干旱区平原水库渗流计算及周边盐渍化预测分析

摘要

在内陆干旱区修建平原水库能有效地缓解区域性缺水的问题，但由于水库坝线长，渗漏较山区水库更为严重，容易抬高下游地下水位，水库周边的地下水位便成为了影响土地生态环境的敏感因素。本文以坐落在半荒漠地区的新疆某大型平原水库为研究对象，针对可能出现的土壤盐渍化问题，用ABAQUS软件模拟计算水库渗漏后的下游地下水埋深，分析了水库周下游可能出现的土壤盐渍化的程度和范围，并研究典型的恰拉水库，探讨防治平原水库周边土壤盐渍化的措施。初步成果如下:
　　(1)利用ABAQUS模拟水库典型断面不同工况的坝体、坝基以及下游土壤中水的渗流历时形态，结果发现:在库水位为495m的实际情况下，渗流较为缓慢，预测水库开始运行75年后水库渗漏对下游地下水的影响会达到极限，距坝趾200m处观测点的地下水埋深由初始的10.48m上升至1.45m，距坝趾400m处观测点的地下水埋深由初始的10.60m上升至2.15m;在库水位为500m的最不利情况下:渗流速度比前一工况下有所加快，预测水库运行至40年时水库渗漏对下游地下水的影响会达到稳定状态，此时距坝趾200m处观测点的地下水埋深由初始的10.48m上升至1.25m，距坝趾400m处观测点的地下水埋深由10.60m上升至1.95m，随后会轻微上下波动。
　　(2)地下水临界深度是判别是否会出现土壤盐渍化现象的标准，经分析得知适用于水库下游的地下水临界深度为2.85m。
　　(3)针对可能出现的土壤盐渍化现象，由计算所得的典型断面处的地下水埋深历时数据，对比地下水临界深度，可预测水库下游可能出现的盐渍化情况，结果表明:1）在实际情况下，水库蓄水后，地下水埋深正好是临界地下水深(2.85m)的位置不断向远处移动，75年后趋于稳定，2095年时的盐渍化的范围最远，达到距离坝趾609m处;2)最不利情况下，由于渗流速度较大，地下水水位上升快，到2045年时渗流达到稳定状态。
　　(4)分析计算所得的典型断面处不同时间点的地下水埋深，可得出水库渗漏补给区的范围，结果表明:1）水库上游水位为495m的实际情况下，水库渗漏补给区的边界由初始的距坝趾300m的位置向大坝下游方向移动，到了水库蓄水后的第75年即2082年，渗漏补给区边界的移动趋于稳定;2）水库上游水位为500m的最不利情况下，水库渗漏补给区的边界由初始的距坝趾300m的位置向大坝下游方向移动，到了水库蓄水后的第40年即2045年，渗漏补给区边界的移动趋于稳定。
　　(5)对恰拉水库改善防渗措施前后的分析结果说明，完善坝体坝基的防渗措施对防治水库周边土壤盐渍化效果明显。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 问题的提出

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容与方法

1．4 本章小结

第2章 平原水库渗流计算及对下游地下水位影响的有限元分析

2．1 有限元法概述

2．2 渗流计算有限元法的原理

2．3 平原水库坝体坝基及下游渗流模型建立

2．4 计算结果分析

2．5 本章小结

第3章 平原水库渗漏引起的下游土壤盐渍化分析

3．1 概述

3．2 地下水临界深度

3．3 水库渗漏的影响范围

3．5 本章小结

第4章 探究防治平原水库周边土壤盐渍化的措施

4．1 工程概况

4．2 建立模型

4．3 结果分析

4．4 本章小结

第5章 结语与展望

5．1 结语

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简历