宁夏清水河流域黄土湿陷性规律分析
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大厚度自重湿陷性黄土预浸水处理技术的探讨[摘要]本文通过深入分析陕、甘、宁、青等省若干个湿陷性黄土场地预浸水处理的有关资料,结合宁夏扶贫扬黄工程11泵站地基预浸水处理设计、施工、观测等工作,对大厚度自重湿陷性黄土预浸水处理技术提出自己的一些认识,为类似工程地基处理方案的正确选择提供一些经验。
宁夏扶贫扬黄一期工程,包括红寺堡灌区工程、固海扩灌灌区工程和水源工程三部分。
灌区引水流量37.7m3/s,设计灌溉面积8.67万hm2,年用水量5.1亿m3,计划搬迁安置移民67.5万人。
在国家计划发展委员会下达的1999年国家重点建设项目名单中,宁夏扶贫扬黄灌溉一期工程已列为国家102个重点建设项目之一。
固海扩灌灌区水利骨干工程有主泵站12座,其中Ⅳ级自重湿陷性场地约占1/3,由我院承担的十、十一泵站地处清水河三级阶地,根据施工图阶段地质报告:十泵站场地湿陷性土层厚达25m,十一泵站场地湿陷性土层厚达36m,对于如此大厚度的湿陷性黄土地基,若设计处理措施不当,势必产生有害沉降,影响建筑物的正常使用,给国家带来重大经济损失。
因此在本次泵站设计中地基处理显得尤为重要。
根据本工程有关特点,地基处理方法采用预浸水处理。
由于预浸水处理地基目前对于处理大厚度自重湿陷性黄土应用还不很成熟,预浸水处理地基的耗水量、湿陷量、停水条件、稳定标准及处理后地基的压缩性和承载力等一系列问题有待于进一步研究,因此对于其研究显得意义重大。
一、目前的研究现状笔者对以上问题进行了大量的资料收集,综合陕、甘、宁、青等省若干个湿陷性黄土地基预浸水处理的有关资料,概述其成果如下:1.1 浸水坑面积大小对自重湿陷量的影响根据试坑浸水试验结果表明:面积较大的试坑具有较大的自重湿陷量,面积相近的试坑,其湿陷量基本相近,试坑的形状对湿陷量影响较小。
当浸水坑尺寸大小等于湿陷性土层厚度时,由于消除了侧边土阻力的影响,方可使自重湿陷充分发生,即试坑的最佳尺寸应等于湿陷土层的厚度且不小于10m。
湿陷性黄土的成因、危害及处理措施研究摘要:黄土在天然含水率时一般呈坚硬或硬塑状态且具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性,但遇水浸湿后,部分黄土即使在其自重作用下也会发生剧烈的沉陷,强度也随之迅速降低。
本文对失陷性黄土的成因、黄土的湿陷性的危害及黄土湿陷处理措施等问题进行了分析和研究。
Loess in the natural water content is generally rigid or hard plastic state and has high strength and low or moderate to low compression, but the water soaked, part of loess even in its gravity will be severe subsidence, strength also decreases rapidly. In this paper, the causes of collapse loess collapsibility of loess collapsibility of loess hazards and measures of problem analysis and research关键词:失陷性黄土;成因;危害;措施一、湿陷性黄土的成因在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土,属于特殊土。
黄土的湿陷性是指黄土在天然低湿度下往往具有明显的高强度和低压缩性,但遇水浸湿后会发生变形大幅度突增和强度也随之迅速降低的现象。
湿陷产生的根本原因是黄土具有明显的遇水连接减弱,结构趋于紧密的有利于湿陷的特殊成分和结构。
黄土湿陷性强弱与其微结构特征、颗粒组成、化学成分等因素有关。
在同一地区,土的湿陷性又与其天然孔隙比和天然含水量有关,并取决于浸水程度和压力大小。
宁夏黄土丘陵山区水库坝前淤积土沉积规律研究宁夏黄土丘陵山区水库坝前淤积土沉积规律研究引言:宁夏是我国黄土高原的重要组成部分,其地势多为黄土丘陵山区。
在这样的地理背景下,水资源的合理利用成为了当地经济和生态发展的重要问题。
水库建设是解决这一问题的有效手段之一。
然而,随着水库使用的持续,坝前淤积土沉积问题日益凸显。
因此,研究坝前淤积土的沉积规律对于合理管理水库和保护水库生态环境具有重要意义。
一、宁夏黄土丘陵山区水库坝前淤积土的形成机制在宁夏黄土丘陵山区,水库坝前淤积土是由周围山体侵蚀的土壤物质与来自水库冲刷物和湖泊沉积物共同堆积形成的。
首先,由于坡面的降水冲刷和沟谷的侵蚀,山体土壤物质会通过水流被带到水库坝前。
其次,水库蓄水后,湖泊沉积物会随着入库水和河流水泥沙一同沉积在坝前。
这些沉积物的堆积淤积形成了坝前淤积土。
二、宁夏黄土丘陵山区水库坝前淤积土的主要特点1. 富含黏粒和有机质:黄土主要由黏粒组成,而水库坝前淤积土是由周围土壤及水库冲刷物等混合而成,因此其黏粒含量较高。
同时,水库周边的生态环境良好,有机质含量也相对较高。
2. 不均匀分布:由于水库坝前淤积土是多个来源物质混合而成,其分布不均匀。
淤积土主要集中在坝区和河口等位置,局部区域可能会出现明显的淤积现象。
3. 淤积速度较快:由于水库持续蓄水,水库坝前淤积土的沉积速度相对较快。
据初步测算,某些地区的淤积速度达到了10-20厘米/年。
三、宁夏黄土丘陵山区水库坝前淤积土的影响因素1. 坡耕地和水土保持措施:宁夏黄土丘陵山区主要依靠坡耕地农田进行粮食生产,而坡耕地的开垦和耕作会导致大量颗粒物、有机质和养分的流失,进而加剧了坝前淤积土的沉积速度。
因此,合理规划农田和实施水土保持措施对减缓淤积土的形成具有重要意义。
2. 水库蓄水和开放放水:水库蓄水和开放放水对于淤积土的形成具有重要影响。
过高的蓄水位和过大的放水量会加速坝前淤积土的沉积速度,而适度的蓄水和放水则有助于淤积土的平衡形成。
浅谈宁夏地区黄土的湿陷性危害及治理方法作者:张孟州曹亮来源:《科技视界》2015年第25期【摘要】宁夏地处西北地区,湿陷性黄土分布广泛,湿陷性黄土的沉陷,使地基发生不均匀沉降,造成建筑物及道路开裂、下陷及变形。
对人安全身及国家财产造成了巨大危害。
所以在湿陷性黄土地区,选择合理治理方法,对湿陷性黄土基础做好有效处理至关重要。
【关键词】湿陷性黄土;不均匀沉降;危害;治理方法0 概述黄土指的是在干燥气候条件下形成的多孔性具有柱状节理的黄色粉性土。
黄土主要分布于世界大陆比较干燥的中纬度地带。
全世界黄土分布的总面积大约有1300万平方公里。
我国的黄土的分布,西起甘肃祁连山脉的东端,东至山西、河南、河北交接处的太行山脉,南抵陕西秦岭,北到长城,包括陕西、陕西、宁夏、甘肃、青海等五个省区的220多个县市,面积达54万平方公里,占全国土地面积的百分之六。
我国西北的黄土高原是世界上规模最大的黄土高原,华北的黄土平原是世界上规模最大的黄土平原。
中国黄土按地质形成年代和工程特性基本划分为下列4个地层:(1)早更新世黄土。
简称为Q1黄土,形成于距今70~120万年之间。
粉粒和粘粒含量比后期黄土要高,质地均匀,致密坚硬,低压缩,无湿陷性;(2)中更新世黄土。
简称Q2黄土,形成于距今10~70万年之间。
同样具有粉粒和粘粒含量比后期黄土要高,质地均匀,致密坚硬,低压缩性的特点。
但其最上部已表现出轻微湿陷性,是西北地区黄土地层的主体;(3)晚更新世黄土。
简称Q3黄土,形成于距今0.5~10万年之间。
质地均匀,但较疏松,肉眼可见大孔,具湿陷性或强烈湿陷性;(4)全新世黄土。
简称Q4黄土,形成于距今5千年内。
一般土质疏松,肉眼可见大孔,具湿陷性或强烈湿陷性。
通常将早期和中期形成的Q1和Q2黄土统称为老黄土,将其后形成的Q3和Q4黄土称为新黄土,可以看出通常所说的湿陷性黄土指的就是新黄土。
宁夏黄土多分布在固原市及同心县周边地区,还有部分分布在盐池县及灵武市周边地区(本地区主要为黄土状粉土)。
例析湿陷性黄土水分场一、数值模型的确定根据宁夏湿陷性黄土路基模型确定模型尺寸为:路基宽度24.5m,路基高度8m,填方边坡1:1.5。
由于路基模型的对称型,取一半的路基来作分析。
黄土的地下水位一般较深,离边坡底面取1m的深度,方向为水平方向;因地下水位较深,两侧边界按零流量边界计算;边坡顶面为入渗边界,表达降雨入渗的作用方式;坡底为不透水边界,其单元流量设置为零。
在考虑计算精度和求解工作量的情况下,选择四边形和三角形网格相结合进行网格划分工作,网格间距0.5m。
采用瞬态渗流分析,降雨持续时间为一天。
以指数增长的方式将一天来划分为多个时间段,通过确定合适的步数,以步数为卡尺,累计并保存不同时期的数据。
以便观察在一天的不同时间段下黄土路基的降雨入渗规律。
即观察降雨时间取值分别为0s、36s、278s、1904s、12840s、86400s。
根据我国对雨型的衡量标准,考虑在降雨强度分为大、中、小三种条件下,分析路基的渗流变化情况。
大雨、中雨、小雨的降雨强度具体取值为:5mm/d、20mm/d、35mm/d。
数值模拟中重要黄土参数如下:二、数值模拟结果(1)降雨前水分分布及孔隙水压力分布图1.1 初始状态下体积含水量分布图1.2 初始状态下孔隙水压力分布(2)降雨后水分分布及孔隙水压力分布(小雨)图2.1降雨24小时后体积含水量分布图 2.2降雨24小时后孔隙水压力分布为了减少篇幅,其他降雨强度下的模拟结果直接在后面的分析中展示。
三、结论分析(1)降雨前后总体分析1)初始条件下分析图1.1和1.2是在只有初始地下水位的条件下,经过稳态分析得出了坡体孔隙水压力及体积含水率的分布情况。
初始条件下,上部土体体积含水率较小,为0.06。
而负的孔隙水压力达到了-65kPa。
由坡顶至模型底部,含水率的变化是逐渐增大,而负孔隙水压力是逐渐减小的。
2)降雨后分析含水量图2.1是降雨强度为小雨的情况下,降雨时间24h的路基体积含水率的分布图。
湿陷性及湿陷性黄土概念及特征介绍在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土,属于特殊土。
有些杂填土也具有湿陷性。
广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。
(这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。
湿陷性黄土又分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土,也有的老黄土不具湿陷性)。
一、可能造成的危害在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害,选择适宜的地基处理方法,避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。
二、湿陷性黄土的工程特性湿陷性黄土是一种特殊性质的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。
在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。
当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。
故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害。
三、湿陷性黄土的颗粒组成我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒,占总重量约50~70%,而粉土颗粒中又以0.05~0.01mm的粗粉土颗粒为多,占总重约40.60%,小于0.005mm的粘土颗粒较少,占总重约14.28%,大于0.1mm的细砂颗粒占总重在5%以内,基本上无大于0.25mm的中砂颗粒。
从以下表1可见,湿润陷性黄土的颗粒从西北向东南有逐渐变细的规律。
土孔隙中的毛细作用,使水分逐渐集聚到较粗颗粒的接触点处。
同时,细粉粒、粘粒和一些水溶盐类也不同程度的集聚到粗颗粒的接触点形成胶结。
试验研究表明,粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用,由于在湿陷性黄土中砂粒含量很少,而且大部分砂粒不能直接接触,能直接接触的大多为粗粉粒。
细粉粒通常依附在较大颗粒表面,特别是集聚在较大颗粒的接触点处与胶体物质一起作为填充材料。
扬黄灌溉对宁夏清水河流域下游水资源影响分析张华;陈玉春;汪文浩【摘要】应用MIKE 11水文模型研究人类活动对清水河下游水资源的影响,为保护水资源提供技术依据.依据清水河1983-2009年实测降水径流资料,率定建立的清水河下游降雨径流模型参数,借助经过验证的降水径流模型分析人类活动对清水河上游水资源的影响.研究表明,清水河下游径流显著增加,灌溉引起清水河下游基流量显著增加是其径流量增加的主要因素.【期刊名称】《中国水利》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】3页(P44-46)【关键词】人类活动;水资源;清水河;MIKE 11;水文模型【作者】张华;陈玉春;汪文浩【作者单位】宁夏回族自治区水文水资源勘测局,750001,银川;宁夏回族自治区水文水资源勘测局,750001,银川;宁夏回族自治区水文水资源勘测局,750001,银川【正文语种】中文【中图分类】TV123大量开采地下水、灌溉等人类活动对宁夏水资源影响日益显著,农业、工业、生活和生态用水矛盾突出,宁夏水资源安全面临着严峻挑战。
鉴于此,研究人类活动对宁夏水资源的影响,分析原因并提出适应对策已十分迫切和必要。
本文应用水文模型对清水河流域下游1960年以来近50年实测径流进行模拟,分析人类活动对径流影响程度和原因,提出适应对策。
一、清水河流域介绍宁夏清水河流域为黄河一级支流,流域面积14 481 km2,全长320 km,河道平均比降1.49‰。
左岸有东至河、中河、苋麻河、西河、金鸡儿沟、长沙河,右岸有双井子沟、折死沟等流域面积大于500 km2的支流。
清水河流域地势基本走向为南高北低、西高东低,河源海拔高程2 480 m,地貌以黄土丘陵为主,中上游为洪积—冲积平原区,中游西侧为黄土丘陵、盆、埫区,中游东侧为黄土丘陵山区,中下游为河谷平原。
清水河流域由上而下设有固原、韩府湾、泉眼山三处水文站,清水河下游指韩府湾至泉眼山之间范围,韩府湾至泉眼山站之间流域面积为9 546 km2,区内流域面积 8 769 km2,区间距离为149.8km。