摘要:为剖析气候变化对水文极值非平稳性的影响,采用5 a滑动平均和Mann-Kendall突变检验法对黄河唐乃亥水文站1957—2018年最枯多日平均流量进行非平稳检验；根据Kendall等级相关分析法优选气候指数,以时间和气候指数为协变量构建非平稳广义极值分布(generalized extreme value,GEV)模型,并进行参数估计与模型优选,对比平稳与非平稳GEV模型在枯季径流模拟中的应用效果。研究结果表明:黄河源区枯季径流呈现明显的非平稳特征；平稳GEV模型的模拟值偏高,以西太平洋指数为协变量的非平稳GEV模型对极值的拟合效果较好,且能较好地解释极端枯水事件的波动性。

摘要:为探究卫星遥感、再分析产品等多源数据组合径流极值模拟的精度,选取湘江流域TRMM、PERSIANN-CDR、CFSR以及实测数据的8种降水与气温组合,利用水文模型探究不同组合在各径流极值序列中的模拟精度。结果表明:在无实测数据的组合中,TRMM降水与CFSR气温、PERSIANN-CDR降水与CFSR气温2种组合的模拟结果分别最接近径流极高值与径流极低值实测值；除基准组合(实测降水、实测气温),实测降水与CFSR气温、TRMM降水与实测气温分别是径流极高值、径流极低值模拟精度最高的组合；在各径流极值序列中,CFSR降水与CFSR气温、CFSR降水与实测气温2种组合皆严重高估径流极值,最大高估可达651%,表现出模拟误差随径流值减小而增大的特征,其余组合皆低估径流,最大低估可达67.48%,且呈现出误差随径流值减小而减小的特点；降水产品在不同的径流极值序列中表现出的极端降水特征不同,径流极高值序列中TRMM较其他2种降水产品更能反映极端降水的发生频率以及无雨历时等特征,径流极低值序列中PERSIANN-CDR降水对极端降水强度、总量以及连续湿日特征的体现最好。

摘要:为探讨不依赖降雨径流资料的汇流参数——蓄量消退系数C s 的计算方法,选取位于不同水文气象分区的 4个典型中小流域,根据DEM 信息提取河网水系,构建基于 Strahler 分级规则的河网精简方案,改进基于自相似河网结构的蓄量微分方程,分析不同河长占比对C s 计算结果的影响。研究结果表明:改进的方法能有效降低原始河网和精简方案河网之间C s 计算结果的差异,提高C s 计算结果的稳定性；流域中河网复杂程度的增加会导致C s 计算结果的增大；河长占比通过影响河网所涵盖的信息进而影响精简方案的适用性,对于3级河网结构的中小流域,1级河网河长占总河长比例小于70%时,可采用保留至2级的河网精简方案作为替代输入。

摘要:采用前期影响雨量 P a替换前5 d降水量以评估前期土壤湿润程度、线性内插增加CN值的分级以及根据不同水文气象分区选用适宜初损率 λ 等改进措施对HEC-HMS半分布式水文模型产流模块中的SCS-CN方法进行改进,并于县北沟、呈村、平和3个中小流域进行验证,探讨了反算法率定SCS模型参数的局限性；通过率定不同流域前期影响雨量下的最适宜CN值( Cx )并回归 Cx-P a关系,分析了实际湿润程度随前期影响雨量变化的规律。研究结果表明,当湿润区和半湿润区流域初损率取值0.05和0.20时HEC-HMS模型能取得较好的模拟精度。

摘要:基于2011—2020年《遵义市统计年鉴》和《遵义市水资源公报》,采用多因子的熵权法确定水资源承载力水平和城市经济社会发展水平综合评价指标体系各指标的权重,在此基础上构建了能够反映社会、经济、人口、水量、水质等多因子的水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度模型,分析了遵义市现城区和规划城区水资源承载力与城市经济社会发展水平的时空耦合协调关系。结果表明:遵义市现城区和规划城区水资源承载力与城市经济社会发展水平的时空耦合协调度在2011—2020年均呈现总体上升趋势；时间上,现城区耦合协调度受经济社会发展水平的影响较明显,规划城区北扩区域目前经济布局较少,使得经济社会发展水平有所降低,说明城市北扩有利于促进城市经济社会高质量发展；空间上,遵义市现城区水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度在发展进程中有明显的空间差异且差异逐渐缩小,规划城区耦合协调度呈现“南强北弱”的格局,说明经济社会发展对水资源需求程度高的区域在南部,未来经济布局可逐步北移、东扩,并继续实行严格的水资源管理制度,优化水资源配置,缓解水资源短缺等问题,保障经济社会可持续发展。

摘要:为了解南水北调东线工程调水期间洪泽湖水质变化,基于2013—2020年洪泽湖调水期水质监测数据,采用Daniel趋势检验分析水质年变化趋势,通过空间插值得出各湖区水质分布规律,并进一步用主成分分析法分析水质主要污染类型。结果表明:2013—2020年洪泽湖调水期水质在合格至轻度污染之间,TP和TN为主要超标因子；时间上水质有变好趋势,空间上过水区水质最差,但有转好趋势,而成子湖区和溧河洼区有所恶化；污染类型以富营养化污染为主,氮磷营养盐影响较大；水质污染以入湖河流输入和建设用地增加人类活动的污染为主要来源,还伴有偶发污染事故；时间上洪泽湖对东线输水的综合水质有改善趋势,建议进一步加强相关污染防治工作,保护洪泽湖水环境,保障南水北调东线工程输水水质安全。

摘要:为分析金沙江向家坝建成前后坝下江段水温变化对典型鱼类繁殖期的影响,基于实测数据分析研究了金沙江下游年际水温变化趋势与近年水温变幅,进而将14种典型鱼类历史产卵期适宜水温范围投影至现阶段水温历时变化曲线,得出各典型鱼类的繁殖期变化情况,并通过提出时间重叠度指标定量评价了水温变化对鱼类的影响。结果表明,建坝前金沙江下游水体升温期为2—6月,水温年内变化范围为11.8～23.2℃；建坝后则推迟至4—7月,水温年内变化范围为14.0～23.1℃,水温变幅趋于减小；在建坝后的水温条件下,金沙江下游典型鱼类主要繁殖时段可能由3月上旬—7月下旬后移至3月下旬—8月上旬。

摘要:针对传统渡槽安全评价方法忽略了评价指标权重的动态变化,不能实时反映危险因子对渡槽实际运行状态的影响等缺陷,提出了一种基于动态权重云模型的渡槽安全综合评价方法,引入动态权重模型为评价指标动态赋权,并利用云模型获取评价指标隶属度。将该方法应用于南水北调中线干线工程M河渡槽安全评价并与静态权重模型评价结果进行了对比,结果表明,动态权重云模型实现了评价指标层权重计算结果随工程运行状态的实时变化,同时对危险因子的识别敏感性更高,提高了评价方法对复杂运行环境下渡槽安全综合评价的适用性和准确性。

摘要:针对粗粒料的剪胀特性,引入4次幂函数剪胀方程对基于细观结构的粗粒料弹塑性本构模型(hhu-SH基本模型)进行改进,并给出了改进hhu-SH模型屈服函数、硬化参量、初始弹性模量的推导过程以及参数确定方法。基于某抽水蓄能电站下水库面板堆石坝工程,利用其筑坝粗粒料的三轴CD试验和等向压缩试验结果,整理出改进hhu-SH模型的参数,模拟大坝填筑和蓄水过程,并将计算结果与邓肯E-B和南水模型的计算结果进行对比。结果表明:在坝体位移的定性分布规律上,改进hhu-SH模型、邓肯E-B模型以及南水模型的计算结果基本一致,验证了该模型的工程适用性；基于改进hhu-SH模型计算的坝体变形、面板变形和应力以及接缝位移预测值均小于E-B模型,但与南水模型较为接近；基于改进hhu-SH模型计算得到的面板顺坡向应力整体受压,结果更符合实际。

摘要:针对混凝土坝变形分析预测的复杂性,应用相空间重构思想和融合建模理念,提出了一种基于SSA-LSTM-GF的混凝土坝变形分析预测方法。SSA-LSTM-GF方法利用奇异谱分析法(SSA)将变形实测数据序列分解为趋势分量、周期分量和剩余分量,并将剩余分量视为噪声分量予以剔除；采用长短期记忆神经网络(LSTM)模型和高斯拟合(GF)算法分别进行周期分量和趋势分量的分析预测,并将二者结果进行叠加重构,得到最终预测结果。实例验证结果表明,SSA可以达到较好的数据分解和消噪效果,LSTM模型针对周期分量的预测性能优越,GF算法能够很好地实现趋势分量的拟合预测和部分信息的挖掘提取,LSTM模型和GF算法的成果重构效果良好,SSA-LSTM-GF方法具有一定的可行性和应用价值。

摘要:以江苏省通州湾地区YD002钻孔为研究对象,建立了地面沉降DFOS(distributed fiber optic sensing)系统,对该地区第四纪沉积层的变形及地面沉降进行长期监测,并依据监测数据对该地区地面沉降的现状和趋势进行分析。结果表明:该地区目前的主要变形来源为抽水层上部承压含水层组垂向释水造成的土层压缩变形,地层整体呈压缩趋势,且各压缩层变形与地下水水位变化规律密切相关；相较于传统分层标,DFOS技术能够更加精细化地测量土层垂向的压缩-回弹变形。

摘要:为研究滩地对河道交汇区水动力特性以及物质输移的影响,建立了含滩地河道交汇区的三维水动力-污染物耦合数值模型,模拟并分析了不同高度和宽度的滩地对交汇区水流结构及污染物横向掺混的影响。研究结果表明:支汊滩地引起的侧向入流垂向动量重分布,对交汇区的双螺旋流结构,污染物横向扩散范围以及掺混层的位置、形态特征和宽度等均有显著影响；支流侧二次流强度和范围随着滩地高度的增加而增大,滩地展宽使支流侧二次流向左岸偏移、强度增大；污染物混合程度与二次流密切相关,二次流的强度、位置和范围均对物质掺混速率有重要的影响,二次流的强度越高、范围越大、位置越接近掺混层,污染物掺混速率越快。

摘要:为研究竖缝式鱼道进鱼口水深不足时鱼道进出口允许最大水深差,构建了鱼道整体数学模型,对鱼道流速、流态、水面线等进行了数值模拟分析。结果表明:当进鱼口水深不足时,上游段水深与出鱼口水深一致,流速稳定；中间段水深开始缓慢下降,流速逐渐变大；下游段水深急剧下降,流速迅速变大,在进鱼口处出现跌水,流速出现最大值。当鱼道坡度相同时,出鱼口水深与进出口允许最大水深差呈线性关系,出鱼口水深越大,进出口允许最大水深差越大；当出鱼口水深相同时,鱼道坡度与进出口允许最大水深差也呈线性关系,鱼道坡度越陡,进出口允许最大水深差越小。

摘要:为探究非费克(non-Fickian)运移表现出的峰值提前到达和拖尾等现象,开展了粗糙单裂隙溶质运移试验,总结了粗糙单裂隙中溶质运移特征及运移机理,结合边界层理论对峰值提前到达和拖尾现象进行了分析和解释。结果表明:峰值时间和拖尾时间与边界层厚度之间存在较好的线性相关关系；边界层对裂隙介质溶质运移有较为显著影响,即水流速度越小,边界层厚度越大,滞留在边界层内部的溶质越多,溶质获取率越低；粗糙单裂隙中溶质穿透曲线的峰值提前和拖尾现象是由裂隙中心处以惯性力主导的主流区和裂隙壁面以黏性力主导的边界层区共同作用造成的,其中峰值时间主要由主流区的对流因素控制,而边界层区域的存在对拖尾时间影响较大。

摘要:采用一种多时间间距适配(多时距)的粒子图像测速(PIV)技术对静水与横流环境下的垂向圆管射流流场进行测量,对比分析了多时距PIV技术测量结果的可靠性,探究了静水与横流环境下垂向圆管射流的运动特性。结果表明,多时距PIV技术得到的测量结果能够精确反映射流在静水和横流环境中的时均特征和紊动特征,且其精度明显优于传统PIV技术所得到的测量结果。研究发现,多时距PIV技术可既方便又精准地测量视窗内速度变化大的流场。

摘要:为探究弹性和塑性对胶凝砂砾石料(CSG)应力应变特性的影响,建立了适用于CSG的剪胀方程,参考粗粒土或堆石料剪胀特性的研究方式开展了一系列不同掺量和围压下的三轴压缩试验、三轴等向加卸载试验和三轴轴向加卸载试验,对CSG的剪胀特性进行了系统研究。试验结果表明:CSG加载过程中弹性和塑性应变都不可忽略,CSG在低围压下具有剪胀性,随着围压的增大逐渐向剪缩性过渡；由试验数据得到CSG的弹性体积应变和弹性剪应变,对比分析了考虑和不考虑弹性应变的CSG剪胀特性曲线,发现弹性应变对CSG剪胀特性影响较大,仅在高掺量、高围压、大应力条件下可以忽略弹性应变的影响；二次函数可以很好地描述CSG的剪胀特性。

摘要:针对新型装配式剪力墙结构,以轴压比和边缘构件纵筋配筋率为对照参数,设计了3个缩尺比为1∶1.54的剪力墙试件并进行了拟静力试验。试验结果表明,3个试件的最终破坏模式相近,表现为墙体斜裂缝开展至受压区混凝土剥落的弯剪破坏；轴压比的减小或边缘构件纵筋配筋率的降低均对新型装配式剪力墙抗震性能有不利影响,表现为滞回性能减弱和极限承载力降低。结合有限元模拟结果,建立了新型装配式剪力墙的五折线骨架模型及恢复力模型,该模型与试验结果吻合较好,可以为新型装配式剪力墙结构的弹塑性地震反应分析提供参考。

摘要:根据长周期地震动的特性,选取139条长周期地震动记录,以分析结构动力参数和长周期地震动特性对长周期地震动非弹性反应谱的影响规律。研究结果表明:与常规地震动相比,恢复力模型和屈服后刚度比(η)对地震动非弹性反应谱中长周期段的影响较大,且场地土对非弹性反应谱的放大效应更为显著；相反,阻尼比(ξ)和位移延性比(μ)对常规和长周期地震动非弹性反应谱的影响规律较为类似。提出在建立长周期地震动设计谱时,应选取合理的恢复力模型和η,参考已有ξ和μ对常规地震动反应谱的影响规律,并针对不同的场地类型建立相应的设计谱；可以先建立某标准设防烈度的长周期地震动的设计谱,其他设防烈度的设计谱可用 PGA 设防与 PGA 标准的比值调整得到。

摘要:提出了基于水位安全裕度理论的太湖流域北部城市排涝与区域防洪标准衔接方法,剖析现状城市排涝与区域防洪标准的衔接性,并通过不同标准组合方案的试算,分析了区域和城市防洪排涝标准变化对关键断面出入水量的影响,并基于水位安全裕度评估方法提出了相衔接的城市排涝标准与区域防洪标准设计组合。研究结果表明:现状太湖流域北部区域防洪与城市排涝标准基本具备抵御50年一遇洪水的能力,但城市、区域层面防洪排涝能力与需求表现出不衔接,表现为城市内部水位远低于防洪设计水位,而区域水位则接近甚至超出防洪设计水位,防洪能力略显不足；不同区域防洪标准提升导致的外排格局变化特征具有显著差异,武澄锡虞区、阳澄淀泖区防洪能力提升通过扩大向长江泄洪实现,湖西区则通过扩大向太湖泄洪实现；限制城市大包围外排水量对缓解城市外部区域防洪压力的效果有限；太湖流域北部50年一遇区域防洪标准与20年一遇城市排涝标准是相衔接的标准设计组合。

摘要:暴雨洪水同频率假定是否成立和暴雨洪水遭遇概率分布是中小流域设计洪水计算的依据,为检验其合理性,采用鉴江上游曹江流域典型强降水流域1967—2013年逐时暴雨洪水观测资料,分析了华南中小流域最大面雨量R和对应场次最大洪峰流量Q的边缘分布和联合分布的遭遇概率,并推算其设计重现水平。研究结果表明:暴雨和洪水同频遭遇概率较小；对于特定设计频率,洪峰流量与流域面雨量的遭遇概率随流域面雨量增大而增大；流域面雨量和洪峰流量的遭遇条件概率显示存在着多种防洪风险管理选择；相对于“或”联合重现期和“且”重现期,二次重现期更准确地反映R-Q组合的风险率。

摘要:为做好超标洪水调度、保障流域防洪安全,开发建设了由基于水文水动力学耦合的超警超保风险区域预警模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型共同组成的超标特大洪水风险预警系统,该系统在太湖流域预报调度一体化系统中通过智能交互方式进行模型与系统的紧密集成,实现了预报调度成果的可视化。基于水利一张图的超警超保与淹涝动态展示,实现了预报产品从点到面、从常规预报到影响预测的突破,以及洪水风险由静态评估向实时快速动态分析的转变。应用结果表明:系统在2020年太湖流域性大洪水中累计发布超警超保风险提示39期、洪水淹涝风险评估4期,预测结果与实际基本一致,为科学调度防御超标洪水提供了技术支撑,避免了江苏省苏州市3万多的人员转移,有力保障了太湖流域防洪安全。