杨肖丽 , 郑巍斐 , 林长清 , 任立良 , 王雨茜 , 张梦如 , 袁飞 , 江善虎
2017, 45(5):377-383. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.001
摘要:基于黄河流域101 个气象站点的实测气象数据和国际耦合模式比较计划第5 阶段(coupled model intercomparison project phase 5,CMIP5)3 种排放情景下的6 个模型1961—2099 年的降水和气 温数据,采用等距离累积分布函数法( equidistant cumulative distribution function matching method, EDCDFm)进行统计降尺度;通过历史阶段(1961—2005 年) 实测站点数据对降尺度后的降水和气 温进行精度评估;在此基础上,通过标准化降水指数(standardprecipitation index, SPI)对黄河流域气 象干旱进行预估。结果表明,EDCDFm 的降尺度方法能够明显提高气候模式所模拟的气温和降水 精度,尤其对极值的模拟精度;黄河流域气象干旱的预估显示,3 种气候情景下21 世纪初的干旱情 况相对于基准期均变得比较严重,但是世纪末的干旱程度均明显减轻,近期黄河流域的防旱工作形 势仍然严峻。
谢艾玲 , 徐枫 , 向龙 , 徐彬 , 林琳琛 , 王春雷
2017, 45(5):391-397. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.003
摘要:基于2007—2014 年环太湖主要入湖河流水量、水质监测资料以及湖区水质监测资料,以 CODMn、NH3-N、TP、TN 为主要污染指标,阐述入太湖各湖区污染负荷量的时空分配,评估环太湖主 要河流入湖污染负荷量对湖区水质时空变化的影响。通过环太湖入湖河流水量分析,考虑污染负 荷量的历史长序列变化规律,定量了环太湖入湖河流水量、水质等相关因素对太湖水体污染负荷量 贡献率,分析环太湖河流入湖污染负荷量对太湖水质的影响。结果表明,近年来对太湖入湖河流的 治理成效,说明对入湖河流污染物的控制是缓解和治理太湖污染负荷输入的重要途径,为制定和实 施环太湖河流入湖污染负荷限排总量意见提供参考。
徐存东 , 刘璐瑶 , 王国霞 , 田子荀 , 刘丽霞 , 程摇慧
2017, 45(5):398-405. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.004
摘要:针对从高含沙河道取水的大型泵站直边正向前池泥沙淤积导致前池调节能力下降、泵站运 行效率低下等问题,利用ICEM-CFD 软件构建原型前池结构三维模型,采用FLUENT 软件基于 Standard k-ε湍流模型对前池流态进行模拟分析,并针对不良水流流态提出增设导流墩与压水板 2 种优化措施。结果表明,数值模拟结果与实际调查情况相一致,前池水流流态紊乱,泥沙淤积较 严重,八字形导流墩可在一定程度上削减主回流区范围,但对前池水流仅起到分配作用,流场分布 无明显改善;45°压水板能有效改善前池主流效应,两侧回流区明显减弱,在改善前池泥沙淤积问题 的同时保证了水泵有利的进水条件。
2017, 45(5):406-412. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.005
摘要:为提高邓肯-张E-B模型计算堆石坝变形的精度,提出基于全域有限元计算节点的单因素分析方法和基于双判别方式的正交试验方法,分析大坝变形对坝料密度和模型参数的敏感性,确定大坝变形计算的主要影响参数。实例分析表明,φ0、Kb、ρ、Rf、K等对大坝变形的影响显著,故需重点研究这5个参数在空间上的差异性。该研究方法解决了传统单因素分析方法样本缺乏代表性的弊端,可以定量给出参数敏感性的显著性水平,提高了敏感性分析的全面性和准确性,可为堆石坝变形精细分析时合理选择需进行空间赋值的模型参数提供依据。
李文倩 , 王乾伟 , 王飞 , 王振 , 朱晓斌 , 佟大威
2017, 45(5):413-418. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.006
摘要:针对地下洞室群安全评价研究相对匮乏,且研究中大多针对应力或位移等单一指标开展安全评价,其结果具有明显局限性的问题,基于集成强度折减法、粒子群优化算法、投影寻踪法及Vague集的集对分析模型等方法,以结构的竖向位移、水平位移、加速度及压应力等多个动态响应参量作为地下洞室地震安全评价的关键指标,提出了适用于大型地下洞室群多指标的地震安全评价方法体系。以某工程为例进行了大型水电工程地下洞室群地震安全评价研究,结果表明所选地下洞室的3个断面均处于安全稳定性较好的评价等级,验证了地下洞室群地震安全评价模型的有效性。
2017, 45(5):419-424. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.007
摘要:针对当前临港产业布局规划缺乏量化分析方法的问题,基于多目标规划和系统布置设计方法构建产业空间布局模型,并对模型进行求解分析,解决临港产业的规模大小和空间布局2个问题。以江苏省盐城滨海港临港产业区为例,构建临港产业空间布局模型,并采用LINGO求解器和模拟退火算法对模型进行求解,计算出滨海港临港产业最佳布局方案,验证模型的可行性和准确性。
2017, 45(5):425-431. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.008
摘要:基于声波探测技术,提出一种对海底管道非掩埋状态进行联合检测的方法,以山东胜利油田某海底输油管道为对象,设计一种双声纳探头多波束测深系统,并联合侧扫声纳系统,通过对系统参数进行分析、优化,从而实现对海底管道非掩埋状态的高效精确检测。分析检测结果表明:基于双声纳探头多波束系统的海底管道检测可获得高密度的点云数据,显著提高了管道检测数据的稳定性及可靠性;侧扫声纳系统的良好检测效果有赖于其声波掠射角的最佳取值;参数优化后的联合检测系统的检测效率得到显著提高,能够精确判断出管道的实际状态。
2017, 45(5):432-438. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.009
摘要:为归纳长江口深水航道台风期骤淤的发生规律及特征,分析了发生骤淤时刻的气象条件与对应的波浪条件。研究发现,牛皮礁站的波能与骤淤具有较好的相关性;从台风路径上分析,长江口东侧过境台风对航道的骤淤影响显著。结合历史台风路径,选取3个典型路径的台风,选择藤田-高桥圆形经验风场和CFSR(climate forecast system reanalysis)风场的混合风场复演了台风场,然后采用SWAN模型模拟了不同路径台风期间的波况,最后以牛皮礁站的浅水波能流为判别参数,分析不同路径台风对长江口深水航道骤淤的影响。研究表明长江口东侧过境的台风是较易产生较大波能并进一步诱发骤淤的典型台风路径,这一分析结果与2010年以来的骤淤实测台风路径结果吻合。
2017, 45(5):439-444. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.010
摘要:为进一步研究台风中心气压、台风距离长江口距离(简称距离)、最大风速半径和移动风速4 个 典型参数对长江口航道骤淤的影响水平,采用正交试验方法,设计了64 组典型试验工况,选择藤田- 高桥圆形风场经验公式架构了台风场,然后采用SWAN 模型模拟不同台风工况的波况,并计算牛皮礁 站的波能。据波能的极差分析和方差分析,得出台风要素的敏感性次序。研究表明,长江口过境台风 中,距离最敏感,而最大风速半径为较不敏感因素。选取主要的敏感性参数(距离、中心气压)为代表 参数,概化移动风速和最大风速半径。在合理选取能够引起骤淤的临界波能的标准下,给出较易引发 骤淤的典型包络线范围,为骤淤的预报提供了新的参考指标。
2017, 45(5):445-450. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.011
摘要:采用物理模型试验对船闸开通闸的安全运行条件进行研究,给出不同上下游潮位差条件下闸室及引航道区域的水流流态、流速和启闭机受力规律,并根据试验结果建立不同潮位差与最大纵向流速的关系式,提出开通闸安全运行条件的确定方法。该方法以上下游潮位差为控制条件,以流态、最大横向流速、最大纵向流速、最大启闭机受力作为船闸开通闸安全运行的判别指标,综合确定开通闸安全运行的潮位差条件;焦港船闸的实例应用表明,其开通闸运行安全条件为上下游潮位差处于-0.37~0.39 m之间。
2017, 45(5):451-456. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.012
摘要:为研究高土石坝坝体内土体单元在复杂应力状态下的渗透性能,在中型三轴仪上对同一土料场3种不同级配土料进行三轴渗透试验。试验围压分为5级(100 kPa、400 kPa、800 kPa、1 200 kPa和2 000 kPa),每级围压下分4种应力水平(0、0.2、0.4和0.8),当试样在初始应力状态下变形基本稳定后,采用常水头法测试试样的渗透系数。试验结果表明:级配是影响渗透系数的重要因素,相同应力条件下土料粉粒和黏粒含量越高,渗透系数越小;随围压和应力水平的提高,土料的渗透系数逐渐降低;粉粒和黏粒含量越低、大颗粒含量越高,围压对土料渗透系数的影响越显著;对于不同级配相同密实度试样,应力水平对渗透系数的影响程度基本一致。在分析渗透系数随围压和应力水平变化规律的基础上,建立了能描述复杂应力状态条件下土体渗透系数的经验公式。
2017, 45(5):457-463. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.013
摘要:为从更多角度、更准确进行冻土接触面力学性能试验研究,对原冻土直剪仪进行多功能改进 完善:对温度采集、位移测量、冻土盒装卸等装置进行改进,使冻土直剪仪能更好地满足冻土接触面 力学性能试验要求;在原冻土直剪仪基础平台上集成冻土接触面冻结强度试验、冻土界面层力学特 性试验模块,满足多功能试验要求;新功能开发采用模块化设计,注重各功能模块的兼容性和功能 切换的方便性。试验结果表明改进后的冻土直剪仪能满足冻土接触面冻结强度、接触界面层力学 特性等多功能试验要求,试验数据稳定可靠。
2017, 45(5):464-470. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.05.014
摘要:基于Mohr-Coulomb破坏准则以及岩石微元强度服从Weibull函数随机分布假设,通过有效应力原理引入孔隙水压力,构建了新的统计损伤本构模型,该模型可以考虑孔隙体积变化和损伤阀值的影响。此外,提出了一种新的岩石微元强度计算方法。为使模型参数具有明确的物理意义,采用应力~应变曲线峰值点强度确定模型参数m和F0。采用砂岩常规三轴压缩试验对本构模型的合理性进行验证,并在此基础上,分析岩石损伤演化、孔隙率变化规律,探讨围压对模型参数的影响。结果表明,该模型能够较好地反映岩石三轴应力~应变关系。
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