大坝建设调整了流域水资源配置,使流域景观格局产生变化,进而影响河流水质。本研究将不同景观格局类型定性分为人为影响因子和自然影响因子,基于我国970个国控断面水质数据和271个建坝子流域情况,采用相关性分析和随机森林算法,定量探究大坝建设下流域景观格局对河流水质的影响。结果表明,建设用地、人口密度、夜间灯光等人为影响因子对河流水质的影响大于自然影响因子,其和WQI的相关性分别为-0.49、-0.55、-0.65(P<0.05)。大坝建设后人类活动加剧,建设用地、人口密度、夜间灯光和WQI的相关性分别提高到-0.62、-0.63、-0.70(P<0.05)。冰川和永久积雪用地、水体、气温等自然影响因子和WQI相关性较小,分别为0.25、-0.28、-0.45(P<0.05);随机森林的结果显示总磷和溶解氧在建坝流域对WQI的贡献率和无建坝相比增幅最明显,分别为28.02%和27.85%,建设用地、人口密度、水体的贡献率也均有显著上升。本研究揭示了有无建坝下流域内景观格局与河流水质的相互关系,为大坝建设下的河流水生态保护提供参考。
大坝建设调整了流域水资源配置,使流域景观格局产生变化,进而影响河流水质。本研究将不同景观格局类型定性分为人为影响因子和自然影响因子,基于我国970个国控断面水质数据和271个建坝子流域情况,采用相关性分析和随机森林算法,定量探究大坝建设下流域景观格局对河流水质的影响。结果表明,建设用地、人口密度、夜间灯光等人为影响因子对河流水质的影响大于自然影响因子,其和WQI的相关性分别为-0.49、-0.55、-0.65(P<0.05)。大坝建设后人类活动加剧,建设用地、人口密度、夜间灯光和WQI的相关性分别提高到-0.62、-0.63、-0.70(P<0.05)。冰川和永久积雪用地、水体、气温等自然影响因子和WQI相关性较小,分别为0.25、-0.28、-0.45(P<0.05);随机森林的结果显示总磷和溶解氧在建坝流域对WQI的贡献率和无建坝相比增幅最明显,分别为28.02%和27.85%,建设用地、人口密度、水体的贡献率也均有显著上升。本研究揭示了有无建坝下流域内景观格局与河流水质的相互关系,为大坝建设下的河流水生态保护提供参考。
大坝建设调整了流域水资源配置,使流域景观格局产生变化,进而影响河流水质。本研究将不同景观格局类型定性分为人为影响因子和自然影响因子,基于我国970个国控断面水质数据和271个建坝子流域情况,采用相关性分析和随机森林算法,定量探究大坝建设下流域景观格局对河流水质的影响。结果表明,建设用地、人口密度、夜间灯光等人为影响因子对河流水质的影响大于自然影响因子,其和WQI的相关性分别为-0.49、-0.55、-0.65(P<0.05)。大坝建设后人类活动加剧,建设用地、人口密度、夜间灯光和WQI的相关性分别提高到-0.62、-0.63、-0.70(P<0.05)。冰川和永久积雪用地、水体、气温等自然影响因子和WQI相关性较小,分别为0.25、-0.28、-0.45(P<0.05);随机森林的结果显示总磷和溶解氧在建坝流域对WQI的贡献率和无建坝相比增幅最明显,分别为28.02%和27.85%,建设用地、人口密度、水体的贡献率也均有显著上升。本研究揭示了有无建坝下流域内景观格局与河流水质的相互关系,为大坝建设下的河流水生态保护提供参考。
为有效解决冻融循环对大坝混凝土造成的损伤、降低其性能的衰减,结合抗冻机理分析给予高寒地区大坝建设所用混凝土配比的优化,通过在常规配比中增加高活性纳米掺合料的方式优化混凝土分子结构、氯离子扩散系数以及相对动弹性模量与质量的损失率,进一步增加混凝土的负荷强度以及力学性能,从而形成良好的抗冻效果。另外,采用气泡参数试验分析与实例相对比的形式对该研究中提出的观点进行对比验证。最终验证结果显示,该研究中所优化的混凝土可减少6 kg/m3的用水量,在模拟冻融循环环境下其抗压强度、劈拉强度、氯离子扩散性能分别最高可提升8%、19.30%、59%,气泡间距系数F400,表明采用纳米掺合料的混凝土在高寒地区的冻融循环中具有更优异的工作性、微结构性能和抗冻性能。
为有效解决冻融循环对大坝混凝土造成的损伤、降低其性能的衰减,结合抗冻机理分析给予高寒地区大坝建设所用混凝土配比的优化,通过在常规配比中增加高活性纳米掺合料的方式优化混凝土分子结构、氯离子扩散系数以及相对动弹性模量与质量的损失率,进一步增加混凝土的负荷强度以及力学性能,从而形成良好的抗冻效果。另外,采用气泡参数试验分析与实例相对比的形式对该研究中提出的观点进行对比验证。最终验证结果显示,该研究中所优化的混凝土可减少6 kg/m3的用水量,在模拟冻融循环环境下其抗压强度、劈拉强度、氯离子扩散性能分别最高可提升8%、19.30%、59%,气泡间距系数F400,表明采用纳米掺合料的混凝土在高寒地区的冻融循环中具有更优异的工作性、微结构性能和抗冻性能。
由于运营环境恶劣,寒区水库大坝会面临冰冻灾害频发且致灾因素众多等问题,严重影响大坝稳定运营,增大了安全风险隐患,并增加了整治维修成本。为有效预防大坝冻害发生,提升大坝风险管理水平,提出了一种基于T-S模糊故障树理论的寒区水库大坝冻害风险分析方法。以坝体不均匀变形、坝体渗漏加剧、面板冻害破坏为下级事件建立了T-S模糊故障树;同时通过底事件重要度计算对主要致险因素进行了分析;并将冻胀力学分析与T-S模糊故障树相结合,对红旗泡水库大坝面临的冻害风险进行了计算分析。研究发现诱发大坝冻害的主要风险因素包括反复冻融作用,库区水位波动、冰层堆积与风浪侵蚀,面板与坝体填筑质量缺陷和坝体防渗及保温措施不足等;同时,发现红旗泡水库大坝发生冻害风险的可能性较高,应进行风险排查与处理。应用结果表明,所提出的方法能科学合理地分析大坝冻害风险并确定关键致险因子,可为寒区水库大坝的冻害风险的识别、管理与决策提供技术支持,进而为大坝设计、施工、运营维护及冻害防治提供参考依据。
由于运营环境恶劣,寒区水库大坝会面临冰冻灾害频发且致灾因素众多等问题,严重影响大坝稳定运营,增大了安全风险隐患,并增加了整治维修成本。为有效预防大坝冻害发生,提升大坝风险管理水平,提出了一种基于T-S模糊故障树理论的寒区水库大坝冻害风险分析方法。以坝体不均匀变形、坝体渗漏加剧、面板冻害破坏为下级事件建立了T-S模糊故障树;同时通过底事件重要度计算对主要致险因素进行了分析;并将冻胀力学分析与T-S模糊故障树相结合,对红旗泡水库大坝面临的冻害风险进行了计算分析。研究发现诱发大坝冻害的主要风险因素包括反复冻融作用,库区水位波动、冰层堆积与风浪侵蚀,面板与坝体填筑质量缺陷和坝体防渗及保温措施不足等;同时,发现红旗泡水库大坝发生冻害风险的可能性较高,应进行风险排查与处理。应用结果表明,所提出的方法能科学合理地分析大坝冻害风险并确定关键致险因子,可为寒区水库大坝的冻害风险的识别、管理与决策提供技术支持,进而为大坝设计、施工、运营维护及冻害防治提供参考依据。
为改善高寒地区大坝混凝土长期遭受冻融循环作用导致的性能衰减问题,基于对抗冻机理的认知进行混凝土配合比定量设计,在低热水泥、粉煤灰胶凝材料体系中掺加了高活性纳米掺合料对混凝土微结构进行协调优化,配制了高抗冻混凝土。研究了冻融循环作用下纳米掺合料混凝土的抗压强度、劈拉强度、氯离子扩散系数、相对动弹性模量和质量损失率,分析了气泡参数对混凝土抗冻性的影响,并与水利工程中普遍采用的大坝混凝土进行性能对比。结果表明,掺入纳米掺合料可使大坝混凝土的用水量降低6 kg/m3,混凝土和易性得到改善;在长期冻融循环作用下,纳米掺合料混凝土的抗压强度提高了3.1%~8.0%,劈拉强度提高了7.6%~19.3%,抗氯离子渗透性提高了27%~59%;纳米掺合料的掺入使混凝土内部气泡孔径细化,微结构得到优化;混凝土抗冻等级大于F800,气泡间距系数小于0.25 mm,具有优良的抗冻性能。该研究成果为纳米掺合料在高寒地区大坝混凝土的应用提供了参考和依据。
为改善高寒地区大坝混凝土长期遭受冻融循环作用导致的性能衰减问题,基于对抗冻机理的认知进行混凝土配合比定量设计,在低热水泥、粉煤灰胶凝材料体系中掺加了高活性纳米掺合料对混凝土微结构进行协调优化,配制了高抗冻混凝土。研究了冻融循环作用下纳米掺合料混凝土的抗压强度、劈拉强度、氯离子扩散系数、相对动弹性模量和质量损失率,分析了气泡参数对混凝土抗冻性的影响,并与水利工程中普遍采用的大坝混凝土进行性能对比。结果表明,掺入纳米掺合料可使大坝混凝土的用水量降低6 kg/m3,混凝土和易性得到改善;在长期冻融循环作用下,纳米掺合料混凝土的抗压强度提高了3.1%~8.0%,劈拉强度提高了7.6%~19.3%,抗氯离子渗透性提高了27%~59%;纳米掺合料的掺入使混凝土内部气泡孔径细化,微结构得到优化;混凝土抗冻等级大于F800,气泡间距系数小于0.25 mm,具有优良的抗冻性能。该研究成果为纳米掺合料在高寒地区大坝混凝土的应用提供了参考和依据。
红雁池水库建成运行后,发现坝面存在纵横向的裂缝,本文通过勘察手段,综合分析了坝面裂缝的成因,主要由于坝体填筑质量较差,坝体土的不均匀沉降造成的,根据裂缝的发展情况,坝体的沉降发展已处于弱~微变形阶段,根据坝体沉降量计算,坝体变形基本稳定。