摘要:

摘要:为有效控制城市景观闸坝泄流噪声,利用RNG k-ε 湍流模型和FW-H声学模型进行闸坝泄流流场和噪声数值模拟,分析了不同水力参数对闸坝泄流噪声及其分布特征的影响。结果表明:随着流量或堰顶水深的增大,泄流流速及动压增大,消力池内水体紊动程度及涡旋程度提高,噪声声压级和声功率谱密度增大；随着下游水深增大,泄流流速及动压减小,噪声声压级及声功率谱密度减小；不同流量和下游水深工况下泄流噪声主频集中于500~1 000.Hz,不同堰顶水深工况下噪声主频集中于500~1 200.Hz；流速与泄流区域声压级及非溢流段边壁区域声功率谱密度显著正相关,湍动能与泄流区域声压级及泄流段声功率谱密度显著正相关,动压与各区域声压级及泄流区域声功率谱密度显著正相关,涡量与非溢流段边壁区域声压级显著正相关,各流场因子与噪声主频无明显相关关系。

摘要:基于有压输水系统水力瞬变流理论的特征线法,分别推导了描述室前分岔布置的长廊形引水调压室水力特性的简化模型和精细模型,构建了相应的输水发电系统水力过渡过程计算分析模型,着重研究不对称运行条件下调压室的涌波特性、局部流态及其对调节保证计算的影响。计算结果表明,相较于简化模型,精细模型可准确描述长廊形引水调压室的水力特性,在得到调压室涌波极值和调节保证计算参数的同时,能够准确反映不对称运行条件下调压室水位波动的衰减特性；长廊形引水调压室在机组不对称运行条件下内部水流存在明显的纵向流动,在一定条件下会影响系统的水力振荡特性及其稳定性。

摘要:为了解浅水条件下气泡幕的作用机制,明确其水动力特征参数,并探究水深、单宽供气量两个因素对特征参数的影响,运用OpenFOAM开展基于双流体模型的气泡幕水动力特性数值模拟研究,并提出了浅水气泡幕垂向流速、水平流速以及气泡幕最大作用效率的估算方法。结果表明:在0.5 m水深至0.2倍水深深度的范围内,气泡羽流中心速度沿程保持不变,气泡羽流水平宽度沿程呈线性增长；距气泡幕0.25倍水深处,表层流速最大,水平流厚度最小,随后表层流速沿程线性减小；水平流厚度在0.15倍到0.4倍水深之间。

摘要:针对潮汐影响下河床富水砂层地下水渗流的复杂状况,采用单孔稀释法分别对钻孔内地下水垂向和水平流速进行测定,确定了江水位波动条件下地下水的运动规律。现场测试结果表明:江水位波动对两岸地下水渗流影响较小,对江心洲钻孔内地下水渗流影响较大；江水位下降时江心洲水位高于江水位,孔中将产生向下的垂向流,江水位上升时江心洲水位低于江水位,孔中有向上的垂向流；地层上部淤泥夹砂层具有一定的隔水性,减弱了江水对深部地层的影响,使下部砂卵石层无明显的垂向流,水平流速最大值仅为0.48 m/d,有利于地铁联络通道的冻结法施工。

摘要:针对城市多参数水文模型中径流及峰现时间人工率定效率低、精度不足的问题,提出一种基于改进粒子群优化(PSO)算法的模型参数自动率定方法。该方法在PSO算法中引入Logistic映射和莱维飞行,分别用于粒子初始化和位置更新,以避免陷入局部最优；同时结合城市产汇流模型特征,构建包含整体拟合、峰值及峰现时间的加权多目标适应度函数,以提高模型对关键水文特征的捕捉能力。通过Python实现该方法与机理模型(雨洪管理模型,SWMM)的交互,并利用试验场实测数据对10个关键水文参数进行率定,比较不同权重取值的适应度函数的拟合效果。结果表明,构建的加权多目标适应度函数在城市排水系统应急调度应用中更具优势,尤其在提高峰值与峰现时间模拟精度方面表现更优。将该方法应用于九江实际排水系统,峰值误差和峰现时间误差分别为0.56%和-6.82%,验证了方法的可行性与准确性。

摘要:为分析城市区域建筑物密度对溶解态污染物传输过程的影响规律,选取保守性溶解态污染物为研究对象,构建了建筑区域二维降雨径流及污染物传输数学模型,模拟分析了不同建筑物密度对区域溶解态污染物质量浓度、传输率和累计传输过程的影响。模拟结果表明:建筑物密度在4%~16%时,汇流中间阶段流量呈现出相对较快的上升态势；随着建筑物密度的增大,建筑物间隙下游水深先增大后减小,在建筑物密度为36%时达到最大值；区域出口污染物质量浓度整体呈逐渐下降的趋势,而污染物传输率则先增大后减小；建筑物交错排列情形下,上游污染物通过建筑物间隙间歇性传输到下游；当建筑物密度大于9%时,在流量达到最大之前,区域出口污染物质量浓度和传输率会出现多次波动；随着建筑物密度的增大,污染物传输率会减小,且峰值出现时间会延后；污染物最终累计传输比例随建筑物密度的增大而降低。

摘要:为深入探究渠坡失稳破坏机理,通过开展干湿-冻融循环作用下北疆膨胀土的三轴试验和电镜扫描试验,从宏观、细观和微观3个角度研究了膨胀土劣化物理机制,并分析了干湿-冻融循环作用对邓肯-张 E-B 模型参数的影响规律。结果表明:干湿-冻融循环作用下,膨胀土应力-应变曲线均呈硬化型,体变曲线呈剪缩特征；黏聚力随循环次数非线性衰减,首次衰减最为显著,7次循环后趋于稳定；内摩擦角变化较小,基本保持恒定；循环作用过程中,膨胀土裂隙由两端向中间发育,内部裂隙网格逐渐汇聚并在土体薄弱处形成裂隙核心,整体破坏面由循环初期“Y”形或“X”形逐渐发育为“爪”形纵向贯穿破坏面；循环作用造成土体的团聚体结构破碎重组为松散的絮凝结构,粒间孔隙增大,黏土颗粒逐渐剥落脱离,导致结构损伤,其中颗粒间胶结作用减弱是黏聚力下降的主要原因；循环作用对邓肯-张 E-B 模型参数 n 、 K 、 K b影响显著,循环次数大于3次时,参数变化幅度较小。经指数函数拟合,各参数与循环次数呈良好相关性。

摘要:针对钱塘江河口咸潮入侵强烈影响河口水资源利用的问题,构建了可模拟涌潮作用的咸潮入侵数学模型,结合两次实测数据进行模型率定与验证,分析了上游径流变化对河口盐度影响的时空特征。结果表明:在枯水期,尽管强大的潮汐动力使径流变化难以显著改变河口水动力条件,但持续下泄的淡水可通过累积稀释作用有效降低盐度,其降盐效应自上游向下游递减；径流调节对河口盐度的影响具有速度快、持续期长的特点,径流增大1～2.d后即出现明显降盐效果,对盐度影响的持续时间显著超过径流变化的时间。为提高压咸效果、节省淡水资源,可在大潮期来临前1～2.d加大压咸流量,后期逐渐减少压咸流量。

摘要:为探究在大规模风电、光伏(简称风光)并网背景下混合式抽水蓄能电站对风光的长周期互补调节能力,以风-光-混蓄联合运行所消纳的风光发电量最大为目的,构建了一种以风-光-混蓄系统剩余负荷方差最小为目标的风-光-混蓄长周期互补发电优化调度模型,并采用逐步优化算法进行求解。算例计算结果表明,与未加装可逆式机组前的风-光-水系统相比,风-光-混蓄系统的风光消纳率期望值提高了8.56%,剩余负荷方差的期望值减小了99.38%,混合式抽水蓄能电站能更好地发挥其风光调节能力,能在满足追踪电网负荷需求的同时提高风光发电的消纳率和风-光-混蓄系统的发电量。

摘要:为实现梯级水库发电和生态效益双赢,构建了“预报→调度→风险分析”动态模拟链；借助预报演进鞅模型(MMFE)揭示预报误差演进过程,基于拉丁超立方采样的蒙特卡洛模拟(MCS)方法生成滚动入库径流情景。以清江流域梯级水库群为例,在知晓区域不确定性水情信息的基础上,对水布垭、隔河岩水库下游控制断面最小、适宜和理想等级生态流量进行计算,构建梯级水库群发电-生态效益协同调控模型,并借助多目标混合蛙跳算法(MOSFLA)进行求解,分析了径流预报不确定性影响下水量调控的潜在风险。结果表明,该模拟方法能够动态识别从径流预报到水库调度传递的不确定性信息,有助于降低水量调控的潜在风险,提高梯级水库水资源调节的稳健性。

摘要:针对抽水蓄能电站大坝渗流安全监控模型影响因子选择及模型构建不确定性造成模型预测精度不高的问题,将深度学习模型和概率性预测方法进行融合,融合卷积神经网络(CNN)的特征提取能力、双向门控循环单元(BiGRU)的数据挖掘潜力、蜣螂优化算法(DBO)的参数优化优势以及分位数回归(QR)的概率性预测能力,构建了基于DBO、CNN、BiGRU、QR算法的大坝渗流概率性预测模型；同时,为构建适合抽水蓄能电站渗流安全监控模型的最优影响因子集,充分考虑渗流的滞后效应,采用核主成分分析法(KPCA)对模型影响因子进行优选。工程实例验证结果表明,构建的大坝渗流概率性预测模型不仅能给出确定性的大坝渗透压力高精度预测结果,还可得出相应的预测区间来反映渗流变化的不确定程度,进而为抽水蓄能电站大坝渗流安全监控提供更全面的评价信息。

摘要:以桂林防洪及水资源保障的关键区域漓江上游为研究区,基于泰森多边形法将1983—2023年38个雨量观测站逐日实测降水量数据转换为13个子流域的面降水量数据,采用Mann-Kendall趋势检验和极点对称模态分解方法,按水文年从全年、主汛期、后汛期和枯水期4个时间尺度解析降雨的时空演变特征,并采用时间与空间变差系数揭示降雨时空不均匀度。结果表明:流域年降水量和主汛期降水量分别以11.36 mm/a和9.10 mm/a的速率显著增长,后汛期和枯水期降水量总体无明显趋势,漓江上游流域汛期洪涝风险增加；流域年内降雨时空分配不均,13个子流域多年时间变差系数均值为2.174,时间不均匀度呈不显著增大趋势,丰枯差异越来越大,全年、主汛期和枯水期空间变差系数呈不显著下降趋势,降雨空间分布趋于均匀,而后汛期空间不均匀度呈不显著增大趋势,该时段水库群调控难度增大；漓江上游降雨在不同的时空尺度都出现了明显变化且变化特征不一致,上游水库群的防洪与兴利调度以及桂林的城市防洪难度更高,漓江生态景观流量保障也面临更大的不确定性。

摘要:为探明绿色屋顶改造效果,以沣西新城天福和园小区为研究对象,应用耦合水文和水动力过程数值模型,选择1、2、5、10、20、30 a共6个降雨重现期以及5种不同绿色屋顶改造面积,组合成30种改造工况,研究不同工况对径流的影响。结果表明:绿色屋顶改造可有效改善地表积涝情况,降雨重现期不变且改造面积最大时,绿色屋顶径流控制率可提高11.09%~16.20%,流量峰值削减率可提升至17.66%~68.45%,排口流量峰值削减率可提升至17.49%~37.40%,绿色屋顶改造贡献率可提升至14.20%~16.77%,而排口贡献率随改造面积增大而减小；改造面积不变且降雨重现期逐渐增大时,绿色屋顶流量峰值削减率、绿色屋顶改造贡献率呈先增大后减小趋势,在降雨重现期为5 a时效果最好,峰值流量削减率可达68.45%,绿色屋顶改造贡献率可达16.77%；排口流量峰值削减率呈先减小后增大再减小趋势,折点出现在重现期为5 a和20 a；排口贡献率则呈上升趋势。

摘要:为研究华北平原黑龙港流域轮作期内冬小麦不同灌溉制度对雨养旱作夏玉米水分利用效率的影响,在冬小麦生长季设置5种灌溉制度:IS0(不灌水)、IS1(拔节期灌水)、IS2(拔节和扬花期灌水)、IS3(起身、扬花和灌浆期灌水)和IS4(起身、拔节、扬花和灌浆期灌水),分析了冬小麦季不同灌溉制度对后茬作物夏玉米生长期间土壤水分动态变化、有效降雨利用、耗水特性、产量和水分利用效率的影响,并通过TOPSIS-熵权法对耗水量、降雨利用率、产量和水分利用效率4个指标进行综合评价。结果表明:夏玉米季0~30.cm土层的含水率最低,30~60.cm土层的含水率最高,60~100.cm土层的含水率较低；夏玉米生长季的降雨利用率随冬小麦灌溉次数的增加而降低,IS0的降雨利用率最高,达54.31%,IS1、IS2、IS3、IS4分别较IS0降低了7.81%、24.98%、27.49%、28.32%；随着冬小麦灌溉次数的增加,夏玉米季的总耗水量呈增加趋势,IS1、IS2、IS3、IS4的耗水量分别较IS0提高了5.98%、7.23%、14.35%、20.77%；除IS2外,夏玉米的籽粒产量整体上随冬小麦灌溉次数的增加而增加,水分利用效率则随灌溉次数的增加而降低,其中IS2的籽粒产量和水分利用效率均最大,分别为17 593.87.kg/hm²和3.43.kg/m³；IS2的相对接近度约为0.60,相较其他灌溉制度更高,在灌溉制度评价上最优；冬小麦在拔节期和扬花期灌溉两次水(IS2,总灌水量为150 mm),在保证后茬作物夏玉米产量和轮作节水的同时还可以有效利用降雨,水分利用效率整体得到提升。