西北某灌区渠道渗漏数值试验分析研究

发布时间：2024-12-24 22:10

　　 针对西北地区某灌区渠道开展渗漏性数值试验,引入有限元计算渗漏理论,建立数值分析模型,分析了影响渗漏特性的特征因素,研究了渠水位与地下水位对渠道渗漏影响,渠水位、地下水位分别与渗漏量呈正相关,地下水位0.5m时,渠水位3m相比0.5m渗漏量增长了2.94倍,同一渠水位下,地下水位90m相比0.5m增长了13.7倍,但渗漏量在高水位下随渠水位增长速率会降低,地下水位90m时每增长0.5m渠水位,渗漏量平均增长2.1%。探讨了不同衬砌布设形式对渠道渗漏影响,综合考虑渠道入渗量不宜过大与浸润线下降高程两方面,以两侧渠底布设衬砌结构,入渗量适中,浸润线下降亦较合理,浸润线下降0.445m。揭示了格宾石笼宽度对渠道渗漏影响规律,宽度增大,渗漏量与浸润线高程均增大,宽度为0.01m时,渗漏量1.88×10-5m3/s,宽度增大1000倍,渗漏量增大1个多量级;宽度0.5m为渗漏量增长变化临界拐点,超过0.5m宽度时,渗漏量增长较缓;为探讨渠道渗漏特性及衬砌结构布设提供参考。

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【部分图文】：

图2 渠道现状

图1不同衬砌结构布设形式根据对灌区内地质调查及土层钻孔发现，灌区内属河流冲积阶地，区域内无不良地质现象，场地条件较高，北部高程高出南部162m，且北部土层分布亦较厚，主要为耕种栗钙土，含水量较高，最厚处超过11m，土壤偏碱性，另还有厚度约3.5m的冻土层与种植土堆积交织。灌区内....

图1 不同衬砌结构布设形式

西北地区由于水资源受干旱气候影响，造成农业灌溉水资源极为珍贵，故而引黄河之水解决灌区水源匮乏的棘手问题。灌区包括有输水渠道、灌水设施、引水设施等，而在本文研究对象所在灌区共有干渠5条、支流渠7条，最长渠道可达60km，均可实现农业用水灌输到农田中，可帮助灌溉农田面积5.33万hm....

图3 几何模型及数值模型

本文将利用Geo-Studio有限元软件开展分析，以SEEP/W模块建立分析模型，渠道渗流量45m3/s，输水总量按照渠道放大系数换算，其中本工程中渠道放大系数参数设置为1.3，渠道模拟计算基本尺寸设定为宽、高为20,3.5m，坡度为0.751，研究区域分别向上下游延伸500m，....

图4 渗漏量分布云图（左、右分别为地下水位0.5,90m)

分别给定渠水位为0.5,1,1.5,2,2.5,3m，地下水位为渠底0.5,9m，为分析方便，本文给出在地下水位0.5,9m下、渠水位分别为1,2,3m的工况渗流结果云图，如图4。依据渗流结果云图给出各个工况下渠道渗漏量，如图5。

本文编号：4019997