摘要:围绕城市洪涝灾害形成过程的多样性、复杂性、连锁性特点,分析了城市洪涝灾害的构成和形成机制,总结了城市暴雨洪涝灾害风险的不确定性、不稳定性、非单一性特征,解析了城市洪涝致灾过程中承灾体的暴露性、脆弱性、易损性特点,比较了城市洪涝灾害风险评估中H-V、H-E-V和H-E-V-R三种框架的适用性,提出了城市洪涝灾害风险评估流程,辨析了城市洪涝灾害风险评估中历史灾情评估法、指标体系评估法、GIS和RS耦合法、情景模拟评估法以及多智能体模型评估法的适用条件和优缺点。指出未来城市洪涝灾害风险评估手段将从定性分析向定量评估转变,评估对象将从洪涝灾害本身向承灾体转变。

摘要:针对明渠交汇区域内水流结构的复杂情况,从明渠交汇口汇流比、交汇角度、床面高差和其他影响因素的角度,综述了明渠交汇口分离区、剪切层、二次环流等很多特有的水动力及掺混特性的研究进展,梳理了物理模型试验、数值模拟研究和实地观测成果,总结了水动力及掺混特性的研究现状。基于目前存在的主要问题,未来应重点研究人工智能算法的应用,植被、密度差、潜流带对掺混特性的影响以及挟沙水流交汇问题中的冲刷淤积影响。

摘要:鉴于空化水射流技术的重要性,对空化水射流的产生和作用机理进行了分析,并从空化水射流的流场观测分析、冲蚀作用测量、数值计算仿真三个方面对近年来空化水射流技术研究过程中采用的试验和数值计算研究方法进行了综述,归纳研究热点为设计喷嘴结构、拓展观测和测量实验方法、优化数值计算方法,并从提高空化水射流观察和测量能力和运用人工智能技术优化数值计算方法等方面提出展望,为空化水射流技术的研究和应用提供参考。

摘要:为分析人类活动引起的下垫面变化对平原地区城市洪水风险的影响,以嘉兴市城市防洪包围圈为研究区域,利用MIKE 11构建水文水动力模型,分析1990—2020年下垫面变化情况,并以不同下垫面条件作为模型的输入,模拟相应的城市洪水过程及其变化特征。结果表明:1990—2020年城市化进程迅速,约46%的耕地转变为建设用地,而建设用地扩张对洪水的放大程度随着降雨重现期的增加变得更加显著,其中50年一遇暴雨下的最高洪水位上涨程度较5年一遇暴雨下高0.206 m；在2020年的下垫面条件下,已有12.3%的河道无法满足30年一遇排涝标准,预计未来洪水威胁将随着城市发展进一步放大,亟须采取相应措施提高城市排涝能力。

摘要:为了解梯形闸门这种新型平板闸门的出流流动特性,采用模型试验和量纲分析的方法,对梯形闸门淹没出流时的流动特性进行了试验研究和理论分析。试验结果表明:梯形闸门下游发生淹没出流时,淹没程度越大,收缩断面距离闸门越近,收缩断面横向水面差越小,闸后急变流过渡至渐变流所需要的距离越短。基于流态分析,结合量纲分析和数值拟合得到了梯形闸门流态判别条件,并推导了淹没出流流量计算公式,对该公式的评价和检验结果表明,平均相对误差在5%以内,计算精度较高。

摘要:基于OpenFOAM平台,采用汽液两相可压缩空化泡动力学模型对缺陷壁面附近空化泡的动力学行为进行了深入研究。结果表明:缺陷深度及缺陷形状显著影响了空化泡的动力学特性；相比于矩形缺陷,楔形缺陷更容易导致空化泡溃灭时能量集中,从而形成更为强烈的溃灭,造成更大的壁面压力峰值；随着缺陷深度的增加,空化泡第一次溃灭所造成的壁面压力峰值出现先减小后几乎不变的情况,空化泡第二次溃灭所造成的压力峰值一直在减小。

摘要:运用Delft3D软件建立了盐沼植被作用下波流耦合数值模型,定量分析了辽河口潮滩湿地海域的水沙动力特性和泥沙落淤过程。结果表明:模型模拟的波浪、潮流及悬浮泥沙结果与实测数据相符,各测点模拟的悬浮泥沙浓度自表层至底层逐渐上升；不同盐沼植被如芦苇与盐地碱蓬,对潮滩流速的阻碍影响存在显著差异,在大潮期,芦苇能更有效地衰减水流速度；相比盐地碱蓬植被,芦苇在截留悬浮泥沙及促使泥沙落淤方面的作用更加显著。

摘要:为有效防护长距离、多起伏、高落差的重力流输水管道,基于波特性法对某工程建立了水力过渡过程计算模型,分析了无防护措施下的关阀规律,对比了传统普通空气阀和三动式空气阀的防护效果,探讨了三动式空气阀联合两阶段关阀方案对关阀水锤的影响。结果表明:在未采取防护措施时,管道全线最低压力严重超标；采取三动式空气阀联合两阶段关阀方案后,输水管道的最低压力水头保持在-2 m以上；对于长距离、多起伏、高落差的重力流输水管道,应首先考虑减轻管道的负压；采用三动式空气阀联合两阶段关阀方案可以对输水管道和阀前的负压起到很好的控制效果。

摘要:基于熵产理论,对水泵水轮机各个部件的水力损失进行了分析,并提出局部坐标系分析方法对转轮在多维度下的空间局部损失进行了定量分析。研究结果表明:在驼峰区工况下,间接熵产贡献的水力损失最高,占比71%；直接熵产贡献的水力损失最低,仅占比1%；壁面熵产贡献的水力损失占比27%；转轮进口叶片处流动分离现象发展成分离涡,引发靠近下环处回流产生,无叶区部分区域发生回流现象,导致了间接熵产显著增大；驼峰运行区内扬程的下降与水力损失的显著增加有关,受转轮进口以及无叶区的回流作用影响较大。

摘要:为了高效精准地分析预测堰塞湖溃决洪水,回顾了DL Breach模型的基本原理,反演分析了唐家山堰塞湖溃决洪水流量过程,并与实测流量过程作对比。结果表明DL Breach模型具有可靠性和稳定性,利用该模型计算得出的唐家山堰塞湖溃口流量过程与实测流量过程较为接近,溃口峰值流量计算值为7 323 m³/s,较实测值6 500 m³/s误差约为11.2%,峰值出现时间计算值较实测值提前近1.h,主要是由于唐家山堰塞湖溃口的小石梁提升了堰塞体的抗冲刷能力。此外,坝体材料粒径增大会降低峰值流量；而黏聚力、上游坡比及初始溃口深度增大会降低溃口底高程,对峰值流量的影响较小。

摘要:基于国家水资源管理信息系统的月用水量数据分析,选用ARIMA模型、BP神经网络模型以及经过遗传算法(GA)优化的BP神经网络模型(GA-BP神经网络模型)进行月用水量模拟。在构建BP神经网络模型过程中,通过多源社会经济数据的整合与分析,采用平均影响值算法(MIV)和皮尔逊相关系数联合方法筛选月用水量的关键影响因子。研究结果表明,三种模型在陕西省月用水量预测中均表现出较高的精度,其中GA-BP神经网络模型的预测精度最高。为进一步验证影响因子对模拟结果的影响,采用不同方法筛选影响因子作为GA-BP神经网络模型的输入,模拟结果表明,MIV和皮尔逊相关系数联合方法提高了影响因子的选取精度,能够有效提升GA-BP神经网络模型的模拟性能。

摘要:为优化太原市水资源配置,设置考虑节水意识和非常规水的供需预测情景,采用NSGA-Ⅱ+ARSBX算法求解水资源优化配置模型,并构建多系统耦合协调度评价模型评价该算法的求解能力。基于供需预测结果,根据不同保证率下的可供水量选择合适的节水意识情景,配置结果中非常规水量平均占比26.08%,供水比例仅低于外调水(35.77%)；不同水平年不同保证率下NSGA-Ⅱ+ARSBX算法的协调度均大于0.8,优于NSGA-Ⅱ算法。结果表明:保证率75%、95%时需要中节水意识甚至高节水意识才能改善缺水情况,且非常规水占总供水量比例超过1/4,将其纳入供水系统对缓解太原市水资源紧张起到了重要作用；与NSGA-Ⅱ算法相比,NSGA-Ⅱ+ARSBX算法在水资源优化配置中具有更好的可行性,能够为水资源优化配置模型求解提供新途径。

摘要:针对宁波市内河水流缓慢、需通过再生水补给和泵闸调度来改善流动性能的问题,基于实测地形数据,构建了宁波市某区域内河河网的二维水动力模型,对不同工程措施及不同泵站联合运行工况进行了模拟分析。结果表明:过多管涵和闸板以及水源不足限制了河道水体交换和整体流动,单纯增加再生水补给量无法有效改善水体流动性；增设1号泵站并对关键河段进行物理改造可显著提高原本静止河段的流速,提升整个水系的流动性,但需关注对不同水质河段的环境和水质的潜在影响；提升泵站排水能力显著提高了河段流速和水位,但缩短了高流速的持续时间；同时开启多个泵站并增加补水量,在大量再生水补给条件下,可显著提高整个河网的流速,尤其在高水位条件下,尽管流速相对较低,补水量的增加仍能有效提升水体流动性。

摘要:为揭示干湿循环与侵蚀耦合作用对固化淤泥性质的影响,以碱渣、矿渣、电石渣为固化剂对疏浚淤泥固化处理,开展了毛细浸润干湿循环与蒸馏水、海水、硫酸镁等侵蚀耦合作用下固化淤泥外观、无侧限抗压强度及损伤研究,探究了耦合作用规律、机理和最优固化剂掺量。结果表明:硫酸镁侵蚀与干湿循环耦合作用下试样外观破损最严重、强度降低最明显；增加矿渣掺量可提高固化淤泥耐久性,当矿渣掺量分别为20%和15%时,碱渣掺量不宜超过25%和35%；多次干湿循环与海水和硫酸镁侵蚀耦合作用导致试样随应变迅速达到损伤破坏状态；干湿循环与海水侵蚀耦合作用导致试样中生成较多钙矾石和氯化钠结晶,并随循环次数的增加氯化钠结晶增多、试样不均匀性增强、中孔和大孔数量增多；干湿循环与硫酸镁侵蚀耦合作用导致水化硅酸钙等水化产物减少,碱渣掺量过高时还形成膨胀性的二水硫酸钙析出,导致固化淤泥耐久性下降；毛细浸润干湿循环与侵蚀耦合作用对固化淤泥产生严重的宏观和微观损伤。

摘要:对不同水灰比钢筋混凝土开展了基于原电池原理的电化学脱氯试验,研究了不同水灰比的钢筋混凝土电化学参数随时间的演变规律。结果表明:水灰比越大,脱氯初期阳极工作电位越负,回路电流越大,脱氯效率越高；水灰比越大,脱氯后钢筋腐蚀电位正移越明显,极化电阻增幅越大,OH^-浓度的增幅越小；脱氯后,混凝土中C-S-H凝胶和Friedel’s盐的含量略微降低,而Ca(OH)2的含量略微增加,AFt和C-S-H凝胶少量分解。