摘要:通过对SWMM模型结构和参数的剖析,证明其对城市雨洪形成过程的描述是符合迄今为止人们对城市产汇流规律的认知的。采用的产流分析方法以水文学为基础,汇流分析方法以水力学为基础,其物理概念清晰。包含的参数大多具有几何意义或物理意义,但有些参数之间存在互补性或相依性,这就要求在率定这些参数时应设法减少“异参同效”的影响。汇水区出口的雨洪过程的复合采用同时刻叠加的方法,表明来自不同部分洪水的相互干扰是被忽略的。

摘要:采用显式通量差分裂格式离散圣维南方程组,通过特征线方式处理边界;在局部离散中引入跨临界流熵修正和TVD限制器,以提高模型精度并保证模拟稳定性,最终构建了基于显式有限体积法的一维河网水流模型。经典算例验证表明,所建立的模型能够处理具有激波的跨临界等复杂流态;模型应用于长江南京八卦洲河段,水位和流量的验证表明该模型能够应用于实际的河网,并具有较高的精度,为显式离散方法应用于河网模型提供了一种思路。

摘要:针对20世纪80年代以来珠江三角洲网河受大规模采沙影响,其河道特性发生的显著变化,基于实测资料,从网河区河道的河床演变、水沙条件、同流量水位变化、西江和北江分流分沙变化、河槽容积及河道行洪能力等方面分析了珠三角网河区河性的演变情况。结果表明:20世纪80年代以来,网河区河床下切严重,来流量变化不大,来沙量大幅下降,同流量下水位下降明显,思贤滘对西江、北江的分水分沙有所调整,河槽容积增大,河道的行洪能力提高。随着规模取沙的减少,2005年后网河区河道进入新的平衡演变阶段。

摘要:为探讨珠江河口磨刀门水道盐水入侵规律,采用同步实测的方法对磨刀门水道上至竹银下至口门近半月的水文和盐度进行了测量。结果表明,磨刀门水道盐度总体呈现向上游递减的趋势;口门位置表、底层平均盐度在不同潮型和涨落潮下相差较大,变化范围在1.7%～2.4％之间,尤以枯季分层明显,通常落潮期表、底层盐度差异比涨潮期大;上游竹银位置不同潮型下的表、底层盐度相差较小,平均涨落潮盐度都在0.1％以内;从磨刀门水道沿程表、底层盐度相差比例统计来看,大、中、小潮期间底层平均盐度比表层分别大43.1％、53.4％和77.4％,且流速和盐度的垂向分布存在较好的对应关系,因此小潮期间,更容易出现异重流现象。近口门河段盐度随水深减小而直线递减,上游河段则呈指数递减规律;大潮时,两种分布规律的分界位置距口门23km左右,中潮和小潮时距口门17km左右。

摘要:为了探明煤炭开采与窟野河河川径流减少甚至断流之间的关系,利用窟野河控制性水文站——温家川站1953—2010年逐日流量资料及相关水文气象资料,在对其径流变化特性进行分析的基础上,通过黄河月水量平衡模型模拟定量评价煤矿开采对地表径流的影响。结果表明：1953年以来,窟野河流域实测径流量以1979年和1999年为转折点总体上呈现阶段性减少趋势;人类活动对径流减少影响的比例由1979—1998年的39.44％快速上升到1999—2010年的56.50％,其中,煤矿开采对径流的影响量年均值在1999—2010年间达到29.69 mm,约2.58亿m³／a,成为影响窟野河地表径流减少的主导因素。

摘要:为了分析网络结构对裂隙水体内脉动压力传播规律的影响,引入蒙特卡罗模拟方法,通过数值模拟得到与天然裂隙网络在统计上相似的仿真裂隙网络,以此作为裂隙水的赋存空间,建立一维瞬变流模型,对脉动压力在裂隙网络中的传播进行数值模拟,得出裂隙水中脉动压力传播的非定常时间过程,以及裂隙网络中压力脉动强度的空间分布云图。模拟结果表明，岩体裂隙网络中脉动压力的传播具有显著的各向异性,裂隙中各点的瞬时脉动压力是由该点所衔接(尤其是直接衔接)的裂隙线元的水力瞬变作用以及裂隙入口干扰源、裂隙末端反射源三者共同作用的结果。

摘要:通过不同风速下的过饱和总溶解气体(TDG)室内释放试验,研究风速对过饱和TDG释放过程的影响,并根据已有释放模型对释放系数进行估算,建立了过饱和TDG释放系数与风速的定量关系式。结果表明在8.5～9.5℃条件下,风速较小时,水体中过饱和TDG释放相当缓慢,随着风速的增大,过饱和TDG的释放速率显著增大;在无风工况下,TDG释放系数为0.00542h^-1;当风速为1.08～11.33m／s时,TDG释放系数为0.00709～0.06668h^-1;相对释放系数为1～12.303，拟合的相对释放系数与风速的定量关系式计算偏差在-11.76％～10.21％之间。

摘要:为建立不同条件(温度、加载速率、围压)下冰的力学本构模型,采用理论分析和试验研究相结合的方法,通过比较冰的单轴压缩试验和比例加载条件下三轴压缩试验的应力-应变曲线特征,确定选用幂强化力学本构模型来描述冰体受力时的应力-应变关系;根据三轴压缩试验数据,采用最小二乘法曲线拟合,建立了两种试验条件下冰的力学本构模型;误差分析结果表明,所建立的冰体力学本构模型是比较准确的。

摘要:为深入理解孔隙介质中的渗透力概念,分析了渗透力的力学本质,明确了渗透力的定义。从细观角度分析了渗流条件下土颗粒受力特点以及PFC3D对单一颗粒在渗流条件下的渗流作用力计算方法,建立了渗透力数值计算的细观颗粒流分析模型,利用PFC3D的流固耦合分析功能,研究了渗流条件下孔隙介质土体渗透力特性及数值大小。渗透力数值解与解析解对比分析结果表明:采用基于细观理论的PFC3D研究孔隙介质在渗流条件下的宏观受力特点是可行的;渗透力由所有土颗粒表面的法向应力和黏滞切向力合成。

摘要:以浙江省122个水文站历年最大洪峰流量与不同时段雨强、流域面积、河长、河床比降为指标,建立区域回归方程,利用该回归方程计算各水文站历年最大洪峰流量,并与实测值比较,结果表明计算值与实测值相关关系的分区规律明显,可将浙江省分为两个洪水计算区,计算值大于实测值的站点相对集中于钱塘江中上游、瓯江中上游、浦阳江、曹娥江等区域,占该区全部站点的69.5％;计算值小于实测值的站点相对集中于天目山、会稽山、四明山、天台山、大盘山、括苍山、南北雁荡山等呈“7”字形分布区域,占该区全部站点的73％。该分区结果与浙江省梅雨、台风雨以及土地利用、植被等分区总体吻合,表明分区结果是合理的,该分区方法具有可行性。

摘要:针对各种现行水工规范对防渗帷幕尺寸的确定既无统一认识、工程实践中也无统一标准的问题,依据渗流控制原理,在满足渗透稳定和渗流量控制标准的前提下,提出防渗帷幕结构优化的“深度→长度→厚度”依次设计的“平衡防渗法”,该方法先以渗漏量和坡降为控制标准优先确定防渗帷幕深度,再以两岸的最大绕渗速度等于防渗帷幕上下游地层中的最大绕渗速度确定防渗帷幕的长度,最后以穿过防渗帷幕的最大渗流速度等于防渗帷幕上下游地层中的最大绕渗速度确定防渗帷幕厚度,据此优化设计既可保证防渗效果达到最佳,又可保证投资达到最小。工程算例优化计算结果表明该方法计算过程简单,计算结果可靠。

摘要:为提高一种可根据海流方向做自适应调整的轴流悬浮式潮流能水轮机结构的运行效率,设计了对水轮机外围加装带外包络的三段式导流罩结构,采用数值仿真方法对该导流罩结构进行水动力性能分析,并结合模型试验进行验证。数值仿真结果表明,收缩段和扩散段都为15°攻角的折线型导流罩的水动力性能良好,带导流罩比未带导流罩在相同工况下水轮机输出功率提高30％左右;模型试验得到与数值模拟相近流场数据,证明该导流罩结构收缩段和扩散段的形状阻力相对较小,直线段流速稳定,导流聚能效果明显,为与该水轮机结构相匹配的最佳三段式折线型导流罩结构。

摘要:运用河流动力学理论,推求出整治水位下河槽在冲刷前、后航深变化值的表达式,对表达式的理论分析结果表明,在三峡水库下泄清水冲刷的条件下,通过守护关键可动洲滩,控制航槽不向两侧展宽,同时控制航槽内低矮的洲滩不被冲蚀,使清水冲刷只向纵向发展,就能达到增加航深的目的,这正是守护型控导工程对改善航道条件的积极作用所在。以长江中游荆江藕池口河段和太平口河段为例,计算了这两个河段守护关键可动洲滩后航深的变化值,模型计算值与实测断面概化后得到的航深变化值基本一致,进一步验证了守护型工程实现航道改善的作用。

摘要:在总结前人关于新洋港闸冲淤平衡流量研究成果的基础上,分析了自建闸至2012年新洋港闸下港道的冲淤情势和一般规律。基于2008—2012年港道冲淤和水情资料,采用相关性分析方法,重点分析了下泄径流对闸下港道的冲淤效果。结果表明:为了维持港道冲淤平衡,闸门不宜长期关闭,非汛期不排水天数占总天数的比例不宜高于42％;径流和潮流对水流输沙能力共同产生作用,径流条件可以改善港道内的涨落潮不平衡输沙现象;较弱的落潮流只能携带泥沙下泄7～9km,长时间大流量开闸有利于港道稳定;当港道达到冲淤平衡时,日均下泄径流量Q与港道平均断面积A之间符合Q=0.13A的定量关系;在目前港道形态下,港道健康运行的适宜断面积约为664m²,其冲淤平衡日均下泄径流量约为86m³／s。

摘要:为分析小南海水电站日调节对下游航运的影响,使用Saint-Venant偏微分方程组和Preissmann隐格式差分方法,建立了一维非恒定流水动力学模型,并以实测水文数据对模型进行了校核和验证。采用该模型模拟了小南海水电站日调节工况时下游水流条件,并与拟定的通航条件进行了对比分析,结果表明,按照电网载荷拟定的日调节工况运行会造成坝下游水流条件恶化,从而降低枯水期库区通航能力;有必要对电站日调节运行方式进行调整,或者对下游河段进行整治。

摘要:针对阜阳市农灌区水文地质条件和浅层地下水运动特点,建立区域浅层地下水多年调节计算模型,通过调节地下水开采量使调节计算末期地下水位埋深能够恢复到起调埋深,达到多年水均衡,得到阜阳市浅层地下水安全开采系数与安全开采量。1956—2010年长系列的计算结果表明,阜阳市多年平均浅层地下水总补给量为17.856亿m³,安全开采系数为0.469,安全开采量为8.374亿m³;结合以农灌区为主的阜阳市用水过程特点,采用等比例法对浅层地下水安全开采量进行年内分配,确定了阜阳市浅层地下水的年内逐月安全开采过程。

摘要:为了提高水电站边坡开挖质量控制的精细化程度并实现信息化管理,将基于三维激光扫描获取的海量高精度点云数据运用到边坡开挖质量控制中。根据边坡开挖质量控制理论,在系统分析用户需求的基础上,采用结构模块化设计方法和软件开发技术设计并开发了水电站边坡开挖质量控制系统。系统由数据录入、开挖面数据分析、开挖面剖面分析、事故查询和统计报表5个模块组成,可实现边坡开挖全过程质量控制信息的实时、动态和交互式查询。某水电站边坡开挖质量控制现场管理应用结果表明,系统运行结果真实可靠,可为边坡开挖质量控制与现场管理提供信息支撑,辅助工程技术人员及时采取相关质量控制措施。

摘要:为了揭示冰封期黄河河床的演变过程,基于地理信息系统(GIS)技术,研究了黄河内蒙古段冰下河床三维可视化分析方法。根据野外测量结果进行了河道地形剖析,绘制了河床地形等值线图、矢量地形图及弯道典型断面;在可视化过程中,绘制了冰封期和畅流期河床的三维表面图及地貌晕渲图,并对冰封期和畅流期河床冲淤变迁做了定量计算,对冰盖流和明渠流两种条件下的河床空间进行了对比分析。结果表明:运用GIS技术可以实现河床表面的三维建模和不同时期河床冲淤变化的定量计算,及时反映出河道变迁过程,准确计算河床冲淤量,阐释冰封期泥沙与水流运动相互作用的机理。

摘要:为了研究磷渣粉、石灰石粉复合掺合料(PL掺合料)替代粉煤灰的可行性,测试了磷渣粉和石灰石粉、Ⅱ级粉煤灰等材料的基本性能,对比分析了其水泥浆体的微观形貌,测试了不同掺合料大坝混凝土的力学、耐久、变形性能。通过PL掺合料混凝土与粉煤灰混凝土的性能对比试验,结果表明PL掺合料在微观结构和宏观性能方面综合优于Ⅱ级粉煤灰,尤其是其长龄期的抗压强度、极限拉伸值等性能;PL掺合料成本低廉,具有较高的技术经济效益和社会效益,在缺乏优质粉煤灰的西南地区,可以替代粉煤灰作为大坝混凝土的掺合料。

摘要:为获得掺砾心墙料在复杂应力状态下的渗透性能,采用改进的中三轴仪进行了掺砾心墙料的渗透试验,研究了不同围压、土石比和水头差对掺砾心墙料渗透系数的影响。试验结果表明:土体围压越大,掺砾心墙料渗透系数越小,呈负指数形式递减;当围压增大到一定值时,土体很难被进一步压密,掺砾心墙料渗透系数基本不变;土石比越小,掺砾心墙料渗透系数越大,当砾石含量超过某一值时,掺砾心墙料渗透系数迅速增大;水头差较小时,不同的水头差对掺砾心墙料渗透系数几乎没有影响。

摘要:为进一步提高防汛抢险螺旋桩的便携性并降低能耗,根据桩土作用原理及力学平衡理论对沉桩阻力进行分析,提出了相应的桩体结构改进措施,即适当减小空心圆柱体外径并保持锥体底面外径不变和适当减小螺旋叶的长度。通过改型前后桩体的现场沉桩试验,得到了沉桩扭矩对比曲线。试验结果表明,两种措施可使防汛抢险螺旋桩的最大沉桩扭矩大幅度下降（分别下降了39.3％和16.5％）;防汛抢险螺旋桩的沉桩扭矩存在极值,且改型后的桩体提高了沉桩时桩体截面强度的安全系数;改型后的桩体受到横向载荷后横向位移会有所偏大,但能满足实际使用要求。

摘要:对环境水对混凝土静力强度影响的一系列试验研究成果进行了综述,分析了湿态混凝土静力强度降低的物理机理;指出现有的研究大多为定性的解释,定量的研究较少;提出应研究多因素相互作用对混凝土静力强度产生的影响,并采用有限元法来模拟湿态混凝土各个界面的连接耦合。

摘要:阐述了越流系统水流运动规律研究的必要性,介绍了该领域的国内外研究现状,对越流系统研究方法及模型的建立、低渗非达西流的存在性、低渗非达西流的判据以及有关低渗非达西流的模型与运动方程等问题进行了评述,指出越流与低渗非达西流的耦合问题是今后越流系统水流运动规律研究的一个重要的发展方向,需要从不同的空间尺度和时间尺度两方面对越流系统中水流的非达西作用以及固结、弹性储释水等对水流的影响开展研究。

摘要:综述了掺砾黏土动力特性的研究现状,分析了动剪切模量、阻尼比和动强度的影响因素,提出研究掺砾黏土的动力特性需要考虑材料的细观结构特征,总结了考虑材料细观结构特征的数值方法及分析理论。指出今后需要在掺砾黏土的细观结构特征及其影响因素、细观结构对材料宏观动力性能的影响机理和基于颗粒增强复合材料理论的细观力学模型等方面作重点研究。