摘要:为研究珠江三角洲峰值水位对采沙造成的河床下切响应过程,通过调和分析方法去除水位时间序列中潮汐节点调制波动的影响,并提出概率密度函数法诊断河网内峰值水位的历史演变趋势。结果表明:三角洲上游峰值水位随着河床的下切而显著降低；河网中腹部地区,峰值水位随着河床的下切出现显著的上升,从而增加了中腹部地区的防洪风险；在下游地区,峰值水位的变化与海平面上升或其他人类活动相关。

摘要:介绍了将农田中坑塘湿地改建用于储存降雨径流和农田灌溉排水进行回用的水循环系统构建方法,在提出水循环调蓄湿地体积估算方法的基础上,构建了调蓄湿地水循环利用系统,分析了高效净污载体、微生物筛选与附着、水生植物群落配置和水动力微循环交换系统等水质净化技术,指出区域降水量和降雨历时是影响水循环调蓄湿地体积和循环水利用量的重要因素。对上海崇明水稻田循环调蓄湿地系统进行了设计与构建,循环调蓄湿地运行后共节约灌溉水量6.239.9～9.359.9.m3。

摘要:从堰塞湖的灾害链演化过程出发,基于堰塞湖风险评估概念,围绕堰塞湖危险性评价、溃决过程与洪水演进模拟和溃决损失评估等3个方面,从定性和定量的角度综述了堰塞体稳定性评价方法,对溃坝参数模型、简化数学模型、精细化数学模型以及洪水演进模型进行了对比分析,从生命损失和经济损失两个角度总结了损失计算方法,最后针对堰塞湖风险评估未来在危险性评价中的不确定性问题、溃决洪水模拟的准确性问题、溃决损失评估的定量化方法、风险定量评估体系和风险动态评估体系五个方面进行展望。

摘要:为了解秦淮河的径流规律及特征,针对秦淮河流域的地形、水系、产汇流特性、水利工程及下游潮位特征,构建了秦淮河流域水文水动力模型,计算了秦淮河水系主要计算断面的水位流量过程,并选择K最近邻算法(KNN法)和反馈法两种实时校正方法对模拟结果进行校正。结果表明,以各洪水场次的洪峰相对误差和纳什效率系数作为评价指标,秦淮河流域水文水动力模型模拟效果良好,经实时校正后,模拟精度得到了进一步提高,可用于流域的洪水预报。

摘要:针对异构水文预报模型复用程度低、共享应用困难等问题,提出了一种水文模型服务化封装和组合方法,通过设计标准化服务描述、操作和部署等封装接口,完成对水文模型的数据算法模块模型多粒度拆分与服务化封装。以栅格新安江模型为例进行模型服务化封装,并在屯溪流域进行了应用验证,验证结果表明,该方法能有效提升水文模型算法和模块的灵活组配能力,提高了模型资源的复用率,实现了面向业务应用需求驱动的模型动态配置技术,可为水文模型服务化封装及共享应用提供基础支撑。

摘要:基于地面自动站、雷达及NCEP数据,采用标准化异常度方法,对北京市2018年7月15—16日出现的极端暴雨过程进行分析,结果表明:极端降雨发生在副热带高压和高空槽之间,低层有明显的西南急流,水汽充沛；暴雨发生时,环境条件标准化异常度均超过3σ,为此次极端降雨创造了极其有利的动力、水汽和不稳定条件；中尺度对流系统活动可分为对流系统触发和局地强降雨、对流系统组织化加强和强降雨区北移两个阶段,均伴有明显的“列车效应”,且降雨效率极高；低空西南急流利于大气不稳定层结的建立、水汽持续输送,地面辐合线方向与850.hPa低空急流方向、对流云团的移动方向均一致,是导致对流系统触发后增强的主要原因。

摘要:为科学治理蓄洪区洪涝灾害、有效降低经济损失,以安徽省蒙洼蓄洪区作为研究区域,选择哨兵一号、二号和高分系列卫星影像作为数据源,采用区域生长法快速提取洪水淹没范围,绘制洪涝灾害前后的水体变化监测图,并结合蒙洼蓄洪区的土地利用类型分布图,利用GIS技术分析2020年7—8月洪涝期间蒙洼蓄洪区各土地利用类型受灾情况以及总区域受灾情况的时空变化特征。结果表明:区域生长法结合多源卫星遥感数据,可以快速准确地提取洪涝灾害范围,实现洪涝灾害信息的时效性和高频次监测；蒙洼蓄洪区的重度受灾区域主要集中在中部和东北部地区,西南部地区受灾程度较轻,农田和养殖塘受灾程度最为严重,保庄圩和庄台受灾程度最轻；蒙洼蓄洪区受灾面积的时间变化与蓄洪措施具有很强的相关性,而与当地降水情况的相关性较弱。

摘要:针对五强溪水库近坝区洪水预报难度大、预报精度难以满足实际需求的现状,基于历史暴雨中心分布与流域产汇流特征划分单元流域,采用三水源新安江模型构建入库洪水预报新方案进行参数率定和历史洪水模拟,并综合剖析了洪水预报误差的主要原因。研究结果表明,构建的洪水预报新方案能够取得较高的洪水预报精度,在2021年实时洪水预报作业中取得了良好的应用效果。流域内水利工程泄洪资料的缺失是目前造成洪量及洪峰模拟误差的主要原因。

摘要:为了提升洪涝灾害应急响应能力,提出应急物资三主体混合储备模式,根据三主体供应特点和物资需求条件,构建了以最小政府成本和最低灾害损失为目标,以保障能力、政府成本及企业利润为约束的洪涝灾害应急物资配置模型,并通过模型的求解及简化,确定了不同储备模式的适用范围。在对以块石为代表的洪涝灾害应急物资算例计算的基础上,分析比较了不同储备模式下的最优配置结构,并针对与政府决策相关的重要参数进行了敏感度分析,结果表明,对于以块石为代表的洪涝灾害应急物资,建议采用以政府直接储备为主、委托企业储备为辅、社会力量代为储备为补充的储备模式,物资的现货市场采购成本会影响物资储备总量,政府储备库采购储备成本、企业期权价格会影响物资配置结构。

摘要:基于京津冀气象、社会资料及地下水埋深数据,构建支持向量机(SVM)、循环神经网络(RNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)模型对京津冀地区13个城市地下水埋深进行了模拟,并以确定系数、均方根误差、平均绝对百分比误差、纳什系数对3个模型的适应性进行了评价。结果表明:LSTM模型模拟效果最好,其次是RNN,SVM最差；不同城市基于LSTM模型进行地下水埋深模拟时参数调整最少,适应性最好,SVM模型参数调整最多。将3个模型应用于随机选择的6个测站进行验证,在华北地区浅层地下水埋深模拟方面,LSTM模型模拟精度和可信度最好,适应性最强,是该地区地下水埋深模拟的首选机器学习模型。

摘要:以富营养化的太湖梅梁湾为研究对象,利用平面光极、高分辨率平衡式间隙水采样(HR-Peeper)装置和薄膜扩散梯度(DGT)技术获取沉积物水界面溶解氧(DO)二维平面和溶解态/生物有效态钨(W)一维垂向分布信息,分析铜锈环棱螺分解对太湖底泥中钨迁移的影响效应。试验结果表明:铜锈环棱螺死亡分解后会迅速降低沉积物水界面DO浓度,形成厌氧环境,引起间隙水及上覆水中溶解态钨质量浓度的增加,溶解态钨平均质量浓度增加幅度是对照组的28.92%～114.46%,显著提升了沉积物水界面钨的生物有效性(DGT所测结果)；与钨质量浓度变化类似,铜锈环棱螺分解前期(第8天)沉积物间隙水中铁、锰质量浓度同步增加且与钨浓度变化呈显著正相关(R2≥0.716,p<0.01)关系,水相中溶解态钨质量浓度增加是由厌氧环境下沉积物中铁锰氧化物还原溶解所致,分解后期(第16天和36天)间隙水中钨质量浓度的增加主要是由于铜锈环棱螺体内累积的钨释放所致。

摘要:为探究不同吸附材料(锁磷剂和增氧剂)对沉积物内源污染物Co的影响机制,以太湖梅梁湾为研究区域,设计3组室内模拟试验(对照组、增氧剂组及锁磷剂组),基于高分辨率平衡式间隙水采样(HR-Peeper)装置采集4个阶段(加入吸附材料后的第4天、30天、90天、150天)水样,解析原位覆盖条件下沉积物剖面溶解态Co、Fe(Ⅱ)、Mn的垂向分布特征及相互作用机制。结果表明:锁磷剂和增氧剂未造成水体中的pH值和Eh值的剧烈变化；沉积物剖面中溶解态Co质量浓度降低了1.29%~45.87%,且30.d时的吸附效果最好；增氧剂组及锁磷剂组沉积物水界面Co释放通量较对照组分别降低了1.00.μg/(m2·d)和1.19.μg/(m2·d)；沉积物剖面Co的释放受铁、锰的氧化还原控制,且主要受锰的氧化还原控制；增氧剂对钴的吸附效果优于锁磷剂,且有效吸附时间更久。

摘要:基于黏弹性材料的广义流变模型,推导出一种广义阻尼模型及相应的结构动力学方程,分别选用指数函数和高斯函数为广义阻尼模型的卷积核函数,采用Newmark直接积分法计算了Koyna大坝的地震响应,分析了松弛参数、时间积分步长对大坝地震响应的影响,比较了广义阻尼模型和黏滞阻尼模型情况下大坝的地震响应。结果表明:地震作用下广义阻尼模型的响应峰值均大于黏滞阻尼模型的响应峰值；松弛参数越大,广义阻尼的响应峰值越接近黏滞阻尼的响应峰值；指数模型对数值积分时间步长的要求高于高斯模型。

摘要:采用大型摆锤冲击试验和LS-DYNA数值模型,研究了空心砖不同孔隙率(28%、42%、54%)和孔隙分布(2孔、8孔、18孔、32孔、50孔)对空心砖缓冲性能的影响。结果表明:滚石冲击力随着空心砖孔隙率的增大而减小, 54%孔隙率空心砖比28%孔隙率空心砖减小了23%滚石冲击力峰值和46%空心砖缓冲层传递力峰值；滚石冲击力和空心砖缓冲层传递力随着孔隙分布均匀化而减小,相比于2孔空心砖,50孔空心砖最大可减小46%滚石冲击力,传递力可减小31%；均匀的孔隙结构分布可以有效增大传递力扩散角,50孔空心砖比2孔空心砖传递力扩散角增大46%。

摘要:基于三维牛角转动破坏模型的三维极限分析上限理论,建立了考虑坡顶倾角的边坡功率平衡方程,基于MATHEMATICA软件采用带有约束条件的穷举法优化求解了边坡安全系数最小值,在考虑参数c/γH、内摩擦角φ、坡顶倾角α和边坡倾角β的情况下,定量对比分析了强度折减法(SRM)和容重增加法(GIM)计算的边坡安全系数。结果表明,边坡安全系数等于1时,GIM和SRM计算结果接近且近似都等于1；边坡安全系数大于1时,GIM计算结果大于SRM；边坡安全系数小于1时,SRM计算结果大于GIM；边坡安全系数小于1.2以下的稳定边坡,GIM和SRM法计算结果无明显差异。

摘要:针对斜坡式防波堤护面层块体个数统计效率和精确率低的问题,提出了基于Mask R-CNN深度学习网络的斜坡式防波堤扭王字块体的识别和分割方法。该方法利用Mask R-CNN深度学习网络学习实验室采集图像的特征信息,通过调整交并比(IOU)阈值得到评价指标最好的模型,并将该模型应用于现场防波堤图像护面块体的识别和分割。测试结果表明,IOU取0.5时,目标分割的平均精确率为91.83%,平均召回率为92.94%；将训练得到的网络用于识别无人机航拍现场的防波堤图像,扭王字块识别率可达90.7%,且拍摄角度和高度对识别精度影响不大。Mask R-CNN深度学习网络可实现密集、复杂护面块体的准确识别,具有良好的移植性和通用性。

摘要:采用局部应力集中的最大接触力破碎准则,将阿波罗填充模式和最大接触力方向相结合,考虑整体破碎与局部破碎两种破碎模式,建立模拟粗粒料颗粒破碎的离散元模型,对大粒径堆石料的大型相对密度试验机制进行了研究。结果表明:不同破碎模式下的细观力学响应存在较大差异,模拟大粒径堆石料的局部破碎模式可以有效提高数值模拟的精度；堆石块体强度越高,级配偏差对于极值干密度影响程度越大；密度桶高径比过小时,不利于堆石体的振动密实和颗粒重排列,此时试验级配最大干密度的测量值可能远低于理论值,以测量值作为堆石料现场压实检测判别标准,可能会出现相对密度大于1 的情况。