庄超
- 作品数：15 被引量：82H指数：6
- 供职机构：河海大学地球科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金水利部公益性行业科研专项中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球水利工程交通运输工程更多>>
- 基于承压含水层水力响应的溪洛渡水电工程区谷幅收缩变形预测研究被引量：6
- 2019年
- 溪洛渡高拱坝位于一个向斜盆地内,区域水文地质的一个典型特征是盆地内下覆有一个完整延伸的阳新灰岩承压含水层。水库蓄水以来上下游库岸边坡发生了明显的谷幅收缩变形,主要是由于水库蓄水引起承压含水层孔隙水压力增加,从而引起灰岩地层因有效应力减小而产生膨胀,以及相对隔水层底板扬压力增加所引起的。基于承压含水层水力响应规律,建立了谷幅收缩变形反演及预测的解析模型,分别预测了在变形速率小于0.01,0.001mm/d两个收敛准则下的谷幅收缩变形收敛时间以及收敛值。所建立的反演预测模型能够较好地重现谷幅收缩变形历时曲线,反映出谷幅收缩变形与库水位变化具有高度的相关性。模型预测结果显示,溪洛渡水电工程的谷幅收缩变形已趋于收敛。
- 庄超周志芳李鸣威王锦国
- 关键词：承压含水层
- 弱透水层瞬态水力参数的地质统计反演识别研究
- 2024年
- 弱透水层释水变形伴随着水力参数(渗透系数K和贮水率Ss)的瞬态变化,传统的“移动窗口”式反演方法假定每个反演窗口的初始状态是静态的,这与弱透水层释水变形存在明显滞后效应的实际情况不符。本文提出了在高维参数反演优化情境下,时间域上模型参数的动态变化可与空间域上模型参数的一维非均质性等价,因而可用地质统计反演方法可用于识别弱透水层瞬态K和Ss的新思路,实现了该方法在水文地质领域的创新性应用。以上海越流含水层系统为例,运用似线性地质统计反演算法,高精度地拟合了F16分层标处的长观变形数据,获取了原位透镜体状弱透水层K和Ss的瞬态特征。反演结果显示,观测时段内K的变幅为1.02×10^(-5)~5.89×10^(-4)m/a,平均值为1.38×10^(-4)m/a,Ss的变幅为4.34×10^(-4)~6.02×10^(-3)m^(-1),平均值为2.65×10^(-3)m^(-1)。基于反演所得参数瞬态特征,分析原位弱透水层在1994年前后分别以弹性和塑性变形为主,弱透水层K呈现与含水层水位相反的季节性变化特征,该现象可能与渗流力作用下细粒物质在含水层与弱透水层透镜体交界面附近的对孔隙的阻塞和疏通作用有关。该方法可获取完整观测时段内水文地质参数的动态变化轨迹,在计算评价地表水-地下水交互领域的河床渗透性、原位修复领域的渗透反应墙渗透性等的动态演化特征方面具有潜在的应用价值,并可作为构建水文地质领域、岩土工程等领域有关本构模型的有效辅助手段。
- 庄超余文平严龙张健翼窦智杨蕴周志芳王锦国
- 关键词：弱透水层
- 论地下水资源的永久性消耗量被引量：21
- 2014年
- 针对传统的水文地质学中地下水资源被定义为可逐年得到恢复的地下淡水量,本文通过分析含水层系统的组成特点、含水层和弱透水层的释水特征,揭示了地下水资源的永久性消耗机理。结合苏锡常地区近30年内大规模开采地下水资源过程中地下水位变化以及地面沉降的实测数据,研究了地下水被大量抽取后含水层系统的永久性压缩。含水层系统的释水变形直接导致了永久性的地面沉降和地下水储存空间的缩减,原本储存在含水层系统中的部分地下水资源将无法得到恢复储存,无法恢复的这部分地下水资源其实已被永久性地消耗了。永久性消耗的地下水资源总量与地面沉降的总体积基本一致,结合苏锡常地区含水层系统常年开采后引起的地面沉降量估算,得出永久性消耗的地下水累计量约占该区域地下水开采总量的41.8%~65.8%。
- 周志芳郑虎庄超
- 关键词：地下水资源含水层系统地面沉降
- 水库库盘变形的特征及其地质成因分析被引量：8
- 2019年
- 不同于一般的库岸变形,库盘变形、谷幅变形是水库蓄水引起的新的工程地质问题,直接关系到水库大坝的安全运行。监测发现,已建的多座水库在蓄水过程中库盘出现下沉或抬升变形。本文以库盘变形较为典型的溪洛渡、铜街子、江垭、锦屏一级、小湾几个水电站为例,基于水电站所处的地质环境,从水库蓄水引起的区域水文地质条件变化角度分析库盘变形的地质成因条件。研究发现,地形地貌、地层岩性、地质构造和水文地质条件是发生库盘、谷幅变形的内在因素,而水库蓄水位、蓄水过程是诱发库盘、谷幅变形最重要的外在因素,外因通过内因而起作用。研究成果将为在建、待建水电工程建立正确的库盘变形、谷幅变形物理模型,准确计算、分析、预测可能发生的库盘、谷幅变形提供科学依据。
- 周志芳庄超李鸣威郭巧娜李雅冰
- 关键词：水库蓄水地质成因水文地质条件
- 白鹤滩水电工程左岸玄武岩层间错动带渗透破坏预测与防治模拟被引量：10
- 2020年
- 金沙江白鹤滩水电工程坝区发育有数条规模较大的、对工程有直接影响的玄武岩层间错动带。错动带内充填碎屑夹泥,当大坝建成蓄水之后,在高水头差下容易发生渗透破坏,可能影响坝区水工建筑物运行的安全和稳定。针对厂坝区的地形地貌、地质结构、大坝水工建筑物和防渗排水系统的设计布置特点,建立了坝区左岸三维有限元精细模型。并采用插值拟合的方法确定特定断面边界的地下水位,计算模拟了运行期白鹤滩电站左岸坝区渗流场的变化规律和水力梯度场的分布,并结合在现场开展的错动带的渗透破坏试验数据,确定了错动带的允许水力梯度,评价错动带内渗透破坏的可能性。研究结果表明:现有的渗控措施在坝区形成了明显的降落漏斗,地下厂区防渗排水系统效果良好,渗压得到了有效控制。然而C2错动带内部分区域的水力梯度超过允许水力梯度,可能会发生渗透破坏。提出设置截渗洞和加强帷幕的防治措施,并模拟验证了这一措施可以较好地截断渗漏通道,保障厂房安全稳定运行。
- 周志芳沈琪石安池庄超陈朦李鸣威
- 关键词：白鹤滩水电站层间错动带
- 裂隙岩体渗透张量的特征值扰动分析被引量：6
- 2015年
- 裂隙岩体渗透张量是基岩地区地下水研究中非常重要的水文地质参数。基于裂隙岩体渗透张量的基本表达式和矩阵特征值扰动理论,以青岛黄岛地下洞库现场试验成果为例,在查明了岩体中裂隙的空间产状、位置基础上,建立了裂隙渗透性与岩体整体渗透张量之间的定量关系,分析了单条裂隙和单组裂隙渗透张量特征值的扰动问题,提出了优势裂隙渗透性对岩体整体渗透张量贡献的评价方法。研究结果表明,并非岩体中发育的裂隙对渗流都具有均等的作用,而只有优势裂隙组中的优势裂隙在裂隙渗流问题中占主导地位。这些成果对于基岩地区地下水资源开发和评价、地下水污染预测和控制、地下工程渗流计算和控制都具有重要的意义。
- 周志芳庄超
- 关键词：渗透张量裂隙岩体矩阵特征值
- 水库库盘变形的特征及其地质成因分析
- 不同于一般的库岸变形,库盘变形、谷幅变形是水库蓄水引起的新的工程地质问题,直接关系到水库大坝的安全运行.监测发现,已建的多座水库在蓄水过程中库盘出现下沉或抬升变形.本文以库盘变形较为典型的溪洛渡、铜街子、江垭、锦屏一级、...
- 周志芳庄超李鸣威郭巧娜李雅冰
- 关键词：水库蓄水地质成因
- 一种长期观测资料确定弱透水层参数的方法被引量：5
- 2017年
- 弱透水层是含水层系统的重要组成部分,要准确计算弱透水层释水量和变形量需事先确定弱透水层的渗透系数和贮水率值。基于一维含水层系统概念模型,在相邻含水层降深随时间线性增大的边界条件下,推得了无量纲形式的弱透水层降深解析解,分析了弱透水层中滞后降深消散规律。根据水量均衡方程得到了弱透水层累计压缩变形量随时间变化的标准曲线,并提出了一种配线法用以确定弱透水层的渗透系数和贮水率,该配线法能够反映弱透水层释水变形过程的滞后性。以上海含水层系统为例,运用配线法确定了f_(10-7)分层标处第2弱透水层的渗透系数为4.26×10^(-10)m/s,贮水率为2.22×10^(-4)m^(-1)。对于具有长序列变形和水位观测资料的含水层系统,该方法具有一定的适用性。
- 庄超周志芳韩江波
- 关键词：弱透水层水力参数解析解
- 溪洛渡水电站谷幅变形成因与形成条件被引量：13
- 2018年
- 基于溪洛渡水电站地质环境,从水库蓄水引起的区域水文地质条件变化入手分析溪洛渡水电站谷幅变形的成因、研究谷幅变形的形成条件。结果表明:溪洛渡水电站水库蓄水引起的谷幅、库盘变形与电站位于永盛向斜盆地内、坝基玄武岩层下埋藏有厚层阳新灰岩承压含水层有关,谷幅、库盘变形规律与库区区域地质、水文地质条件和水库蓄水位、水库蓄水过程等密切相关;库盘变形、谷幅变形属于一种特殊的库岸变形。
- 周志芳李鸣威庄超郭巧娜
- 关键词：水库水文地质承压含水层溪洛渡水电站
- 疏干条件下隧洞涌水量及孔压分布解析研究被引量：4
- 2020年
- 隧洞涌水和孔隙水压力计算一直是地下工程领域最为关注的焦点问题,然而对于疏干条件下隧洞涌水量及衬孔隙水压力的变化规律仍未得到很好的解决。针对浅埋、深埋及衬砌隧洞分别进行解析分析,然后利用数值计算方法反算出关键参数(影响距离、等效地下水位及衬砌等效地下水位)的计算公式,进一步提出了隧洞涌水量的解析公式,探讨了孔隙水压力的分布规律。结果表明,疏干条件下隧洞涌水量取决于隧洞半径、初始地下水位高度及围岩与衬砌相对渗透性,其中围岩与衬砌相对渗透性起到决定性因素;衬砌圈显著改变了隧洞涌水量大小与外水压力分布规律,随着相对渗透性的增大,孔压解析解与数值解的拟合程度逐渐提高;通过与传统解析公式及数值的相互对比,提出的解析公式真实刻画了浅埋、深埋和衬砌隧洞渗流场特征,计算结果更加合理和准确。
- 吴建周志芳庄超
- 关键词：隧洞涌水量孔隙水压力数值模拟
