叶金印 , 顾玮琪 , 李巧玲 , 李致家 , 姚成 , 董小涛
2016, 44(6):471-476. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.001
摘要:基于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)集合降水预报产品(预见期为10 d),提取淮河蒋家集以上流域的预报数据并进行降尺度处理,驱动洪水预报模型,对2008年8月的一次洪水过程进行模拟预报。为探讨ECMWF集合降水预报驱动洪水预报模型的应用效果,将模拟预报的结果与仅采用地面降水观测数据驱动模型的模拟结果进行对比分析。结果表明:采用ECMWF集合降水预报后,洪水模拟预报精度有明显改进,可使洪水预见期提前48 h;洪水模拟预报流量过程线能刻画洪水预报的不确定性范围,可为防洪减灾提供科学决策依据。
2016, 44(6):477-484. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.002
摘要:运用信息熵理论表征用水结构变化趋势,采用主成分分析方法提取公共因子,运用灰色关联理论分析公共因子与用水结构的关联程度。以南京市为例,分析区域用水结构演变特征以及用水结构变化的驱动力因素。结果显示,南京市用水系统的信息熵值从2000年的1.532 nat增长到2014年的1.791 nat,均衡度由0.787提升至0.861,表明城市用水结构随着时间的推移变得更加稳定;经济结构调整、节水水平、人口演变、用水需求等因素是影响南京市用水结构变化的主要驱动力。提出区域用水总量控制对策,以保障水资源合理利用。
杨艳青 , 刘凌 , 陈沐松 , 燕文明 , 邢西刚 , 王昊天 , 刘唱
2016, 44(6):485-490. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.003
摘要:利用高分辨率的薄膜扩散梯度技术(Diffusive Gradients in Thin Films,DGT)和微电极技术,从微界面的角度研究了摇蚊扰动对沉积物中溶解氧(DO)、活性磷(Labile P)、活性铁(Labile Fe)及Labile P扩散通量的影响。研究发现摇蚊幼虫扰动增加了沉积物中溶解氧的渗透深度,降低了Labile P和Labile Fe的浓度,同时抑制了Labile P向上覆水中的释放。由于Labile P与Labile Fe显著相关(对照组R=0.672,P<0.001;摇蚊组R=0.810,P<0.001),可知Labile P的变化受DO和Labile Fe控制,即Labile Fe被氧化生成三价Fe(OOH),同时吸附Labile P,使得Labile P和Labile Fe同时降低。
2016, 44(6):491-497. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.004
摘要:对某土石坝地基覆盖层2种级配的砂卵砾石料进行大型单向压缩试验,试验中,土压力盒基于标定方法提供的参数得到试样内的水平应力和垂直应力,进而计算其静止侧压力系数K0。研究水标法和砂标法对粗粒土的适用程度,探讨K0试验结果的可靠性;分别对2种级配土料进行中三轴CD试验,测定土料的有效内摩擦角,然后依据相关经验公式计算K0,验证经验公式的有效性。结果表明:砂标法对于粗粒土来说是一种较可靠的标定方法;在竖向应力足够大时,K0试验误差可以忽略不计,所测定的K0接近实际值;Federico基于Terzaghi的已激发有效摩擦角概念而推导出的有效内摩擦角与静止侧压力系数之间的关系式较适合粗粒土。
2016, 44(6):498-503. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.005
摘要:为了研究碳纤维格栅结构的力学性能,设计一种多级格栅加筋板结构,并采用理论分析和有限元计算等方法对该结构的力学性能进行分析。将格栅结构等效为均质连续结构,推导了格栅结构的等效计算方法,计算多级格栅加筋结构的等效弹性模量及等效弯曲刚度。结果表明,多级三角形格栅加筋结构的存在将大大提高超轻质材料的抗屈曲能力;当截面面积相同时,三角形格栅的弯曲刚度比实体结构提高10%,表明多级格栅比普通格栅具有更高的屈曲荷载。
2016, 44(6):504-511. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.006
摘要:为研究部分填充混凝土的薄壁带肋箱型截面钢桥墩在多遇和罕遇地震作用下的非线性动力性能,制作3根试件,分别不填充混凝土、底部填充20%及40%桥墩高度混凝土,通过MTS伺服加载系统进行此类试件的拟动力试验。试验采用日本阪神地震的JRT-NS波,得到不同工况下试件的位移时程曲线、荷载-位移滞回曲线和累积滞回耗能时程曲线。结果表明:多遇地震作用下,试件均处于弹性工作状态;罕遇地震作用下,底部填充混凝土的钢桥墩处于弹塑性状态,没有明显的破坏现象,表现出良好的抗震性能;对于试验采用的钢桥墩试件,随着底部塑性铰区域混凝土填充率的增加,管内混凝土对外围薄壁钢管发生局部屈曲的约束作用逐渐增大,桥墩的结构刚度、水平承载能力、最大响应位移、残留位移、耗能能力等抗震性能指标都随之得到显著改善。
2016, 44(6):512-518. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.007
摘要:针对深部咸水层CO2地质封存过程中流体的运移和压力的传递现象,利用美国Frio地区的CO2咸水层封存试验实测数据,建立二维多岩相结构模型,模拟分析CO2地质封存中CO2注入阶段岩石孔渗性能的变化特征、岩层压力增加的变化特征以及CO2羽流的演化规律。结果表明,超临界CO2在驱替咸水溶液的过程中形成类似漏斗状的扩散晕,蒸发作用产生的盐沉淀主要位于井附近的单气相区,随着盐沉淀的增加,井周围的渗透率降低、压力积聚;盖层渗透性提高避免了储层内部出现过大压力,但却增加了泄漏的可能性。
任连伟 , 杨权威 , 詹俊峰 , 顾红伟 , 彭怀风 , 张敏霞
2016, 44(6):519-524. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.008
摘要:在借鉴国内外学者关于桩基模型试验装置研究经验的基础上,自主研发了基于多功能加载系统的全机械式桩基模型试验装置,该装置可实现抗压、抗拔、水平桩基模型试验的加载。其桩基模型试验系统主要由模型槽、加载系统、测量系统等组成,模型槽全机械连接,可根据试验需求设置不同的长、宽、高;全自动加载系统可实现每级荷载的稳压要求,并且电脑自动控制和采集,试验的精确性和可靠性大幅度提高;全自动加载系统具有两向或三向同时加载的功能,可模拟桩基在不同工况下的承载性能。采用该装置进行了Y形桩抗压、抗拔、水平单桩模型试验,验证了该试验装置和加载系统的可行性和可靠性。
2016, 44(6):525-530. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.009
摘要:以吴淞导堤工程为案例,基于超声波现场检测及室内强度试验、探地雷达现场检测试验、潜水员水下探摸及测量结果,分别评价导堤在长期运营过程中护面混凝土结构、内部堆石结构、导堤两侧坡度变化以及两侧冲淤演变等敏感因素的劣化程度,并采用有限元数值模拟方法研究导堤护面混凝土结构等4种敏感因素劣化对导堤边坡变形及稳定性的影响。结果表明:导堤护面混凝土及内部堆石结构弹性模量与导堤水平位移最大值均呈负指数关系;导堤安全系数随着坡度的增大而呈现出近似线性减小;导堤位移的最 大值随着导堤左侧淤积和右侧冲淤高程的增加呈线性增大,在实际加固维护方案设计中应该引起重视。
2016, 44(6):536-543. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.011
摘要:在大坝安全监测中,为了解决小样本导致的效应量预测误差较大的问题,在考虑增加样本信息的基础上,建立基于二维正态信息扩散离散回归的效应量预测方法。利用模糊推理和信息集中的基本理论,结合灰色关联度法,对大坝安全监测效应量进行分析和预测,应用综合有效度指标评价该预测方法的效果。结果表明,基于信息扩散的预测方法避免了多种不确定因素影响下小样本预测的困难,提高了拟合和预测精度。
2016, 44(6):544-549. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.012
摘要:为研究冲积河流河床形态对水沙条件的响应调整规律,基于河床演变的滞后响应原理,对上荆江沙市河段河床横断面形态的调整过程进行研究。运用Morlet小波方法分析了沙市河段1956—2011年水沙序列的多时间尺度规律,采用滑动平均法拟合了流量、含沙量与断面面积的单一幂指数函数关系。结果表明,上荆江沙市河段河床横断面形态对水沙条件的响应存在滞后性,其河床形态的调整受到包括当前时段在内的前期水沙条件的共同影响。建立了水沙序列分时段的断面面积计算模型,模拟结果显示,河床横断面面积的变化情况与实际情况较接近,断面面积计算值与实测值的相关系数R2=0.85,模拟精度较好,分时段计算模型可以较好地模拟上荆江沙市河段河床横断面形态的调整规律。
2016, 44(6):550-557. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.013
摘要:利用最新的欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)提供的1979—2014年逐6 h的ERA-Interim有效波高和风速数据,分析近36 a北太平洋海浪场的变化特征。结果表明:有效波高经验正交函数分解(EOF)的第1模态呈同相位分布,该模态与太平洋10 a涛动指数(PDO)和厄尔尼诺事件(ENSO)呈显著的遥相关,可以通过这些气候因子的变化来预测有效波高的年代际变化;第2模态表明北太平洋西部海域的有效波高有显著的递增趋势,而东部海域则逐渐减小;第3模态以45°N为界,西风带呈现高低纬反相的双涡型分布,并有显著的2.5 a左右年际变化周期。北太平洋海域有效波高和风速重现期极值的大值区位于西风带,重现期越长,日本群岛南部海域风速加强越显著,加强的极值区延伸到中国的东海甚至是菲律宾群岛的东部海岸。
2016, 44(6):558-564. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2016.06.014
摘要:为提高海图的精确度,需要定量分析海平面及调和常数波动下的海图深度基准面误差范围。以浙江乍浦、定海和健跳3个站为例,对多年观测资料进行了逐年调和分析,结果显示,3个站年平均海平面均呈波动性上升趋势,年际间最大偏差分别为21 cm、16 cm、16 cm。主要分潮振幅的年际变化不尽相同,相对变化幅度表现为年周期分潮大于半日分潮大于日分潮,Sa、M2、S2、K1和O1分潮振幅最大偏差分别为13 cm、20 cm、10 cm、3 cm、3 cm。由于海平面和调和常数的不稳定性,3个测站的海图深度基准面最大误差分别为33 cm、26 cm和31 cm,即使都采用弗拉基米斯基十三分潮算法,最大偏差仍然可达28 cm,22 cm和28 cm。相比而言,理论深度基准面的历时露滩累计频率在1%以下,且普适性较高。
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