摘要:为明确新安江-海河模型参数的物理意义,提高其模拟精度,以海河黄壁庄水库以上区间流域为研究区构建了新安江-海河模型,基于流域下垫面特征及地下水开采情况、水利设施等人类活动影响因素定性分析了新安江-海河模型参数的物理意义,明晰了参数在产汇流过程中的作用,提出了基于下渗公式和水量平衡法的流域渗漏量计算公式,并确定了模型参数。结果表明:地表拦蓄水库库容可认为是水利设施等人类活动对于地面径流的储存量；地下拦蓄水库库容受地下水超采等因素影响,可认为是场次洪水降雨结束后的流域平均缺水量；渗漏系数是洪水过程在坡地汇流阶段,渗漏量与流域产流量的比值。基于确定的参数进行洪水模拟,并与原新安江模型模拟结果进行对比,发现微水流域的洪水径流深合格率提高了42.9%,洪峰流量合格率提高了28.6%；平山流域的洪水径流深合格率提高了33.4%,洪峰流量合格率提高了33.3%。

摘要:为研究未来时期黄河流域气象干旱向水文干旱传播中干旱特征的变化,基于可变下渗容量模型模拟了黄河流域历史时期(1961—2014年)与未来时期(2015—2100年)的水文过程,给出了基于干旱事件匹配的干旱强度传播指数与干旱历时传播指数,预估了未来时期黄河流域干旱特征传播较历史时期的变化。结果表明:气候变化使黄河流域干旱传播时间多有缩短；未来情景下气象干旱传播率与水文干旱敏感性较历史时期更高,气象干旱更容易向水文干旱传播；未来时期干旱强度传播的强度基本保持不变,干旱历时传播的强度将大幅下降。

摘要:为提升浙江省水灾害防御能力,从全省主要流域角度分析了洪峰流量及其统计参数(变差系数和洪峰模数)的空间变化特征,并建立了不同频率洪峰流量及其统计参数与集水面积的相关关系。结果表明:各流量站流量频率分析结果与相关规划设计值一致性较好；各流量站不同频率流量及流量平均值与集水面积呈正相关关系,且不同频率流量和集水面积间的正相关关系可用幂指数表示、双对数线拟合；变差系数、洪峰模数与集水面积呈负相关关系；在双对数拟合线图中,台风雨径流区拟合线位于最上端,梅雨径流区次之。

摘要:为充分认识气候变化及人类活动影响下的河流水文健康响应,采用降水-径流双累积曲线法和Pettitt法分析永安溪径流变化,并基于气象和径流数据构建流域长短期记忆(LSTM)神经网络模型还原天然流量序列,通过对多种方法计算的最适宜生态流量进行对比和筛选,揭示了永安溪河流水文健康度( R HD)变化,定量评估了各驱动因子的贡献度。结果表明:永安溪径流的突变时间为2003年,与下岸水库运行时间一致；与5种概率密度函数法相比,Q50法计算的永安溪流域最适宜生态流量是可靠且合理的；与人类活动的贡献(34.74%)相比,气候变化(65.26%)是永安溪河流水文健康下降的主要因素；对比还原流量的 R HD,下岸水库运行后实测流量的 R HD在3月、4月、10月明显提升。

摘要:基于温州市58个雨量站点1970—2020年的降水资料,采用滑动平均、Mann-Kendall趋势检验、反距离加权插值和Spearman秩相关检验等方法,分析了9个极端降水指数在不同海拔的时空演变特征,并对指数的变化进行了归因分析。结果表明:极端降水指数与海拔呈正相关关系,各极端降水指数随海拔的升高而增加；年降水量、极端降水量和1日最大降水量等极端降水指数都随时间表现出不同程度的上升趋势；极端降水量、极端降水频次和降水日数等指数在温州市的空间分布上由西向东递减；极端降水阈值在空间上差异明显。

摘要:为明晰喀斯特流域降雨-径流响应规律及其受干湿条件的影响机制,基于V2Karst模型框架,给出了植被蒸腾消耗表层岩溶带水分以及地下管道汇流的计算方法,构建了喀斯特流域降雨-径流半分布式计算模型,并利用我国西南典型喀斯特流域(阳长流域)对模型精确度进行验证。结果表明:构建的喀斯特流域水文模型可较好地刻画阳长流域出口流量、蒸散发和陆地水储量动态过程；阳长流域旱季径流主要来自细小裂隙和基质中的分散入渗(82.1%)；雨季,大裂隙水文连通性增强,对径流的贡献率显著增加；植被根系雨季倾向消耗浅表土壤水(占总蒸腾量的82.8%),旱季表层岩溶带水分对植被蒸腾贡献增加,比例增加至35.9%；干湿条件对喀斯特流域水文连通性与各介质层蓄量具有显著的控制作用,进而影响水流路径与植被蒸腾耗水的水分来源。

摘要:为评估再分析和卫星反演降水数据在长江流域的适用性,以气象站点观测数据为地面参考,采用相关系数、均方根误差、相对偏差、命中率、误报率、关键成功率等评价指标,在日尺度上比较了再分析降水数据ERA5-Land和卫星反演降水数据IMERG-Final在长江流域的适用性。结果表明:相比IMERG-Final,ERA5-Land在长江上游高原地形区的适用性较差,主要表现为对降水强度的严重高估及较高的误报率；在长江中下游地区,ERA5-Land和IMERG-Final具有各自的优势和缺点,虽然ERA5-Land对降水事件的综合捕捉能力总体上强于IMERG-Final,但其对降水强度的模拟能力弱于IMERG-Final；在冬季ERA5-Land对降水事件的探测能力显著强于IMERG-Final,且与地面气象站点观测值的相关程度也高于IMERG-Final；IMERG-Final在夏季的精度则远高于ERA5-Land,表明在降水强度高的季节,卫星反演方法对降水的估算比气象模式再分析方法更加可靠。

摘要:为研究相变黏土心墙的应力、位移、渗流及水力劈裂等结构性态,采用有限差分法构建了相变黏土心墙堆石坝渗流-应力耦合分析模型,分析了相变黏土和纯黏土心墙在竣工期和蓄水期的应力、位移、渗流场分布规律及水力劈裂性态等,同时分析了相变黏土和纯黏土混合填筑心墙的可行性。结果表明:竣工期和蓄水期,相变黏土心墙堆石坝的位移、应力分布与纯黏土心墙堆石坝分布规律基本一致,但最大竖向位移略高于纯黏土心墙；相变黏土心墙的渗透系数分布与纯黏土心墙相似,但整体上大于纯黏土心墙；不同工况下,相变黏土心墙堆石坝的最小安全系数满足规范要求,但多数低于纯黏土心墙堆石坝；正常施工运行状态下,相变黏土和纯黏土心墙堆石坝均不会发生水力劈裂。在冬季负温时段采用相变黏土而非负温时段采用常规土料的混合填筑心墙方案是可行的,该方案可进一步控制相变材料用量,并解决全部采用相变黏土填筑心墙竖向位移略大的问题。

摘要:为揭示冰盖流作用下水中桥墩附近区域流场的分布特性及内在规律,采用高精度三维测量技术,研究了明渠流和冰盖流条件下组合桥墩周围流场的空间分布及瞬态变化特性。试验结果表明:冰盖流条件下,远离桥墩断面处纵向流速沿垂线的分布呈抛物线形,且中下部流速较上部偏大,表明冰盖粗糙度会改变流速的垂线分布,降低水流断面原始深泓线位置；冰盖的存在会削弱第一、三象限猝发事件发生频率,第二、四象限猝发事件则会被强化；全部4个象限猝发事件的垂线分布呈现出游荡形式,覆盖冰层后水体紊动强度受到强化,是促使泥沙颗粒发生跃移的关键因素。

摘要:利用应力动态联动式渗透变形试验系统,选用间断级配散粒土材料开展了潜蚀试验,探索了30、60、90.kPa围压条件下土体潜蚀规律,分析了不同围压下细颗粒流失、体积变化及临界水力梯度的变化特征。试验结果表明:在较小围压下,细颗粒易于流失,导致土体孔隙连通性增强,渗流流速显著提高；而较大围压则压缩了土体孔隙,降低了渗透路径通畅性,使得渗透系数明显降低。在低水力梯度时渗流流速与水力梯度呈现非线性变化,但随水力梯度增大逐渐趋向线性,基本符合达西定律；围压增大导致土体潜蚀启动的临界水力梯度提高,二者呈正相关关系。围压对不同阶段细颗粒流失的影响存在差异,但对细颗粒流失总量的影响不显著。较大围压下土体内部颗粒结合更紧密,试样的变形程度更小,而在30.kPa的低围压条件下,试样体积变化曲线呈明显的阶梯式变化。

摘要:为了解玄武岩纤维复合材料(BFRP)波纹板各向异性对波纹板套衬性能的影响,开展了BFRP波纹板的多轴向拉伸、弯曲和剪切性能试验研究,并通过有限元模型模拟分析了波纹板波高、波距、壁厚、材料等参数对波纹板套衬在正常使用状态和极端情况下挠度、应力峰值的影响。结果表明:纤维方向对BFRP波纹板的拉伸、弯曲和剪切强度和模量有显著影响,垂直纤维方向的弯曲强度比平行纤维方向的弯曲强度低90%以上,最大变形降低68%；在挠度相近的条件下BFRP波纹板套衬比波纹钢板套衬质量减轻40%~60%,结构安全系数提高1.7~1.9倍,结构的弹性变形能力大大提升。

摘要:基于移动最小二乘法搭建阶跃型滑坡预警曲面模型,以三峡库区王家坡滑坡监测数据为例构建预警模型并验证了该模型用于滑坡阶跃预警的可行性。该模型通过移动最小二乘法拟合滑坡累计位移-监测期次曲线,利用拟合曲线导数信息确定滑坡阶跃变形区间,以区间二阶导数最大值点作为“类破坏点”获得当期降雨、前期降雨、位移速率阈值；根据“类破坏点”监测信息,利用移动最小二乘法建立滑坡阶跃变形发生的阈值曲面,以位移速率作为分级标准建立4级预警阈值曲面模型进行预警分析。王家坡滑坡验证结果表明,模型预警等级与滑坡实际位移情况相符,模型具有良好的预警效果,能实现高效准确的滑坡阶跃变形预警。

摘要:梳理了风浪荷载单独作用与联合作用下浮式风机的纵摇响应规律,总结了调谐质量阻尼器、波浪能利用装置以及船用减摇设备等外加阻尼装置对浮式风机的减摇效果,揭示了不同减摇措施的作用机理,指出了各装置未来在控制策略、布置形式以及应用对象等研究中仍需要解决的问题。

摘要:针对基于港口评价和基于运筹优化两类选址方法的局限性,从中国运营者的视角出发,构建了同时考虑港口群物流网络总成本最低和枢纽港供给条件最优的海外港口群集装箱枢纽港选址模型,并采用二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解。以非洲西海岸港口群为案例,应用构建的选址模型对不同情境下的集装箱枢纽港选址方案进行了模拟分析,并基于枢纽港加权选择概率得出了港口群内集装箱枢纽港建设的优先级顺序。案例模拟结果表明:该选址模型能够综合两类选址方法的优点,且可以基于NSGA-Ⅱ算法实现高效求解,所得选址结果更符合中国运营者的利益；基于中国运营者视角,在非洲西海岸港口群中,以丹吉尔港和德班港为首的部分港口具有枢纽价值。

摘要:以海上风机大直径嵌岩单桩为研究对象,在有限元数值模拟中引入土体非线性黏弹性本构模型与岩体损伤模型分析桩周土体、岩体刚度随应变衰减的特性。结果表明:考虑上部动荷载作用下的桩-土-岩非线性动力相互作用时,桩底嵌岩能有效提高单桩抵抗变形能力,桩周土体变形量随岩体风化程度增加而增大、随嵌岩深度增加而减小；动荷载相对幅值(动荷载幅值和静力承载力的比值)对单桩动刚度的影响最大,岩体风化程度、单桩嵌岩深度的影响次之；岩体最大损伤常出现在土岩交界面附近,岩体强风化情况下桩底也可能出现轻微损伤；同静载情况相比,动荷载惯性效应会放大岩体损伤量。