团州垸水位及完全排干时间预测更新 (7月23日20时)

文摘   教育培训   2024-07-24 09:00   内蒙古  

1. 引言

7月22日6时,排水总量为12669万立方米,垸内水的总量为22209万立方米,因此理论上已经排出总水量的57%,水位累计下降了2.56m,垸内当前水位为30.52m;7月22日8点,洞庭湖水位测得32.82m,比21日12时上涨了0.01m,内外水位差2.3m。

7月23日20时团洲垸堤内水位30.12m,堤外洞庭湖水位32.59m,内外水位差-2.47米。好的消息是一方面洞庭湖的水位开始下降,另一方面排水速度稍有加快,按高程28m的排干目标估算,还剩下大约2m深的积水。下图所示的照片是7月22日的团州垸,部分房屋已经露出水面。

2. 排干时间预测
这个预测并不具有科学和工程意义,最初的目的是让普通的受灾居民大致了解能完全回归家园需要的时间。在增加7月23日20时的水位后,得出了新的结果:预测水位下降到28米的时间: 2024-08-01 17:13;平均下降速率: 0.0100 米/小时,基于平均下降速率的估计时间: 2024-08-01 16:55。

采用二次多项式拟合曲线,新的预侧结果:预计水位将在 2024-07-31 16:42 降至28米。

3. 渗流FEM项目设置

3.1 流体单位。主要的变量有:

(a) Pore Pressure【设置初始孔隙压力(Pore Pressure)

(b) Pressure Head【压力头(Pressure Head)的含义及应用

(c) Flow Rate【选择边界条件(Boundary Conditions)和求解器

(d) Discharge Velocity【有限元渗流分析的关键步骤 (洞庭湖堤坝模型)

(e) Permeability【FLAC流体张力极限(Fluid tension limit)的最新用法

(f) Water Content【渗流分析的输入参数(Seepage Analysis)】 

(g) MV

3.2 求解器设置 (Solver Options)。为了进行耦合(固结)分析(coupled analysis),地下水必须设置成瞬态(transient),同时必须关闭动态分析和热分析。固结选项有两种类型:一种是Coupled (Biot),另一种是Uncoupled。

3.3 地下水(Groundwater) 。如果在应力分析中包括了孔隙水压力(即有效应力分析),那么项目设置对话框中的地下水Groundwater面板选项能够指定孔隙水压力的模拟方式。地下水计算方法有三种:(1) Static Water, (2) Steady State FEA, (3) Transient FEA。如果地下水方法设置为(2)或(3),则将根据模型定义的地下水边界条件进行有限元渗流分析以确定孔隙压力分布。

下面仅讨论了静态水(1)的水力属性。静态水的水力属性(Hydraulic Properties包括材料行为(Material Behaviour)静态水模式(Static Water Mode)。

(1) 材料行为。选择排干(drained)或不排干(undrained)【使用非排干脆性指数粗略估算静态液化(undrained brittleness index)】,如果选择不排干,则需要输入流体体积模量[Fluid Bulk Modulus(MPa)]【3DEC流体-力耦合分析(Coupled hydro-mechanical analysis)】。

(2) 态水模式。态水模式有4种选择:

(a) Dry

(b) Pore Water Pressure

(c) Ru

(d) Grid

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