【CN109682950A】一种确定错动带非线性流渗透破坏水力坡降值的方法【专利】
一种含水层采动渗透破坏的评价方法与流程
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《非线性渗流方程解析方法研究及应用》范文
《非线性渗流方程解析方法研究及应用》篇一一、引言非线性渗流方程作为多孔介质流体动力学的一个重要研究领域，被广泛应用于油气开发、地下水资源管理和地下水动力学研究等实际问题中。
近年来，由于现代数学理论的飞速发展以及计算方法的革新，对非线性渗流方程的研究也逐渐深化。
本文将详细阐述非线性渗流方程的解析方法及其在相关领域的应用。
二、非线性渗流方程的基本理论非线性渗流方程描述了流体在多孔介质中的流动规律，其基本形式为：（此处插入非线性渗流方程的基本形式）该方程包含了流体在多孔介质中的压力、饱和度、渗透率等重要参数，具有明显的非线性和复杂的空间分布特性。
因此，解决这一方程的难度较大，需要采用特殊的解析方法。
三、非线性渗流方程的解析方法针对非线性渗流方程的解析方法，本文将重点介绍以下几种方法：1. 微分变换法：通过将微分方程转化为代数方程，从而简化求解过程。
该方法在处理具有特定形式和结构的问题时，具有较高的效率和精度。
2. 有限元法：将求解区域划分为有限个单元，通过求解每个单元的近似解来得到整个区域的解。
该方法适用于复杂形状和边界条件的问题，但需要较大的计算资源和时间。
3. 分数阶导数法：引入分数阶导数来描述流体在多孔介质中的复杂流动行为，该方法可以更好地反映流体在多孔介质中的实际流动情况。
4. 数值模拟法：利用计算机进行数值模拟，通过迭代计算得到解的近似值。
该方法可以处理较为复杂的问题，但需要较高的编程技巧和计算资源。
四、非线性渗流方程的应用非线性渗流方程在油气开发、地下水动力学研究等领域具有广泛的应用。
例如，在油气开发中，可以通过求解非线性渗流方程来预测油气的产量和分布情况；在地下水动力学研究中，可以通过求解非线性渗流方程来分析地下水的流动规律和污染物的扩散情况等。
此外，非线性渗流方程还可以应用于地下水资源的优化管理、地下水污染防治等领域。
五、实例分析以某油田的油气开发为例，采用微分变换法求解非线性渗流方程。
一种同时确定弱透水层水文地质参数和非达西渗流控制参数的方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202111128077.3(22)申请日 2021.09.26(71)申请人 河海大学地址 211100 江苏省南京市江宁区佛城西路8号(72)发明人 庄超 严龙 周志芳 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人 周科技(51)Int.Cl.G06F 30/23(2020.01)G06F 30/28(2020.01)G06F 113/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01)(54)发明名称一种同时确定弱透水层水文地质参数和非达西渗流控制参数的方法(57)摘要本发明公开了一种同时确定弱透水层水文地质参数和非达西渗流控制参数的方法。
首先，构建考虑幂函数形式非达西渗流的一维弱透水层水动力响应模型；然后，计算获得弱透水层一侧水头瞬时降低某一常量并保持不变这一边界条件下,弱透水层累计释水变形量在双对数坐标系中受不同非达西渗流控制参数(指数n和临界水力梯度i L )组合控制的标准曲线；进一步地，通过标准曲线前段斜率α来表征弱透水层非达西渗流状态，并给出α与指数n和临界水力梯度i L 的数据参照表；最后，给出一种全新的配线法，可用于及同时确定弱透水层渗透系数和贮水率以及α的值。
本发明理论严密，方法简单，精确度高，容易掌握，有很好的推广应用价值。
权利要求书3页 说明书8页 附图2页CN 114117836 A 2022.03.01C N 114117836A1.一种同时确定弱透水层水文地质参数和非达西渗流控制参数的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一，构建考虑幂函数形式非达西渗流的一维弱透水层水动力响应模型；步骤二，通过有限差分方法计算获得弱透水层一侧水头瞬时降低某一常量并保持不变条件下弱透水层累计释水变形量的数值解；步骤三，获取双对数坐标系中不同非达西渗流控制参数即非达西指数n和临界水力梯度iL组合条件下的弱透水层累计变形量标准曲线；步骤四，通过标准曲线前段斜率α来表征弱透水层非达西渗流状态，并给出α与非达西指数n和临界水力梯度iL的数据参照表；步骤五，根据参照表确定观测数据的理论变形曲线，利用前段斜率α的配线法，同时确定观测资料中弱透水层渗透系数K和贮水率Ss的值。
水电工程边坡可靠度非侵入式随机分析方法
水电工程边坡可靠度非侵入式随机分析方法一、概述水电工程是我国能源建设和基础设施发展的重要组成部分，尤其在西南地区，大量的水电工程项目正在建设或规划中。
这些水电工程往往伴随着高陡边坡的存在，其稳定性直接关系到工程的安全与人民生命财产的安全。
边坡可靠度的分析成为了水电工程中不可或缺的一环。
边坡可靠度分析面临着诸多挑战。
边坡稳定性受到多种因素的影响，包括岩土体参数的空间变异性、边界条件的不确定性、荷载作用的变化以及锚固体系和渗控系统性能的退化等。
这些不确定性因素使得边坡可靠度分析变得异常复杂。
为了应对这些挑战，传统的边坡可靠度分析方法虽然在一定程度上能够提供指导，但往往忽视了参数空间变异性的影响，导致分析结果可能过于保守或过于乐观。
传统的分析方法在利用现有商业有限元软件方面也存在不足，无法充分利用这些软件的强大功能。
本文提出了一种水电工程边坡可靠度非侵入式随机分析方法。
该方法基于随机理论和有限元方法，通过引入随机变量来描述参数的变异性，并在有限元分析中进行多次抽样计算，以获得边坡稳定性的概率分布。
非侵入式随机分析方法的优势在于，它无需修改原有有限元代码，能够在不破坏原有系统完整性的前提下，实现对边坡可靠度的精确分析。
1. 水电工程边坡稳定性问题的重要性水电工程边坡稳定性问题的重要性不容忽视。
水电工程作为重要的基础设施，其边坡稳定性直接关系到工程的安全性和长期运行效益。
在水电工程建设过程中，边坡稳定性问题是一个关键的技术难题，需要得到充分的重视和有效的解决。
水电工程边坡稳定性对于工程安全至关重要。
水电工程通常位于山区或河谷地带，地形复杂多变，边坡高度和坡度较大。
如果边坡稳定性不足，容易发生滑坡、崩塌等地质灾害，给工程带来严重的安全隐患。
一旦边坡失稳，不仅可能导致工程结构的破坏，还可能引发人员伤亡和财产损失，给社会带来不可估量的损失。
水电工程边坡稳定性对于环境保护和生态平衡具有重要意义。
水电工程建设过程中，边坡的开挖和填筑会破坏原有的植被和生态系统，导致水土流失和生态环境恶化。
水力坡降法在大坝渗流监测中的应用
水力坡降法在大坝渗流监测中的应用周国强【摘要】甘肃神树水电站首部枢纽工程大坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高88.8 m,坝顶长217.39 m.坝址位于深覆盖层河床上.大坝为2级建筑物,按照规范要求必须对其渗流量进行监测,但由于大坝基础坐落在深厚覆盖层基础上,河床宽度相对较宽,如按常规设置量水堰,需在量水堰上游设置截渗墙进行坝体渗流量监测,其工程量及投资较高.为了节省工程投资,同时还能够合理地对坝体渗流量进行安全监测,确保工程运行安全,根据相关规范要求提出了用水力坡降法替代量水堰法对坝体进行渗流量监测,以达到工程渗流监测的目的.此举为深厚覆盖层修建的土石坝的渗流监测开辟了新的方法,可以优化工程投资,提高工程效益.目前,相关设计方案已经实施,待水库蓄水时即可投入运行.【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》【年(卷),期】2014(012)004【总页数】5页(P371-375)【关键词】混凝土面板堆石坝渗流监测;水力坡降法渗流量监测;渗流抽水井;渗流量计算【作者】周国强【作者单位】中国市政工程西北设计研究院有限公司,甘肃兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】TV139.1神树水电站首部枢纽工程位于甘肃省天祝藏族自治县毛藏乡境内的杂木河干流上游，大、小毛藏河交汇口下游约380m处，其地理位置为东经102°26′40″、北纬37°31′10″。
坝址距毛藏乡约3.5 km，距杂木河出山口（杂木渠首）约32.5 km。
水库总库容为4 183万m3，兴利库容为3 732万m3，50年淤积量为418万m3，死库容为278万m3，调洪库容为173万m3。
电站额定水头422.27m，设计引用流量15.0m3/s，电站总装机容量52MW，多年平均发电量1.679亿kw·h，年利用小时数3 211 h。
工程首部枢纽主要由混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水发电隧洞进口、泄洪排沙洞等建筑物组成。
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910109530.2
(22)申请日 2019.02.11
(71)申请人 河海大学
地址 211100 江苏省南京市江宁开发区佛
城西路8号
(72)发明人 周志芳 郭巧娜 庄超 李鸣威
王哲 周子文
(74)专利代理机构 南京纵横知识产权代理有限
公司 32224
代理人 董建林 范青青
(51)Int.Cl.
G01N 33/24(2006.01)
G01N 15/08(2006.01)
(54)发明名称
一种确定错动带非线性流渗透破坏水力坡
降值的方法
(57)摘要
本发明公开了一种确定错动带非线性流渗
透破坏水力坡降值的方法，所述方法包括形成两
个揭穿错动带结构面的钻孔，通过在两个钻孔中
做微水试验获取错动带线性流渗透系数，根据压
水试验和获取的错动带线性流渗透系数，计算错
动带非线性流渗透参数，根据错动带发生渗透破
坏的破坏阶段的加压时间、错动带的线性流渗透
系数、错动带的非线性流渗透参数，获取错动带
非线性流渗透破坏水力坡降值；本发明提供的确
定错动带非线性流渗透破坏水力坡降值的方法
理论严密，且具有试验过程简单、易操作，获取的
参数齐全、
精度高等优点。
权利要求书1页 说明书6页 附图2页CN 109682950 A 2019.04.26
C N 109682950
A
权 利 要 求 书1/1页CN 109682950 A
1.一种确定错动带非线性渗透破坏水力坡降值的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
形成两个垂直于错动带结构面的钻孔，所述钻孔揭穿错动带结构面；
在两个所述的钻孔中做微水试验，获取错动带线性流渗透系数；
选取两个所述钻孔中的一个为试验孔，另一个为观测孔：逐级增大水压对所述试验孔做压水试验，直至错动带发生渗透破坏，获取错动带发生渗透破坏的破坏阶段的加压时间、不同水压对应的试验孔的压水流量和观测孔的水压力变化值；
根据所述错动带线性流渗透系数、不同水压对应的试验孔的压水流量和观测孔的水压力变化值，获取不同水压对应的错动带非线性流渗透参数，计算不同水压对应的错动带非线性流渗透参数的平均值；
根据错动带线性流渗透系数、不同水压对应的错动带非线性流渗透参数的平均值、错动带发生渗透破坏的破坏阶段的加压时间，计算错动带非线性流渗透破坏水力坡降值。
2.根据权利要求1所述的确定错动带非线性流渗透破坏水力坡降值的方法，其特征在于，所述方法还包括对形成的两个钻孔进行洗孔。
3.根据权利要求1所述的确定错动带非线性流渗透破坏水力坡降值的方法，其特征在于，不同水压对应的错动带非线性流渗透参数使用非线性流的Forchheimer公式计算。
4.根据权利要求1所述的确定错动带非线性流渗透破坏水力坡降值的方法，其特征在于，判断错动带发生渗透破坏的方法包括：在逐级增加水压对所述试验孔做压水试验时，当观测孔中出现带有泥沙的浑水时，说明错动带发生渗透破坏。
5.根据权利要求1所述的确定错动带非线性流渗透破坏水力坡降值的方法，其特征在于，所述错动带非线性流渗透破坏水力坡降值使用改进的非线性流的Forchheimer公式计算；
所述非线性流的Forchheimer公式使用Theis公式进行改进。
6.根据权利要求1所述的确定错动带非线性流渗透破坏水力坡降值的方法，其特征在于，所述两个钻孔之间的径向距离为1-2m。
7.根据权利要求1所述的确定错动带非线性流渗透破坏水力坡降值的方法，其特征在于，所述方法还包括：微水试验结束后，在试验孔中设置和错动带上端齐平的第一栓塞、和错动带下端齐平的第二栓塞，以隔离出试验段用于压水试验测试。
2。