基于增量动力分析的重力坝抗震性能评估

基于增量动力分析法(IDA),采用塑性耗能与总变形能的比值作为结构性能指标,提出了重力坝抗震性能评价的三级震害划分和两个极限状态下的失效性划分的建议,做出IDA曲线,并结合分位数分析和易损性分析对重力坝抗震性能进行评估。以邯郸京娘湖重力坝为例,进行一系列的非线性分析,结果表明:分位数分析的IDA曲线中每个极限状态的峰值地面加速度PGA均大于设计地震的峰值地面加速度,满足该重力坝的功能保障性水平和安全保证性水平。易损性分析下,1.5倍设计地震作用时65.92%的概率处于正常使用阶段,100%可以保证安全。结果表明该重力坝具有良好的抗震性能。该项研究结果为重力坝抗震性能设计和安全风险评估提供了新思路。     

河北省地下水饮用水源地水质变化分析

为了科学分析近年来河北省地下水饮用水源地的水质状况,以河北省42个地下水饮用水源地2000、2018年的24项指标作为评价对象,结合单一指标评价法与综合评价法分析水质状况,并进行原因分析。结果表明：相较于2000年,2018年19项水质指标污染程度均减轻,氟化物污染程度较重,新增4项超标水质指标;安全水源地比例增加了11.9%,且极差水源地消失,但优良水源地也消失;水源地保护区内耕地面积减小,林地面积增大,建设用地面积增大,农业污染面积减小,工业和生活污染面积增大;污染物主要来源于农业化肥、工业废水和生活垃圾污染3个方面,且地下水超采也会对水质造成影响。研究结果可以对河北省地下水饮用水源地管理和保护提供科学依据和实践支撑。     

天津某校园全年雨雪水质监测及污染成因

为降低雨水资源化利用成本, 保证可利用雨水水质, 弃流水质较差的初期降雨及特殊场次降雨成为目前雨水资源化利用的重要途径。因此需要通过长期连续监测降雨和降雪中氮、磷和化学需氧量等关键指标的变化, 确定合理的雨水弃流方式。以天津大学北洋园校区为研究区, 对该区域 2018 年 1- 12 月的降雨和降雪水质进行连续监 测。结果表明: 2018 年 3 月和 4 月降雨中氨氮( 6.75 mg / L) 、总氮( 9.36 mg/ L) 的平均质量浓度分别是全年降雨和 降雪中氨氮和总氮平均质量浓度的 1.5 和 2.1 倍; 春季首场降雨中污染物平均质量浓度远超冬季首场降雪, 冬季空气污染是导致春季首场降雨水质差的主要原因; 空气中各污染物质量浓度对降雨和降雪水质的影响由大到小依次 为 PM215 > PM10 > NO2 > SO2 > CO> O3_8h。与其他季节相比, 春季前两场降雨污染物平均质量浓度高、降水量小, 雨水利用处理成本高, 建议将春季前两场降雨( 降水量< 10 mm) 直接弃流至污水处理厂, 不宜直接进入雨水资源化利用设施。     

五指山市近 60 年降雨量时空演变规律分析

为了解五指山市近几十年降雨量的变化规律,基于市内及周边17个雨量站/气象站资料,采用不同插值方法逐月插值,与海南省水资源二次评价对比得到合理方法;并用滑动平均法、累积距平法、Mann-Kendall非参数检验法及Morlet小波分析等方法对降雨量进行时空变化分析,得到如下结果:五指山市近60年多年平均降雨量为1 921.3mm,在空间上呈现由东北、正北向西南逐渐递减的趋势,不同丰枯情景下降雨分布略有差异,但其对地形的响应较为一致;年降雨量总体呈现显著增加的态势,并且在1988年左右存在由减少到增多的突变;借助SPSS软件,通过归因分析表明,蒸发主要影响着五指山市降雨的变化规律;降雨量存在多尺度时间效应,存在23a和16a左右的主周期,且均存在丰枯交替变化,并在未来几年均处在偏丰时期。研究结果对五指山市的水资源开发利用和规划具有现实指导意义。     

燕尾坎水舌冲击特性试验及数值仿真研究

泄洪防冲消能设计是水利工程设计中的重要技术问题。采用水工模型试验和数值模拟相结合的方法对连续坎和燕尾坎的水力特性进行了对比。主要研究内容包括两种挑坎的水舌运动特性、水垫塘底板动水压强分布及其扩散特性、RNG k-ε湍流模型求解脉动荷载的可行性。研究结果表明：RNG k-ε湍流模型对于连续坎和燕尾坎的水舌形态、水垫塘底板时均压强、不同工况下水垫塘底板脉动均方根的变化规律均可达到较高的模拟精度;相比于连续坎,燕尾坎对于水舌的纵向拉伸效果明显,水垫塘冲击区范围扩大,底板上的时均压强与脉动压强均方根峰值均向上游移动且大幅度减小,荷载集中程度减弱。     

SPI和SPEI在阿克苏河流域的适用性分析

干旱区常年降水稀少,生态环境脆弱,是干旱评价中相对特殊的区域,一般适用性较好的干旱指数在这里仍需进一步论证才能应用于干旱监测中。根据阿克苏河流域DEM、土地利用现状,将流域进行细化,最终形成4个山区、2个荒漠区和5个绿洲区共11个分区的阿克苏河流域干旱评价单元。以流域内6个气象站1961-2011年逐月平均气温和降水资料计算研究区过去51年各评价分区的标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸发指数(SPEI),并将所得干旱状况与历史旱情进行对比分析。结果表明:在平原区,短时间尺度(1、3、6月)的SPEI较SPI更能表达干旱演变趋势,但在旱情表达的时间精度上仍有些欠缺,而长时间尺度(12、24月)的SPI和SPEI基本可以表达出干旱年;在山区的表达精度需要进一步求证。     

基于遗传与序列二次规划算法的复杂巷道断面应力解

在求解具有复杂巷道断面形状的应力解时,保角映射函数的精确性最终决定巷道围岩应力解析解的精确性。鉴于此,利用遗传与序列二次规划算法,实现任意复杂巷道断面的高精度映射,解决以往优化算法中所存在的鲁棒性较差及初值敏感性较强的问题,当映射系数个数≥14,可将平均相对误差控制在0.5%以下。以三心拱巷道为例,利用复变函数所推导的任意轴对称巷道断面的应力解,系统性地分析该巷道周边围岩的力学行为。研究结果表明:(1)在单向竖向荷载下,巷道边的切向应力曲线呈现一低一高的双峰形态,其双峰区域分别对应巷道小拱区域及直角区,应力集中系数分别为1.5~3.0,3.5~8.0。在大拱区域,切向压应力与拉应力均有表现,应力集中系数为-1.0~1.5。直墙区域与底板区域的应力集中系数相对稳定,分别维持在2与-1左右。(2)巷道周边围岩的应力分布特征表明巷道边界各点所对应的影响范围呈现不一致性,直角区所对应的影响范围最大,其次是拱形区域,再次是侧墙区域,最后是底板区域。(3)应力集中系数与侧压力系数λ保持着严格的线性关系,其斜率对应于应力集中系数增长速率k′,由k′在巷道边的分布规律,可最终掌握不同λ作用下的应力分布规律。     

基于结构方程模糊评估模型的水利工程项目施工阶段风险研究

针对水利工程建设项目的风险评估问题,考虑了指标间的相互影响的复杂性,采用结构方程模糊评估模型对水利工程项目风险进行了评定,并将模型应用到M水库工程施工阶段。结果表明:该工程施工阶段的风险评估等级为低等,该模型结果和层次分析模糊综合评价结果一致,并与实际工程相符。此外,该模型易于确定指标权重,且计算的风险层指标间的协方差作用系数,可用于量化指标间的相互影响程度,从而提高水利工程项目管理水平。综上可知将结构方程模糊评估模型应用于水利工程项目施工阶段风险研究具有一定潜力,值得进一步研究。