铺设长度及入口压力交互作用对小流量滴灌带灌水均匀度的影响

为探究滴灌带铺设长度与入口压力交互作用对灌水均匀度的影响。以3种J型（进口型号）滴灌带和1种G型（国产型号）滴灌带为研究对象,分别对不同铺设长度和入口压力组合下的滴头流量进行测定,并运用变差系数（v）、Christiansen均匀系数（C_u）及Keller均匀系数（E_u）进行了评价。结果表明：C_v、C_u、E_u均随着滴灌带铺设长度和入口压力的变化而变化,C_u与E_u呈正相关,与C_v呈负相关;以滴水孔流量变差系数C_v为判别指标,滴灌带铺设长度为200 m时,J₁型入口压力为5~11 m、J₂型入口压力为3~11 m的滴灌带质量等级均为A（优）;入口压力在1~11 m范围时,J₃型滴灌带在各压力下的质量等级均为B(良)、G型滴灌带质量等级均为D（不合格）。滴灌带铺设长度为100 m时,J型滴灌带入口压力在1~11 m范围的质量等级均为A（优）;G型入口压力在1~3 m时滴灌带质量等级为C（一般）。以均匀系数E_u和C_u为判别指标,J型滴灌带铺设长度为300 m时灌水均匀度均最低,入口压力为9~11 m时灌水均匀度均最高。基于上述判别指标,本试验所选各类型滴灌带铺设长度和入口压力的最佳搭配为：J₁型滴灌带铺设长度200 m、入口压力9 m;J₂型滴灌带铺设长度200 m、入口压力11 m;J₃型滴灌带铺设长度200 m、入口压力11 m;G型滴灌带铺设长度100 m,入口压力7 m。     

基于两阶段粒子群优化算法的新型逐步分解集成径流预测模型

传统分解集成径流预测模型首先将整个径流序列分解成若干个子序列,再将这些子序列划分为训练期和验证期进行建模,错误地将验证期内预报因子数据视作已知数据处理,难以应用于实际径流预报工作中。并且,这类模型的预测结果仅为一个确定数值,难以描述由于径流序列随机性和波动性而导致的预测不确定性。为解决以上问题,本文结合变分模态分解方法、支持向量机模型和核密度估计方法,提出了一种可同时进行点预测和区间预测的新型逐步分解集成(VMD-SVM-KDE)模型,并提出了一种两阶段粒子群优化(TSCPSO)算法来优化模型参数。选用黄河流域月径流数据评估模型性能,研究结果表明:(1)VMD-SVM-KDE模型将单一SVM-KDE模型的确定系数(R²)和纳什效率系数(NSE)值由0.145~0.630提升至0.872~0.921,区间平均偏差(INAD)值由0.046~95.844降低至0.005~0.034,说明VMD-SVM-KDE模型显著改进了单一SVM-KDE模型的点预测和区间预测性能;(2)相较于一阶段PSO算法,TSCPSO优化算法将单一模型的R²和NSE值由0.145~0.480提升至0.309~0.630,INAD值由48.813~95.844降低至0.046~0.195,将分解集成模型的R²和NSE值由0.872~0.912提升至0.876~0.921,INAD值由0.007~0.034降低至0.005~0.014,说明TSCPSO优化算法可以克服SVM的过拟合问题,并能提高单一模型和分解集成模型的预测精度;(3)VMD-SVM-KDE-TSCPSO有效解决了传统分解集成预测模型存在的错误使用验证期内预报因子数据的问题,并在各站的R²和NSE值均约为0.9,INAD值的范围为0.005~0.014,具有更高的点预测和区间预测精度。文中模型可为优化径流预测模型和非平稳非线性水文序列预报提供新思路。     

植被覆盖对光学影像反演土壤含水量的影响分析

为了获取植被覆盖对光学影像反演土壤含水量的影响,选用归一化植被指数(NDVI)表示植被覆盖度水平,以垂直干旱指数(PDI)或修正垂直干旱指数(MPDI)线性回归土壤含水量的光学影像反演方法为例,基于2018—2020年哨兵2号卫星影像,利用河北省地面土壤含水量实测数据,对不同植被覆盖水平下土壤含水量反演精度进行评价,探讨植被覆盖对土壤含水量反演精度的影响。结果表明：(1)在NDVI≤0.13时,PDI的反演精度略优于MPDI反演精度,MPDI对PDI的修正作用不明显;(2)在0.13<NDVI≤0.30时,PDI仍能够达到较好的精度,但MPDI可以明显提高精度;(3)当0.30<NDVI≤0.59时,PDI反演精度较差,修正后MPDI能够显著提升精度;(4)在NDVI>0.59时,修正后的MPDI也无法得到满足要求的精度。可得出结论：当NDVI≤0.59时,光学影像可反演得到精度尚可的土壤含水量反演结果,通过一定的植被影响修正方法,可改善反演精度;当NDVI>0.59时,即使采用修正方法,基于光学影像难以得到满足要求的精度。     

基于温度信息和历史阈值的蒸散发预报及修正

蒸散发（ET_c）是陆面和大气之间物质与能量交换的关键要素,其精准预报对于制定合理的灌溉计划和提高水分利用效率至关重要。本文以华北平原冬小麦和夏玉米为研究对象,在作物充分供水条件下,重点考虑了温度对作物生长的影响,发展了基于温度效应的作物系数（K_c）和参考作物蒸散发（ET_o）估算模型,构建了ET_c预报模型（简称：M_T）;考虑极端天气情况的不确定性影响,通过构建历史阈值修正函数进一步发展了M_T模型,形成了M_T-threshold模型,并以涡度相关法实测值为依据,验证了M_T-threshold模型在1~15 d预见期的适用性。结果表明：基于温度效应的K_c预报值与实测值拟合效果较好,1~15 d预见期内具有较好的适用性;率定后Hargreaves-Samani模型的ET_o估算效果较好,1~15 d预见期的预报准确率均在72%以上,且冬小麦生长季的预报效果优于夏玉米生长季;M_T模型在1~7 d预见期具有较好的适用性（预报准确率>83%）;M_T-threshold模型在1~15 d预见期的预报效果有明显提升,1~7 d预见期的预报精度提高2%以上,预报精度均在86%以上;8~15 d预见期预报准确率提高8%以上,预报精度均在80%以上。因此,基于温度预报信息及作物生长历史阈值能够较好的实现ET_c短中期预报。     

基于数字图像处理的土石坝坝料合格性智能检测方法

土石坝坝料的合格性检测通常是通过判断现场筛分试验获得的级配参数是否满足设计要求来实现的,然而通过筛分试验获取级配参数的方法存在采样率低,操作过程繁琐,智能感知程度差等缺点以致检测结果代表性差。为了提高坝料级配参数的智能检测程度,依托辽宁某电站现场挖坑检测位置处的图像和级配数据,采用融合空间信息的直觉模糊C均值聚类（SIFCM）算法进行土石坝料数字图像的分割,并利用等效椭球体积的方法实现了土石坝料的三维体积重构,进一步通过基于BP神经网络的级配修正模型修正后,得到真实条件下的坝料全级配特征曲线,进而获得评价坝料合格性的4个指标：最大粒径、P5含量、曲率系数C_c和不均匀系数C_u。实际工程应用表明,本文建立的基于SIFCM_BP算法的坝料级配特征智能识别修正模型具有较高的识别精度,本文方法为大坝碾压施工前坝料合格性快速判别与施工过程中坝料压实特性的实时评价提供了重要支撑。     

高拱坝抗震安全评价指标研究——以白鹤滩拱坝为例

为研究拱冠梁中上部在地震作用下的局部稳定性,提出合理的局部抗震安全评价指标,本文以白鹤滩拱坝为例,建立三维有限元模型进行数值模拟计算。将拱冠梁中上部作为研究对象,以基于坝段的抗滑安全系数及抗滑安全系数持时作为局部安全评价指标,研究了两个指标随地震动峰值加速度(PGA)的变化规律及其沿坝段高程的分布规律,并基于指标的统计结果明确了拱冠梁中上部薄弱位置。结果表明,随着PGA的增加,拱冠梁中上部抗震安全薄弱面所在的位置是逐步降低的。PGA低于0.8g时,拱冠梁中上部位抗震安全的薄弱面位于0.79~0.83倍坝高位置;PGA大于等于0.8g时,拱冠梁中上部抗震安全的薄弱面位于0.76~0.79倍坝高位置。本文计算结果与高拱坝振动台地震破坏试验结果相近,提出的评价指标应用于拱冠梁中上部的评价效果较好,可为高拱坝中上部抗震薄弱部位的定位及大坝安全监测提供参考。     

灌水定额对和田滴灌日光温室辣椒生长、产量及品质的影响

为了探寻和田地区滴灌日光温室辣椒（Capsicum annuum L.）适宜的灌水定额,为当地制定设施蔬菜节水高效的滴灌灌溉制度提供参考,采用定周期变定额的灌溉试验,研究灌水定额对辣椒生长、产量及品质的影响。试验设置5个灌水定额水平,分别为14.1 (I1)、18.7 (I2)、23.4 (I3)、28.1 (I4)和32.8 mm(I5),并以当地农户的灌水定额(CK)作为对照。结果表明：随着灌水定额的增加,辣椒株高和叶绿素含量增大,茎粗先增大后减小,除I5处理的株高和叶绿素含量外,I1~I5处理的辣椒各生长指标较CK处理均差异显著（P<0.05）。I1~I5处理的两茬辣椒产量、品质和灌溉水利用效率（IWUE）较CK均有显著提升（P<0.05）;试验各处理中随灌水定额的增加,辣椒产量和各品质指标均呈现先增大后减小的趋势,IWUE呈逐渐减小的趋势;I3处理的两茬辣椒产量均最高,分别为38 226、54 269 kg/hm²,品质也最优;两茬中I1处理的IWUE最高,分别为8.52、6.14 kg/m³;灌水定额小于I3时,增加灌水定额会显著提高辣椒产量和品质,但对辣椒的IWUE影响不显著,灌水定额大于I3后,辣椒产量与品质随灌水定额的增加而降低,同时辣椒的IWUE也显著减小。综合考虑辣椒的产量与品质,和田地区与试验点种植条件相近的滴灌日光温室辣椒适宜的灌水定额为23.4 mm。     

长江流域极端降水与当地平均气温的响应关系分析

研究极端降水的非平稳性及对气温的响应有助于应对相关灾害事件带来的消极影响。基于长江流域1961-2020年降水和气温格点数据,建立广义极值模型以确定当日（T₀）和前1~9 d（T_1-9）当地平均气温是否会引起极端降水的非平稳性,然后通过等样本箱元法、分段线性回归法和指数回归法探讨极端降水对T₀和T_1-9的响应。结果表明：长江流域99.7%格点的极端降水是非平稳的,T₀和T_1-9共驱动74.4%格点的极端降水向非平稳演变,且T_1-9对极端降水的影响更大。流域极端降水随T₀升高主要呈低温时增加而高温时减少的峰值型结构,且峰值点气温以青藏高原东缘为界西低而东高并分别集中于9 ℃和24 ℃左右;同时,极端降水随T₀的变化率介于(-12.3%~53.6%)/℃之间,并以四川盆地为中心向四周呈超CC（Clausius-Clapeyron）、类CC和次CC变率的分布格局。极端降水随T_1-9上升在流域西部主要呈增加趋势而在中东部主要为峰值型结构,且峰值点在降水强度最大时出现在25 ℃附近;此外,极端降水随T_1-9的变化率由西至东从超CC变率过渡到类CC和次CC变率,并处于(-3.7%~33.8%)/℃之间且集中于4%/℃和10%/℃附近。随着降水极端性的增强,极端降水对气温变化的敏感性降低从而使其变化率的范围缩小;此外,超CC变率可能与对流降水和潜热释放等相联系,而峰值型结构或许与降水的冷却作用以及反气旋活动等有关。     

砂土场地排桩围护挡墙渗漏水对基坑变形规律的影响

针对富水砂层排桩挡墙渗漏水及基坑变形问题,以某地铁车站基坑工程为背景,采用数值模拟和现场实测方法对比研究砂土场地止水帷幕局部渗漏水前后基坑挡墙侧向位移、墙后地表沉降及围护桩墙内力变化规律。研究结果表明：止水帷幕局部渗漏加剧了渗流作用对基坑变形的影响,围护桩侧向位移曲线随基坑开挖深度的增大由“斜线”形向“鼓肚”形分布演变,墙后深层土体侧向位移曲线随水平距离L_p增大由非线性“鼓肚”形转变为线性分布;止水帷幕局部渗漏引起地表沉降量及影响范围增大,漏水后地表沉降显著影响区扩展为漏水前的2~3倍;围护桩身内力随基坑开挖深度增加而逐渐增大,漏水后桩身最大剪力和弯矩较漏水前减小;抑制渗漏通道扩展和阻止水土流失加剧是控制基坑渗漏灾害恶化的有效途径。研究成果可为砂土地区深基坑渗漏灾害防治与施工控制提供参考。     

中国北方干旱区降雨与相对湿度变化趋势的非一致性研究

降雨量（P）和相对湿度（RH）是反映全球干湿变化最常用的气象因子,掌握二者在不同干旱区、不同时段（全年、雨季和非雨季）的变化趋势及其非一致性规律,对于准确认识全球变暖背景下干旱区干湿变化状况具有重要指导意义。基于中国北方干旱区20个气象站点1951-2018年的日气象数据,采用M-K趋势检验法研究了各站点P和RH在全年、雨季和非雨季时段的长期变化趋势,着重讨论了两者变化趋势的非一致性。结果表明：不同时段P呈增加趋势的站点占总站点个数的70%~100%,其在全年、雨季和非雨季的增幅分别为0.02~4.42、0.01~3.96和0.03~0.84 mm/a;不同时段RH的变化趋势大多与P相反,其在全年、雨季和非雨季呈降低趋势的站点比例分别为85%、85%和90%,降幅为0.01%/a~0.19%/a、0.01%/a~0.17%/a和0.01%/a~0.21%/a;P和RH在全年和非雨季时段的非一致性均高达90%,而在雨季时段的非一致程度较低,仅为65%;且气温T（全年和雨季）及其增量ΔT（非雨季）可能是导致P与RH呈非一致性的关键因子;未来气候变暖背景下,气温的升高将加剧雨季的降雨-蒸散发过程,且这一问题将覆盖越来越多的干旱区。     

破舱油船水下油品泄漏过程的舱压效应研究

该文采用VOF模型和标准k-?湍流模型来实现负压条件下破舱油船水下油品泄漏,并用缩尺模型试验进行验证。通过对油品泄漏入海量及泄漏速度等泄漏特征参数的分析,获得舱压在泄漏动力中的作用及舱压在油品泄漏过程不同阶段的作用机理。研究表明:舱压在油品泄漏动力中的作用主要表现在受阻泄漏阶段,而自由泄漏阶段中油品重力的动力作用明显;舱压对油品的泄漏入海量影响较大,对压载舱内进水量及油品积累量影响小;在受阻泄漏阶段,舱压越小,油品泄漏入海率及压载舱内油品积累率越小,而进水率越大。     

活性炭吸附池工艺设计的探讨

设计合理的活性炭吸附池应当具有处理效果好、运行管理简单、节能降耗、施工方便、维护量小等特点。而吸附池设计的关键是池型和滤层结构的选择以及冲洗方式、设计参数的确定,同时还要考虑其他一些相应的问题。结合深圳市笔架山水厂活性炭吸附池工艺设计的调整过程,探讨了当前活性炭吸附池工艺设计中普遍关注的问题,包括池型、滤层结构、冲洗方式及冲洗水源等,同时简要介绍了目前我国活性炭吸附池的应用情况。     

带有渣仓的斜井出渣系统

论述了带有渣仓的斜井出渣系统的设计及其运行效果。对于一个长斜井而言,采用短斜井加平硐方案,可以缩短有轨运输距离、解决纯斜井方案提升时间过长、无法满足主洞施工需要的问题。在主洞采用无轨运输、斜井采用有轨运输的情况下,在井底设置渣仓,可以实现两者有效的转换衔接。带有渣仓的斜井出渣系统,具有机械化程度高、操作方便、安全可靠、出渣效率高等特点,尤其适合于在深埋长大隧洞工程施工中推广应用。     

分流式调压室水力特性研究

结合佛子岭抽水蓄能电站的尾水调压室,通过数值模拟和水工模型试验相结合的方法对尾水调压室的分流比进行了计算和分析,得出了分流比与佛子岭水库坝前水位的关系.对调压室在发电和抽水各工况下的过流特性进行了观测和分析,得到了堰流系数与相对淹没度的变化关系.此外,详细观测和分析了调压室安全水深与电站抽水流量的关系,提出了确定调压室安全水深的具体方法.按照该方法确定调压室安全水深,将使调压室和水轮发电机组的运行更加安全.     

船模数值水池框架及其研究基础

本文提出了自主研发我国船模数值水池的初步设想.在对国外船模数值水池最新发展动态分析的基础上,运用系统工程概念开展顶层设计研究,制定了总体研究思路,确定了总目标、技术指标体系、主要研究内容,进行了关键技术分析,给出了研究方案设想,并介绍分析了目前国内的研究基础.船模数值水池的研究建立,将可大大缩小船舶计算流体学研究领域内的国内外差距,显著提高国内船舶创新设计水平和船舶设计的国际竞争力,促进我国船舶工业的跨越发展.     

预应力混凝土污泥消化池受力性能研究

为了研究总结圆柱形预应力混凝土污泥消化池的设计经验，对郑州市王新庄污水处理厂污泥消化池进行了预应力施工阶段和试水阶段的原型监测试验，并采用三维混凝土有限元方法进行了分析计算，结果表明：三维有限元分析计算和原型检测结果符合良好，池壁混凝土在预应力作用下沿高度方向和环向的应力分布规律与内水荷载作用下沿高度方向和环向的应力分布规律相同但拉压应力相反，预应力施工阶段和使用阶段池壁混凝土局部存在的拉应力值在设计允许的范围内，在满水闭气试验时池壁混凝土基本处于环向和竖向压应力状态，对影响池壁混凝土应力分布均匀性的主要因素进行了分析。     

上下游双调压室系统水位波动稳定分析

采用大型动力系统理论分析了上下游双调压室系统水位波动稳定问题，并推求出有关计算公式．     

平流沉淀池升级改造技术与应用

以莱芜市某水厂升级改造项目为基础,针对原水中藻类超标、水厂超负荷运行、滤池反冲洗周期短以及出水嗅味重等问题,提出了将平流沉淀池升级改造为气浮斜管复合池,并对气浮池和斜管沉淀池的改造设计要点进行了详细叙述.改造后水厂实际运行结果表明:将平流沉淀池升级改造为气浮斜管复合池可在一定程度上解决含藻水及超负荷运行的问题,并为类似实际工程提供技术数据和参考.     

曝气池中气液两相流的数值模拟与实验研究

曝气在活性污泥处理方法中起着重要的作用，而曝气池中气液两相流流动规律对曝气作用的影响又至关重要。本文通过实验研究了曝气池中气液两相流的流动问题。在此基础上建立了气液两相紊流的流动模型，并采用单位体积方法进行求解计算，经比较表明实测值与计算值吻合较好。     

生活垃圾填埋场渗滤液调节池容积计算探讨

云南省在建或已建的城市生活垃圾卫生填埋场已超过100座.生活垃圾填埋场产生的渗滤液如不妥善处置,将造成较大的环境问题.介绍了垃圾渗滤液调节池计算的理论及方法,对整个计算过程进行了详细分析,并通过工程实例给予进一步说明,可供同行借鉴.