渠道降排水方案优化设计.pdf
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1、第 3 5卷第 1期 华 北 水 利 水 电 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) V o 1 3 5 N o 1 2 0 1 4年 2月 J o u r n a l o f N o r t h C h i n a U n i v e r s i t y o f Wa t e r R e s o u r c e s a n d E l e c t r i c P o w e r( N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n ) F e b 2 0 1 4 DOI : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 25 6 3 4 2 01
2、 4 0 1 0 0 6 渠道 降排水方案优化设计 李志萍, 韩 亚,刘攀峰 ,于福荣 ( 华北 水利 水电大学, 河南 郑州 4 5 0 0 4 5 ) 摘要 : 依据研 究区水文地质 条件 及经验公式 计算结果 , 对 温博 标 渠道采 取渠道 一侧设计 管井 降排水 并提 出 3 种设计 方案 方案 1 : 井间距 2 5 m, 单井抽水量 4 8 0 r f l d ; 方案 2 : 井间距 3 5 r n , 单井 抽水量 6 0 0 i n d ; 方 案 3 : 井间距 5 0 m, 单井抽水量 7 2 0 n l d 运用 V i s u a l MO D F L O W 进行
3、模 拟计 算 , 通过对 3种设 计方案 的模 拟 结果进行分析 , 在方案 2的基础上对渠道 降排水方 案进行 优化设计 , 得 出最优 降排水方 案为 : 渠道 断 面 c 和断面 , J 之间井间距调整为 1 8 m, 仍采用左侧单边抽水 , 渠道其他各处抽水井 间距仍 为 3 5 in , 所有抽水 井 单井抽水量 均为 6 0 0 m 。 d , 总井数 3 5 7口, 抽水 3 0 d后渠道水位低于控制水位 9 8 6 m 该 降排 水设计方 案 可满足施 工要求 且经济合 理 , 为指导工程施工提供 了重要依据 关键词 : 渠 道降排水 ; V i s u a l M O D F
4、 L O W 数 值模 拟 ; 降排水方案优化 中图分类号 : T V 5 5 1 4 1 2 文献标识 码 : A 文章编号 : 1 0 0 25 6 3 4 ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 0 2 6 0 4 南水北调 中线一期工程总干渠黄河北一羡河北 段 , 起点 位于 河南 温县境 内的穿黄 工程 末端 , 终点 位 于 河 南 汤 阴 县 境 内 的 羡 河 倒 虹 出 口, 全 段 总 长 1 9 5 2 4 9 k m 温 博 段 ( 桩 号 1 V 0+o 0 0 1 V 9+1 6 0 , 1 O+ 5 4 0 一 2 8+ 5 0 0 ) 是 南水 北 调 中线 一 期
5、 工 程 总 干渠 渠段 ( 黄河 北一 菱 河北 ) 的组 成 部 分 , 位 于 渠段的起始端 , 地域上属于焦作市的温县和博爱 县境 内, 总长度为 2 7 1 2 k m 此次降水 方案设 计及 模拟范围主要为温博段第二施 工标段 ( 下简称 “ 温 博段 标” ) , 温博段 标 总干渠设计桩号为1 0+ 5 4 O 一 2 2+ 0 0 0 , 标 段 长 度 1 1 4 6 k m, 标 段 主 要 包 括长 度 为 l 1 2 1 8 k m 的明渠 以及各 类建 筑物 1 5座 结合 研究 区具 体 水 文 地 质条 件 , 运 用 V i s u a l MO D F L
6、O W 进行模拟计算 , 在对 3种设计方案的模拟结果 进行分析对 比的基础上 , 对渠道降排水方案进行优 化设 计 , 从而 确定 最优 降排水 方案 1 工程水文地质条件 温博 标渠段属黄沁冲积平原地貌 , 地下水开 采深度范围内地层为第 四系松散层 , 勘探深度范 围 内的地层岩性上部为黏性土 , 即以黄土状 重粉质壤 土 为主 、 中粉 质 壤 土 次 之 , 含 有 轻 粉 质 壤 土 和 砂 壤 土 ; 下部为细砂或 中砂 场区地下水可划分为第 四系 松 散层 孔 隙潜 水 和第 四系松 散层 孔 隙承压 水 其 中 , 潜 水主 要赋存 于 黄 土状 壤 土 和 粉 质壤 土 中
7、 , 厚 度 一 般 为 l 5 2 0 m, 局 部 渠段 大 于 2 0 11 3 承 压 水 主要 赋 存 于 粉 细 砂 和 中砂 层 中 , 含 水 层 埋 深 一 般 为 1 5 2 0 i n , 单层厚度一般为 5 1 0 I n 根据水文地质勘探 结果 , 承压水位高程一般 为 9 91 0 3 m, 和上部潜水 水位基本一致 , 承压性不 明显或具有弱 承压性 由抽水试验结果得出上部黏性土层的综合渗透系数 建议 值 为 3 5 41 0一 2 5 51 0 c m s ; 下 部砂 层 渗 透系 数为 7 8 71 0 c m s 2 模型 的建立 2 1水 文地 质模 型
8、 的概 化 根 据 水 文地 质 调查 结 果 , 此 次模 拟 的对 象是 第 四系孔隙含水层 由于含水 层在垂直方 向上渗透性 差距 较 大 , 因此此 次模 拟在 垂 向上 共 分为两 层 , 上层 为 渗透 性较 弱 的黄土状 壤 土 、 粉 质黏 土 , 厚 度 为1 5 2 0 m; 下层 为渗 透性较 好 的粉细 砂 以及 中砂 , 厚 度 为 5 1 0 m 收稿 日期 : 2 0 1 3 0 8 2 4 基金 项 目: 国家 自然科学基金 ( 4 1 3 7 2 2 6 0 ) ; 河南省高校科技创新人才支持计划 ( 1 3 HA S T I T 0 3 5 ) 作者 简介
9、: 李志萍 ( 1 9 7 l 一 ) , 女 , 河北邯郸人 , 教授 , 博士 , 主要 从事水污染控制与环境影响评价方面的研究 第 3 5卷第 1期 李 志萍 , 等 : 渠道降排水方案 优化设计 2 9 表 3最优降排水方案不 同时间各 断面渠道最高点水位值 5 结 语 以南水北调中线一期工程总干渠渠段温博 标段 为 例 , 基 于 V i s u a l MO D F L O W 软件 , 建 立 了地下 水三维渗流数值模 拟模 型, 并 对 3个不 同的降水方 案分 别 进行模 拟 , 确 定 了 以渠 道 降 排水 方 案 2的设 计为 基 础 , 将 渠道 断 面 c和断 面
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- 渠道 排水 方案 优化 设计
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