摘要:针对马斯京根法的蓄量系数K和楔蓄系数X在流域上游有水库控制时难以通过实测资料率定的问题,通过建立K、X与河道水力特征间的关系估算K、X,并采用马斯京根法将上游来水演算到下游,用下游洪水扣除上游演算到下游的洪水得到区间洪水。沭河流域青峰岭水库、小仕阳水库至莒县区间洪水的实例推求结果表明:基于马斯京根法的区间洪水推求方法与新安江模型法推求的区间洪水过程差别较小,但前者进行参数估计时可考虑不同来水河段水力特征的差异。

摘要:为研究空间自相关性对暴雨事件降水量空间插值精度的影响,以乌江流域2009—2018年102个雨量站点的日降水量数据为基础,筛选出88场暴雨事件,分别采用反距离权重法(IDW)、径向基函数法(RBF)、普通克里金法(OK)、协同克里金法(CoK)对流域日降水量进行空间插值,利用莫兰指数(Moran’s I )定量分析了102个雨量站各场暴雨事件降水量的空间自相关性,对比分析了不同插值方法对不同空间自相关性暴雨事件降水量的插值精度。结果表明:随着暴雨事件降水量空间自相关性的增强,莫兰指数增大,4种插值方法精度均有不同程度提升,OK法和CoK法的精度提升效果更为明显；对于流域平均而言,莫兰指数小于0.28时推荐使用RBF法,莫兰指数大于或等于0.28时推荐使用OK法；对于暴雨中心而言,莫兰指数小于0.4时推荐使用RBF法,莫兰指数大于或等于0.4时推荐使用OK法或CoK法。

摘要:为了分析全球气候变化背景下漓江流域极端降水的变化特征,基于流域内气象站点1963—2019年逐日降水资料,采用修改后的ETCCDI指数,通过ITA(innovative trend analysis)法和Mann-Kendall法2种非参数检验方法从站点和流域尺度研究了漓江流域极端降水的变化趋势,并分析了流域年降水量、汛期降水量和极端降水事件发生时间的变化情况。结果表明:1963—2019年漓江流域年降水量及汛期降水量均呈增长趋势；空间上,各极端降水指数呈现出由流域西北向东南递减的分布格局；时间上,各站点极端降水指数均呈上升趋势；极端降水事件在年内最早发生时间总体表现为流域北部站点时间推迟,南部站点时间提前；ITA法和Mann-Kendall法对漓江流域极端降水指数的趋势显著性检验结果存在明显差异,ITA法的敏感性更强。

摘要:为了更好地保护沿海地下淡水资源,探究复杂水文地质条件下滨海含水层海水入侵的水动力机制,结合室内渗流试验和数值模拟方法,研究了含水层非均质性和潮汐作用共同影响下的海水入侵问题。结果表明:静态和潮汐海洋边界下滨海非均质含水层咸淡水空间分布显著不同,潮汐作用会减小下咸水楔侵入距离约30.8%,导致下咸水楔咸淡水混合带宽度增大3倍；潮汐作用会在含水层上部潮间带区域形成上咸水楔,地下淡水排泄是潮间带咸水聚集的关键阻力,地下淡水排泄量越大,潮间带上咸水楔面积越小；在相同水力梯度作用下,静态和潮汐海洋边界下的均质、非均质含水层海水入侵距离均随着渗透系数增大而增大。

摘要:为最大化发挥多功能水库综合效益,构建了黄河上游梯级水库群发电、供水、防洪、防凌、生态多目标优化调度模型,采用多元线性回归模型、随机森林模型和LightGBM模型提取了梯级库群多目标调度规则,并通过改进泰勒图和典型调度方案对提取效果进行了评价。结果表明:随机森林模型和LightGBM模型对调度规则提取的效果整体优于传统的多元线性回归模型,LightGBM模型训练结果更有实际指导意义,在发电、供水及均衡调度需求下均能有效指导水库贴近优化下泄过程。

摘要:以永定河与大清河流域雨量站损毁严重、实测降水数据可靠性较差的5个典型中小流域为研究对象,基于北京市“23·7”极端暴雨实测流量数据,利用动态系统响应曲线(DSRC)反演方法对实际降水量进行反演,并采用均方根误差(RMSE)、PEARSON相关系数与纳什效率系数作为评价指标检验反演方法的有效性,同时通过统计分析实测降水(反演前)、反演降水(反演后)与实际降水(利用多源数据融合后的降水数据近似)不同历时的降水特征值对反演降水的准确性进行评价。结果表明:DSRC反演方法在5个典型流域中均能够对流域面平均降水过程进行有效反演,反演前后的降水过程与实际降水过程的平均RMSE分别为5.97、3.86 mm,平均PEARSON相关系数分别为0.67与0.82,平均纳什效率系数分别为0.27与0.67；DSRC反演方法对降水特征值的反演效果与新安江模型模拟效果以及雨量站实测雨峰的准确度密切相关；在雨量站数据传输中断后,DSRC反演方法仍能够对实际降水进行有效反演,反演的降水过程表现出明显的连续性特征。

摘要:采用三维水动力和泥沙数值模型,模拟分析了不同开孔率和不同布置间距的透空型双丁坝局部三维水动力特性和冲淤特性以及对水生生物生境的影响。结果表明:透空型双丁坝周围流场结构丰富,形成了上丁坝坝内环流区、坝间主副环流区以及下丁坝坝后缓流区,有利于有机质富集；开孔率15%时透空型双丁坝坝间主环流区和坝间涡量最大,坝间涡量以及紊动能随布置间距的增大而增大,控制开孔率大小并适当增大布置间距有利于底栖生物索饵洄游；最大切应力与上游切应力的比值随着开孔率和布置间距的增大逐渐降低,适当增大布置间距并选择较大的开孔率可减轻下泄水流对坝后河床的冲刷；坝内及坝后淤积范围和高度随开孔率增大而减小,随布置间距增大而增大,实际工程中适当提高开孔率和布置间距有利于透空丁坝减速促淤,为底栖生物提供丰富的饵料。

摘要:为研究旋流沉砂池的流动特性,提升其除砂效率,以某污水泵站初步设置的旋流沉砂池为研究对象,基于数值模拟方法,采用RSM模型和DPM模型分析了旋流沉砂池的流动特性和除砂效率,针对其存在的不足提出了增加导流板的结构优化方案,并对不同长度导流板方案进行了对比分析。结果表明:在壁面阻挡和搅拌桨叶片旋转产生的水平环流和立面环流作用下,水流在旋流沉砂池内呈现螺旋形；水流在沿进水渠道进入池体时,对池体内的旋转水流产生冲击,流速较大的进流在压差作用下向池心偏移,容易将靠近池心的砂粒重新卷走,影响旋流沉砂池的除砂效果；在进水渠道末端增设导流板能够有效减小进流对沉砂池内旋转水流的冲击,并使撞击到导流板的水流向下折回到池底,从而提高除砂效率；3种导流板方案中导流板长度为2 000 mm的方案除砂效果较优,相较于初始方案,对0.10、0.15、0.20 mm粒径砂粒的除砂效率分别提升了7%、11%、2%。

摘要:针对富水砂层地区深基坑围护结构渗漏问题突出、危害严重的问题,为适应开挖过程中渗漏风险随时间变化情况并提高评价客观性,提出了基于贝叶斯网络的深基坑渗漏动态风险分析方法。以杭州富水砂层深基坑渗漏病害为背景,构建了涵盖地层、补给、结构和变形等因素的渗漏风险评价指标体系；运用贝叶斯网络及Leaky-Max假设构建静态贝叶斯网络模型,分析了渗漏概率的敏感性及渗漏损失的风险因素和指标。工程实例分析结果表明,采用该方法得到的富水砂层深基坑开挖过程渗漏的动态损失、渗漏概率和风险等级结果与工程实际情况一致,验证了方法的合理性,可用于富水砂层深基坑工程围护结构渗漏风险预测。

摘要:为揭示黄河堤岸砂质壤土在冻融循环下的宏细观破坏规律,通过三轴剪切试验和离散元数值模拟分析了堤岸砂质壤土在不同冻融循环次数下的抗剪强度变化、形变破坏特征、力链发展趋势和组构张量演化规律。结果表明:冻融循环会显著降低砂质壤土的抗剪强度,诱发砂质壤土产生冻胀融沉,抗剪强度平均损失率在15次冻融循环后达到了24.06%；冻融循环后砂质壤土鼓胀破坏区最大直径变小,接触力最大值平均降幅为26.89%；冻融循环后法向接触数目组构张量略微增大,法向接触力组构张量明显降低,各向异性程度减弱；冻融循环前后砂质壤土强接触和全接触等效各向异性均低于冻融前,强接触等效各向异性系数与偏应力变化趋势基本一致。基于离散元模拟结果建立了一种以冻融循环次数为控制参数的堤岸砂质壤土抗剪强度预测模型,具有较好的预测效果。

摘要:针对圆柱绕流减阻抑振问题,对波浪圆柱采用定常吸吹气主动控制手段,在雷诺数 Re =3 000情况下,利用大涡模拟数值方法,研究吸吹气方式、方位角(吹吸气装置与来流反方向夹角)、动量系数对波浪圆柱的升阻力特性、时均压力、速度分布、近尾迹流动结构发展及其减阻抑振的影响规律。结果表明:定常吸气控制比吹气控制对波浪圆柱减阻抑振效果更好；定常吸气方位角位于迎风面时波浪圆柱的升阻力系数随动量系数的增大而减小,位于背风面时则呈先减小后增大再减小趋势,这主要归因于定常吸气通过吸收低速度流体延缓流动分离,削弱了尾流的顺流向雷诺应力和横流向雷诺应力,降低了柱体前后表面的压差,波浪圆柱的近尾迹宽度在横向上显著变窄；在适当的吸气动量系数及方位角工况下,Saddle截面近尾迹回流区基本被消除,下游出现“带状涡”,升阻力波动得到了显著控制,平均阻力系数较未受控制波浪圆柱减少83.84%。

摘要:针对寒区土石坝护坡存在的隆起、错位、坍塌等冻胀破坏问题,以寒区某土石坝护坡工程砂砾料垫层、坝体填土土石混合体为研究对象,开展了低围压下不同温度和含石量的土石坝护坡土石混合体三轴试验,研究了不同围压、温度、含石量对土石混合体力学特性的影响。结果表明:在较低围压作用下,含石量较低试样的应力-应变关系曲线为应变软化型,随着围压增大,试样的应力-应变关系曲线变为应变硬化型；在常温条件下,当围压较低时,不同含石量的试样呈现先剪缩后剪胀的现象,当围压较高时,试样则一直表现为剪缩,且围压越大,剪缩量越大；在不同冻结温度下,土石混合体的体积应变呈现先剪缩后剪胀的变化规律,且试验温度越低,剪胀变形越明显；随着含石量的增加,砾石之间的嵌合作用增强,土石混合体逐渐成为砾石骨架结构,土石混合体的内摩擦角增大而黏聚力减小；温度的降低使得土石混合体试样内部的水逐渐相变成冰,在结冰胶结作用下,土石混合体的内摩擦角和黏聚力都有所增加。

摘要:为保障嵌岩单桩基础海上风机的长期安全运行,试验研究了嵌岩单桩基础与土质地基单桩基础的受力特性差异,通过室内1g模型试验分析了地层性质、荷载条件对桩基承载力与受力特性的影响规律。结果表明:对于长径比较小的单桩基础,底部嵌岩时桩基水平刚度和承载力较无嵌岩情况提升显著；水平单调循环加载作用下,桩顶累积位移在开始的数十个循环中快速发展,后期逐渐趋于稳定；底部嵌岩时,桩顶的累积位移存在平衡状态；循环加载初期,桩基刚度均随循环荷载作用次数增加而增大,主要表现为砂土的振密效应,砂土密实后,结构刚度基本稳定；在循环荷载幅值较大时,强风化地基中的桩-岩界面在加载后期损伤脱离,桩基刚度有所下降；水平加载试验中,底部嵌岩单桩桩身弯矩最大位置始终高于无嵌岩情况；无论嵌岩与否,桩身最大弯矩位置均随荷载循环加载次数增加而有所下降；对于嵌入不同风化程度岩石的单桩,循环加载后再静力加载至桩基破坏,其最终破坏模式存在明显差异。

摘要:为了研究风暴过程中海冰剧烈运动情形下Beaufort-Mackenzie海域各区位的海浪变化特性,基于该海域2008年开冰期西北向北极风暴(2008年10月5—8日)的风、浪及逐日海冰数据,分析了风暴期间海冰的密集度、发展阶段和尺寸的变化,并采用SWAN模型模拟了风暴过程中剧烈变化的风速、风向和海冰对海浪强度的影响,同时对比分析了2种海冰模式(采用实际海冰信息(密集度、发展阶段和尺寸信息)的海冰模式、不同海冰密集度为固定边界)的海浪数值模拟结果。结果表明:2种海冰模式均在离海冰较远海岸水域得到合理模拟结果；风暴期间以涵盖实际海冰信息的海冰模式能模拟得到更精细的海浪强度；以实际海冰信息的海冰模式进行模拟,发现风暴期间风速、风向和海冰的剧烈变化导致Beaufort-Mackenzie海域海浪强度、分布发生剧烈变化,最大海浪发生在风速最大时刻。