论文部分内容阅读
大部分内陆干旱区的供水、输水都依赖于平原水库，但平原水库的渗漏损失严重，水库渗水流入下游，抬升坝后地下水位，引起下游农田的严重土壤盐渍化，最终导致下游植被无法生长，农田荒芜。本文以新疆的平原水库—恰拉水库为研究对象，针对水库坝基渗漏引起的下游土壤次生盐渍化问题，采用ABAQUS软件进行数值模拟等方法，从防渗措施，坝后排水沟(又称截水沟)位置、深度和排水沟内积水排导情况等方面综合分析了平原水库“防-截-导”渗流控制对坝后地下水埋深的影响，优化当前治理坝后土壤盐渍化的防治措施，改善下游生态环境。本文研究得出以下结论：
(1)以当地的地下水临界深度(2.45m)作为判断依据，通过对无防渗、水平铺盖、垂直防渗措施进行对比分析，结果发现：在库水位为875m的情况下，无防渗措施坝后发生土壤盐渍化的区域超过2000m；采用水平铺盖措施(铺盖长度为22倍坝前水头)与垂直防渗措施(悬挂式防渗墙深度为6倍坝前水头)分别将土壤发生盐渍化的区域缩小到坝后1300m和坝后1200m范围以内。综上，垂直防渗措施的控渗效果最佳，但考虑到施工技术难度与工程投资等问题，实际工程多采用土工膜水平铺盖措施，欲将坝后发生土壤盐渍化区域控制在2000m范围内，铺盖长度最小为20倍坝前水头。
(2)对坝后排水沟布控位置进行计算分析，设置排水沟距坝址的距离L=100m为排水沟的最小有效距离。对排水沟开挖深度进行分析，下游地下水埋深随排水沟深度增大而增大。同种工况下排水沟的深度H每增加1.0m，稳定后的地下水埋深增大1.22-2.02m。综上，排水沟对地下水埋深起到显著的调控作用，在坝后设置排水沟，可缩小坝后发生土壤盐渍化区域，有效治理坝后土壤盐渍化。
(3)在“截渗—导渗”的联合作用下，无防渗措施、水平铺盖、垂直防渗三种防渗方案下联合排水沟适宜深度分别为4.5m，4.5m，3.5m。其中垂直防渗结合“截渗—导渗”控制地下水位埋深作用效果最佳，是无防渗措施条件下的1.16-1.30倍，是水平铺盖措施条件下的1.15-1.21倍。“防-截-导”的联合控渗机制相比于单一防渗措施更能有效控制渗流量，结合实际工程，采用22倍坝前水头的水平铺盖措施结合4.5m排水沟以及完善的导水系统，可将下游易发生土壤盐渍化区域控制在坝后200m范围内，有利于改善下游的生态环境，提高土地利用率。
(4)截导系统与下游农田灌溉渠系结合，不仅可解决坝后渗漏水的“去向”问题，还能起到调节地下水位与农田灌溉并重的“一水多用”效果，为治理干旱区平原水库下游土壤盐渍化问题提供新思路。
(1)以当地的地下水临界深度(2.45m)作为判断依据，通过对无防渗、水平铺盖、垂直防渗措施进行对比分析，结果发现：在库水位为875m的情况下，无防渗措施坝后发生土壤盐渍化的区域超过2000m；采用水平铺盖措施(铺盖长度为22倍坝前水头)与垂直防渗措施(悬挂式防渗墙深度为6倍坝前水头)分别将土壤发生盐渍化的区域缩小到坝后1300m和坝后1200m范围以内。综上，垂直防渗措施的控渗效果最佳，但考虑到施工技术难度与工程投资等问题，实际工程多采用土工膜水平铺盖措施，欲将坝后发生土壤盐渍化区域控制在2000m范围内，铺盖长度最小为20倍坝前水头。
(2)对坝后排水沟布控位置进行计算分析，设置排水沟距坝址的距离L=100m为排水沟的最小有效距离。对排水沟开挖深度进行分析，下游地下水埋深随排水沟深度增大而增大。同种工况下排水沟的深度H每增加1.0m，稳定后的地下水埋深增大1.22-2.02m。综上，排水沟对地下水埋深起到显著的调控作用，在坝后设置排水沟，可缩小坝后发生土壤盐渍化区域，有效治理坝后土壤盐渍化。
(3)在“截渗—导渗”的联合作用下，无防渗措施、水平铺盖、垂直防渗三种防渗方案下联合排水沟适宜深度分别为4.5m，4.5m，3.5m。其中垂直防渗结合“截渗—导渗”控制地下水位埋深作用效果最佳，是无防渗措施条件下的1.16-1.30倍，是水平铺盖措施条件下的1.15-1.21倍。“防-截-导”的联合控渗机制相比于单一防渗措施更能有效控制渗流量，结合实际工程，采用22倍坝前水头的水平铺盖措施结合4.5m排水沟以及完善的导水系统，可将下游易发生土壤盐渍化区域控制在坝后200m范围内，有利于改善下游的生态环境，提高土地利用率。
(4)截导系统与下游农田灌溉渠系结合，不仅可解决坝后渗漏水的“去向”问题，还能起到调节地下水位与农田灌溉并重的“一水多用”效果，为治理干旱区平原水库下游土壤盐渍化问题提供新思路。