摘要:从流域降雨径流物理机制出发,选取不同水文气象分区的4个缺资料小流域,基于暴雨衰减公式进行设计降雨过程计算,结合流域下垫面特征推求模型参数,构建流域水文模型实现设计洪水计算,并将水文模型法计算结果与推理公式法进行比较。结果表明:水文模型法得到的设计洪水与推理公式法相似(洪峰、洪量相对误差均不超过30%)；水文模型法考虑了土壤下渗能力随着降雨过程的变化情况和流域内各点汇流过程的不确定性；水文模型参数的时空分布不均匀性更加符合流域实际的产汇流规律,提升了复杂情况下设计洪水计算的可靠性。

摘要:为探究网格水滴汇流方法的预报精度及物理性质,并验证其在缺资料或无资料地区的适用性,以蓄满产流为原理,结合网格新安江模型进行产流计算,构建了基于网格水滴的汇流模型。以湿润地区屯溪及其嵌套子流域和半湿润地区东湾及其嵌子套流域为研究对象,假设嵌套子流域为缺资料地区,在不重新率定参数情况下对屯溪和东湾内部嵌套子流域进行模拟验证。结果表明:相同流域内,基于网格水滴的汇流模型综合模拟精度随着子流域面积减小而降低；模型在屯溪流域模拟精度达到甲级,其嵌套子流域模拟精度基本满足需求；在东湾流域模拟精度达到乙级,其嵌套子流域模拟精度除洪峰合格率外均达丙级；模拟结果验证了网格水滴汇流模型在缺资料流域的适用性。

摘要:基于南水北调水资源供应链,构建政府补偿与市场化补偿相结合的多元生态补偿机制。假定水资源供应链中各成员具有利他偏好,对比分析利他偏好下中央政府实行断面水质补偿机制与水资源保护成本补偿机制的效果。结果表明:调水工程水资源供应链中水质、水价、消费者剩余与水资源分销商的利他偏好水平正相关；中央政府纵向补偿与地方政府横向补偿对水质提升均有促进作用,利他偏好下受水区的效用会随着水质的提升而提升；转移制度契约可缓解市场化补偿机制下供应链各成员决策的双重边际效用,改善水资源分销商“搭便车”行为,促进供应链总效用和消费者福利提高。

摘要:为了更有效地控制沙颍河污水的排放,保证西淝河线引水工程的正常运行,基于MIKE11建立了一维水动力-水质耦合模型,以氨氮为水质指标,分析了污水下泄过程中污染物的降解与稀释特性对西淝河取水口水质的影响机制。结果表明:汛前随着支干流量比增加,污染团从主要受降解作用为主过渡到稀释作用为主；汛初下泄的污水主要依靠干流的稀释作用降低质量浓度；当沙颍河在汛前和汛初的下泄污水流量分别大于淮干流量的10%和7%时,取水口水质有超Ⅲ类水的风险；取水口氨氮质量浓度与支干流量比之间存在幂函数关系,二者的拟合效果与污染团受干流稀释程度有关。

摘要:为提升生态滤坝净化能力,选取砾石、沸石、陶粒、蛭石4种基质,进行基质组配、填充方式及水力负荷等多情景下的污染物(COD、氨氮、总磷)去除效果试验。试验结果表明:砾石+陶粒组配方式去除COD效果最好,而去除氨氮和总磷效果最好的组配方式是砾石+沸石；砾石和沸石均匀混合有利于COD的去除,而砾石在前沸石在后的填充方式是去除氨氮和总磷最高效的填充方式；随着水力负荷的增大,3种填充方式下COD和总磷的去除率均呈现递减趋势,均匀混合填充方式下氨氮的去除率呈现递减趋势而分层填充方式下氨氮的去除率呈现先增大后减小趋势。

摘要:为提升大坝结构变形预测精度,采用完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)法将变形实测序列解耦为一系列具有不同时频特征的本征模态函数,使用小波阈值消噪对高频分量平稳化处理后进行重构,利用基于双阶段注意力机制的长短期记忆网络(DA-LSTM)模型对重构变形序列进行预测。实例验证结果表明,联合CEEMDAN算法和小波阈值消噪方法能够有效识别并清洗实测数据中的异常值,提升了测值对大坝运行性态的表征能力,同时DA-LSTM模型可以充分挖掘大坝变形的滞后性和增强网络的可解释性,据此构建的变形预测模型具有优良的稳健性。

摘要:依托某建于凸起地形上的面板堆石坝,采用三维非线性有限元分析方法,研究左岸凸起地形及其2种开挖方案对面板堆石坝面板应力变形特性以及接缝变形的影响。通过坝轴向和顺坡向的面板挠度曲线解释了面板拉应力分布规律,提出了面板拉裂风险指标,并对开挖方案进行了效果评价。结果表明:凸起地形对面板应力变形和接缝变形有较大影响,相较于凸起地形完全挖除方案,凸起地形对堆石体和面板具有较强的约束和支撑作用,导致凸起地形处的面板坝轴向位移和挠度减小,拉应力区增大,垂直缝张开数量增多,然而,面板拉应力、垂直缝张开量以及周边缝张开和错动均有所减小；凸起地形上游侧按1∶1.5开挖后,面板变形协调性明显改善,面板拉应力区面积和垂直缝张开数量减少,有效降低了面板拉裂风险。

摘要:为揭示粗粒料在冻融环境与复杂应力条件下的变形特性,采用大型三轴压缩试验与蠕变试验研究了粗粒料在不同冻融循环次数、围压与应力水平下的变形特性与蠕变特性。试验结果表明,未冻融粗粒料的应力-应变曲线为应变硬化型曲线,在试验围压100~600.kPa范围内粗粒料剪切过程中均表现为剪胀性；冻融循环后初始弹性模量与破坏应力均呈下降趋势,200.kPa围压时,初始弹性模量降低20%,破坏应力降低37%,600.kPa围压时,初始弹性模量降低5%,破坏应力降低25%；冻融循环后粗粒料轴向蠕变应变随时间的发展为衰减型蠕变规律,轴向蠕变应变随冻融循环次数和应力水平的增大而逐渐增大,8次冻融循环后轴向蠕变应变明显增大；应力水平影响下的粗粒料蠕变时间曲线可采用指数函数形式表达。

摘要:为分析近邻双孔隧道施工的相互影响,利用复变函数和Schwarz交替法求解基于土层重力效应且洞室发生收敛变形的地层位移解析函数,通过设置位移约束点对地层位移进行修正,最终获得了土层重力效应下近邻双孔隧道开挖的解析模型。采用该解析模型分析了迭代次数、位移约束及洞室水平变形对地层位移的影响规律。结果表明:当迭代次数为2时,计算结果已满足精度要求；设置竖向位移约束边界使地表相对沉降曲线整体发生向下偏移,左侧水平位移约束边界则使相对水平变形向左侧发生一定量的偏移；随着洞室水平变形系数的增大,地层相对竖向变形随之增大而相对水平变形却随之减小,且对两者的影响程度不一致。基于地层位移判别准则,获得了基于几何近接度和埋深比的双孔隧道的强、弱、无影响分区。

摘要:为研究玄武岩纤维复合材料(BFRP)对再生混凝土力学性能的提升作用,对BFRP管约束再生混凝土圆柱进行了轴压试验,分析了BFRP层数对圆柱轴压性能的影响。试验结果表明:BFRP管约束再生混凝土圆柱的失效模式表现为BFRP断裂引起的圆柱受压破坏,BFRP管约束可以显著提高再生混凝土圆柱的承载力和变形能力,轴压应力-应变曲线表现出明显的强化段。随着BFRP层数的增加,约束再生混凝土的轴压强度比未约束再生混凝土提高了78%~281%,极限轴压应变提高了6.16~18.10倍,均显著高于对应的未约束普通混凝土的轴压强度和极限轴压应变。结合试验数据,评估了典型纤维复合材料(FRP)约束混凝土圆柱轴压强度和极限轴压应变模型在BFRP约束再生混凝土中的适用性,发现所评估的典型模型不能精确地预测试件的轴压强度和极限轴压应变。

摘要:为提高基于碾压参数与填料属性建立的公路路基智能压实控制技术多元回归反馈模型的控制精度,建立了仅考虑碾压参数的多元回归模型,并在分析含水率对振动测值影响规律的基础上,以含水率作为修正参数对模型进行优化。反馈模型和优化反馈模型的实例应用结果表明:虽然采用2种反馈模型进行公路路基智能压实施工控制均满足规范压实质量要求,但优化反馈模型的合格率高于反馈模型,控制精度提升了54.1%,证明了优化反馈模型的科学性与可行性。

摘要:为研究有机聚合物复合纤维改良砂土的抗压特性、变形规律与改良机理,通过无侧限抗压强度试验和数值模拟分析了改良砂土抗压变形过程的力链变化与微裂纹发育规律,给出了改良砂土的破坏与改良机理。结果表明:有机聚合物复合纤维能够有效提升砂土的抗压强度,随着有机聚合物含量的增大,改良砂土的无侧限抗压强度逐渐提高；随着有机聚合物含量与应变增大,改良砂土的力链演化与微裂纹发育明显改变,力链由环状和柱状结构转变为拱状结构,微裂纹总数量及张拉微裂纹增多,破坏由单一路径向多路径转变。有机聚合物复合纤维黏结、包裹砂粒以及三者相互耦合胶结有效提升了砂土的抗压特性；当荷载过大时,有机聚合物膜发生破裂,纤维逐渐断裂与滑脱,改良砂土网状结构逐渐失稳,砂粒被迫发生位移与旋转,形成局部微裂纹,最终发育、延伸形成裂隙造成破坏。

摘要:采用室内水槽物理模型试验研究了潮滩、植物和红树林生态系统的消浪特性,量化了潮滩对红树林生态系统波高衰减的贡献。结果表明:随着植物淹没度的增大,潮滩、红树林生态系统的波高比均逐渐增大,即消浪效果越来越弱,而植物的波高比则是先减小再增大,水位在树冠中心时消浪率远高于其他植物部位；随着相对波高的增大,潮滩的波高比先稳定在1.0附近然后再减小,红树林生态系统的波高比逐渐减小,而植物的波高比先减小再增大；随着波长与植物带宽度的相对宽度增大,潮滩的波高比先略减小再增大,但多数稳定在1.0附近,而植物与红树林生态系统的波高比先增大再略微减小；潮滩对红树林生态系统波高衰减贡献随淹没度减小逐渐增大,最大可达63%；波浪在红树林生态系统传播过程呈非线性衰减,单位长度的波高衰减率在植物带前1/4宽度远大于后3/4宽度。

摘要:为应对全球气候变暖,助力实现国家“双碳”目标,提出建设蓝碳工程——离岸系泊式海藻牧场,论述了离岸海藻牧场的设计分析流程,并对海藻牧场单元的核心养殖设施进行了数值模拟分析。结果表明,在极端海况下,系泊缆绳、养殖绠绳、连接绳和吊绳的张力均未超过极限破断值；浮标升沉运动对海藻正常接受光照的影响较小,海藻柄部发生破断也为极小概率事件；所提出的设计分析方法可为水深超过40 m的离岸海域海藻牧场的系泊设计提供参考。

摘要:以黄海南部海域1979—2018年SWAN模型模拟的海浪后报数据为原始数据集,采用自动化法在原始数据集中提取独立的非热带气旋样本进行极值波高推算研究。选择年 N 大值法提取极值样本,匹配广义极值分布模型进行拟合,通过分析模型的拟合效果和外推有效波高的不确定性确定合理的 N 值范围,并采用阈值法的稳定阈值范围进行了验证。利用这种方法推算得到了黄海南部海域50、100、150、200 a重现期的极值波高,可为黄海南部海域海洋、海岸工程的设计施工提供参考。

摘要:为分析贝宁海滩上波浪传播演变特性,基于开源波浪数值计算软件COBRAS建立了贝宁典型海滩剖面数值模型,模型中采用 k -epsilon紊流模型求解雷诺应力,采用流体体积法捕捉自由液面,并采用斜坡上波浪破碎试验结果对数值模型进行了验证。基于该模型对常浪条件和极端波浪条件下海滩上波浪传播规律的模拟结果表明:常浪条件下波浪主要在沙坝附近发生破碎,极端波浪条件下波浪在沙坝外侧200 m处开始发生破碎；破碎区域内水质点速度较大,常浪条件下沙坝周围的流速可达7.5 m/s,极端波浪条件下破波带内水质点速度可达12.4 m/s,且波浪回流与入射波浪在沙坝周围相互作用会形成较强的涡旋；随着波浪非线性的增强,波浪爬高也逐渐增大,在极端波浪条件下,沙丘上会发生越浪。

摘要:基于MIKE 21模型和Holland台风风场模型,构建了1909号利奇马和0509号麦莎2次相似路径台风期间的风场和气压场,并模拟了相应的风暴潮过程。结果表明:台风中心附近增水变化显著,浙江东北部海域在台风登陆期间的增水更大；受台风强度影响,台风利奇马期间增水高值区更大,部分海域2次台风期间最大增水差值接近1.0 m；潮致欧拉余流速度较大值主要分布在100 m水深以浅的海域,量值超过20.cm/s,江苏沿海、台湾东北部海域存在欧拉余环流；台风利奇马期间近海斯托克斯余流值普遍小于麦莎期间；斯托克斯余流项对台风期间长江口、浙闽等近海浅水区短期物质输运过程起一定主导作用。用EMD方法和Hillbert变换分析了典型站点风暴潮位的特征,发现站点IMF1模态和天文潮位较吻合；水深和IMF3模态的最大功率谱密度呈现出较高的相关性,并且随着水深的增加,IMF3模态的最大功率谱密度逐步变大。