷载增加，测点的位移和应力变化特征为：应力趋向负值．出现拉应力，岩体在变形，并且容易破坏，同时位移明显增大。该结论为元宝山露天矿排士场下一步排土方案、边坡监测方案和边坡整治防滑措施的制定提供决策依据。