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江心洲地下水浸没预测与控制研究

刘亚南 周志芳 杨蕴 李明远

刘亚南, 周志芳, 杨蕴, 李明远. 江心洲地下水浸没预测与控制研究[J]. 水利水运工程学报, 2018, (6): 62-69. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.06.008
引用本文: 刘亚南, 周志芳, 杨蕴, 李明远. 江心洲地下水浸没预测与控制研究[J]. 水利水运工程学报, 2018, (6): 62-69. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.06.008
LIU Yanan, ZHOU Zhifang, YANG Yun, LI Mingyuan. Prediction and control of groundwater immersion of the mid-channel bar[J]. Hydro-Science and Engineering, 2018, (6): 62-69. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.06.008
Citation: LIU Yanan, ZHOU Zhifang, YANG Yun, LI Mingyuan. Prediction and control of groundwater immersion of the mid-channel bar[J]. Hydro-Science and Engineering, 2018, (6): 62-69. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.06.008

江心洲地下水浸没预测与控制研究

doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.06.008
基金项目: 

国家重点研发计划资助项目 2016YFC0402803

国家自然科学基金资助项目 41572209

详细信息
    作者简介:

    刘亚南(1990—),女,河北邢台人,硕士研究生,主要从事地下水运移模拟研究工作。E-mail: liuynang@163.com

    通讯作者:

    周志芳(E-mail: zhouzf@hhu.edu.cn)

  • 中图分类号: P641

Prediction and control of groundwater immersion of the mid-channel bar

  • 摘要: 针对新干航电枢纽工程引起的库区江心洲浸没问题,通过建立江心洲浸没评价的地下水三维非稳定流有限元渗流模型,在多年平均水文条件下,按堤外抬田防渗和堤内多种浸没控制措施(防渗墙与减压井联合布设工况方案)进行浸没评价和控制预测。结果表明:①在无防渗措施工况下,江心洲迅速发生顶托型浸没,而防渗墙可延缓江心洲堤内浸没发生的时间,同时在堤外抬田,可有效控制浸没程度;②对比预测不同的减压井(井径及其与防渗墙的垂直距离)布设方案的运行效果,结果显示在大井径且井列线位于居民建筑物临界处时,能够有效控制江心洲堤内的浸没范围;③防渗墙与减压井联合布设时,在达到浸没控制要求的条件下,防渗墙可大大减小减压井排水量。不同工况的对比研究可为新干航电枢纽工程库区江心洲浸没控制及方案设计提供科学依据。
  • 图  1  江心洲抬田前地表高程分布、防渗措施布设及地层剖面

    Figure  1.  Topographic distribution without immersion control measures, anti-immersion measures and strata profile of mid-channel bar

    图  2  研究区模型剖分与参数分区

    Figure  2.  Model partition and parameter partitioning in the study area

    图  3  各监测井承压水位埋深计算值与实测值拟合

    Figure  3.  Fitting of calculated and measured confined water levels below surface in observation wells

    图  4  工况1浸没范围和程度

    Figure  4.  Immersion range and degree of study area under condition 1

    表  1  研究区各地层水文地质参数

    Table  1.   Hydrogeological parameters of various layers in study area

    分区渗透系数/(m·d-1)给水度贮水率/m-1地下水净
    补给系数
    壤土层黏土层细砂层砂卵砾石层基岩层壤土层黏土层细砂层细砂层砂卵砾石层基岩层
    a---791×10-4----2.70×10-71.67×10-90
    b--6571×10-4--0.15-2.63×10-71.67×10-90.003
    c1.00.506571×10-40.050.05-1.79×10-69.12×10-81.67×10-90.003
    d0.60.273571×10-40.050.05-1.79×10-69.12×10-81.67×10-90.003
    e0.60.273241×10-40.050.05-1.79×10-69.12×10-81.67×10-90.003
    f--6571×10-4--0.15-2.63×10-71.67×10-90.011
    g1.00.806571×10-40.050.05-1.79×10-69.12×10-81.67×10-90.011
    h1.00.803571×10-40.050.05-1.79×10-69.12×10-81.67×10-90.011
    i1.00.803241×10-40.050.05-1.79×10-69.12×10-81.67×10-90.011
    j1.01.003571×10-40.050.05-1.79×10-69.12×10-81.67×10-90.011
    k--6571×10-4--0.15-9.12×10-81.67×10-90.011
    l--6571×10-4--0.15-2.63×10-71.67×10-90.042
    m--6571×10-4--0.15-2.63×10-71.67×10-90.042
    n--3241×10-4--0.15-2.63×10-71.67×10-90.042
    o--3571×10-4--0.15-2.63×10-71.67×10-90.042
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    表  2  防渗措施布设情况

    Table  2.   Arrangements of anti-immersion measures in study area

    工况防渗墙减压井是否抬田
    类型布设位置井径/m排渍高程/m布设位置(堤后)/m
    工况1-----
    工况2-----
    工况3A→D---
    工况4深入到砂卵砾石层底部B→A→D→C---
    工况5B→A→D→C→B---
    工况6深入到砂卵砾石层顶部B→A→D→C→B---
    工况7--0.630.42
    工况8--0.630.418
    工况9--0.230.418
    工况10--0.430.418
    工况11A→D0.630.418
    工况12深入到砂卵砾石层底部B→A→D→C0.630.418
    工况13B→A→D→C→B0.630.418
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    表  3  各工况下江心洲浸没面积统计

    Table  3.   Statistics of immersed area in mid-channel bar under different conditions

    方案编号浸没分区浸没面积/(104m2)浸没面积与江心洲陆地面积比
    严重浸没中度浸没轻度浸没总浸没
    工况1堤外19.071-55.00574.0750.465
    堤内5.00449.95015.64570.5990.443
    工况2堤外0-000
    堤内4.90050.01315.68770.5990.443
    工况3堤内4.89849.86915.83270.5990.443
    工况4堤内4.96750.02115.61270.5990.443
    工况5堤内4.99850.18415.45870.6400.443
    工况6堤内4.89850.00615.69570.5990.443
    工况7堤内02.51616.24818.7640.118
    工况8堤内0.0222.0414.1956.2590.039
    工况9堤内0.10216.86220.05437.0180.232
    工况10堤内0.0222.44111.85114.3140.090
    工况11堤内0.0341.5703.7405.3440.034
    工况12堤内0.0341.4153.5134.9630.031
    工况13堤内0.0341.2453.1204.3990.028
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-12
  • 刊出日期:  2018-12-01

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