基于AHP-可变模糊集理论的抽水蓄能电站灌浆质量综合评价

灌浆作为抽水蓄能电站建设中尤为重要的一项技术,其灌浆质量评价是工程建设中面临的重要科学难题,合理有效的灌浆质量评价对保障工程安全具有重要的意义。目前,灌浆质量评价的研究未考虑评价过程中的不确定性,且缺乏多指标综合分析。针对上述问题,提出基于AHP-可变模糊集的灌浆质量综合评价方法。首先,系统分析影响灌浆质量的相关因素,将灌浆质量综合评价分为灌前可灌性评价、设计及施工合理性评价和灌后质量评价3部分;然后,选取岩体属性、浆液性质、设计参数、施工参数、浆液压力、渗透性、密实性、耐久性等8个指标以构建评级指标体系;其次,基于AHP方法求取指标体系的各指标权重;再次,考虑灌浆质量综合评价中的不确定性,利用可变模糊集理论,建立评价等级与评价指标之间的不确定映射;最后,将基于AHP-可变模糊集的综合评价方法应用于荒沟抽水蓄能电站灌浆工程中,为灌浆质量综合评价提供了一种新的思路。     

混流式水轮机叶道涡演化及压力脉动特性研究

水—风—光互补发电系统中的水轮机将由主要担任发电任务的常规水轮机逐渐转变为担任调节负荷任务的调能水轮机,其运行在部分负荷工况诱发的叶道涡严重制约着水轮机的运行稳定性.本文基于SST k-ω湍流模型与Zwart空化模型耦合的方法开展了混流式水轮机部分负荷工况下叶道涡不稳定流动特性研究.结果表明,转轮上冠处的流动分离对叶道涡的形成有重要贡献.叶道涡在转轮内为一个强度周期性改变的动态过程,其脉动主频为转频的1.1倍.叶道涡强度的变化可分为涡结构由展向中间位置向出水边迅速发展形成完整叶道涡和完整叶道涡强度缓慢增加的两个过程.叶道涡的动态演化会显著增强转轮叶片吸力面出水边一侧的压力脉动幅值,直接影响水轮机的水力稳定性.     

短程硝化-强化生物除磷序批式反应器处理畜禽养殖废水

畜禽养殖废水有机物水质水量变化大,有机物、氨氮与磷的浓度较高,直接排放会严重危害环境。通过构建厌氧-好氧序批式反应器（SBR）处理预酸化畜禽养殖废水,分析了不同进水负荷条件下反应器对污染物的去除性能和微生物群落结构的变化规律。结果表明：SBR反应器对高负荷进水中TN、PO^3-₄—P和COD的平均去除率可分别达到64.5%、97.5%和94.5%。反应器出现NH⁺₄—N和NO₂—N亚硝酸同时积累的短程硝化现象,这可能与高进水负荷对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的活性和种群的影响有关。与乙酸盐相比,以丙酸盐作碳源时污泥的强化生物除磷活性更高。随着进水负荷的增大,聚糖菌（GAOs）的相对丰度明显升高。四联球状菌（Tetrasphaera）为反应器中始终占优势的聚磷菌（PAOs）,对反应器除磷性能有重要贡献。在高有机负荷条件下,SBR内PAOs与GAOs之间不存在明显的底物竞争关系,系统脱氮除磷性能未受影响。     

西安市小寨区域城市雨洪综合模拟与解析研究

为有效评估城市雨洪管理效果,以西安市小寨区域为例,搭建耦合管网模型和地表漫流模型的绿-灰-蓝雨洪系统综合模拟模型,从径流控制、管网排水与城市防涝等方面解析城市雨洪管理现状。研究表明：小寨海绵城市改造区年径流总量控制率基本可满足要求;2 a一遇、3 a一遇降雨排水瓶颈的管网长度分别为145.02、181.91 km; 20～50 a一遇暴雨条件下,海绵城市改造区无明显积水,大环河北岸、南三环中段和雁展路局部积水深度大于15 cm。该模型能够直观表现地表雨水漫流和管道水流运动过程,科学评估城市排水防涝与生态海绵城市建设效果。     

基于缓蓄快放系统的西安市护城河水质改善方法研究

研究缓蓄快放系统,探索水资源短缺地区的河流水动力提升方法及其对水质影响规律。以西安市护城河南西线为研究区,根据护城河现状水质与水动力数据,利用MIKE21构建了西安市护城河水动力-水质耦合模型。依护城河现有坝体设计蓄水闸门,模拟河道上游快速泄水对下游河道的冲淤能力,探究不同蓄水高度和不同水质条件快速泄水对护城河水动力和水质的影响规律。基于MIKE21的数值模拟结果表明,不同蓄水高度对水体的水动力特性影响显著,蓄水水质对污染物浓度具有显著影响。基于MIKE21的西安市护城河水动力-水质耦合模型模拟结果表明采用1 m蓄水高度与Ⅲ类水补给相结合的工况可以最大程度实现护城河水体的水质、水动力改善。西安市护城河采用符合地表水Ⅲ类的补水水源,通过提升护城河水动力的方式可以有效改善西安市护城河水质状态。     

社区尺度居民楼内涝淹没过程精细化模拟及室内财产损失评估

以西安一小区居民楼为研究对象,构建了高精度城市雨洪模型,并通过实测暴雨内涝监测数据验证了模型的可靠性;利用构建的模型模拟了6种设计降雨重现期下的居民楼室内动态淹没过程,并以西安市中等收入家庭的房屋配置为计算单元,分析了各类居民室内财产的淹没水深阈值,依此拟合得到了室内财产淹没水深-损失率关系曲线,结合居民楼在不同降雨重现期下的淹没水深,计算得到了各居民楼在不同降雨重现期下的内涝淹没财产损失数据。结果表明：不同降雨重现期下,同一居民楼一层居民房屋室内进水淹没水深随降雨重现期的增大而增大;同一降雨重现期下,各栋居民楼因高程不一致导致内涝淹没过程及最大淹没水深不一样。     

基于正交设计的黄池沟退水道弯道体型优化的数值模拟分析

为探求黄池沟退水道弯道的合理体型,采用正交设计与数值模拟相结合的方法研究了体型参数对弯道水流的影响。选取弯道宽度、弯道曲率半径、纵向坡度3个主要影响参数按正交试验设计,确定了9组正交试验方案,利用经水工模型试验结果验证的数学模型对正交试验方案进行模拟,分析了体型参数对弯道及下游陡坡段横向水位差的影响。结果表明,3个体型参数影响作用由大到小依次为纵向坡度、弯道宽度和弯道曲率半径;坡度为显著影响因素,且平坡最佳,弯道曲率半径和弯道宽度影响不显著,据此推荐合理体型参数为坡度取0,弯道宽度和弯道曲率半径采用原设计值。     

不同温度条件下水工沥青混凝土抗压特性及防渗性能试验研究

为研究水工沥青混凝土在不同温度条件下的力学特性和经荷载作用后的防渗性能,在-30℃～30℃条件下对其进行了抗压试验研究,并对荷载和温度作用后的试件进行了渗透试验分析。试验结果表明:温度对水工沥青混凝土的应力-应变全曲线、抗压强度、弹性模量、峰值应变以及破坏模式等力学特性有显著影响。对比水工沥青混凝土在-30℃～30℃条件下应力-应变全曲线特点,可推断-10℃～0℃为其应力-应变特性变化的过渡温度区间。水工沥青混凝土的抗压强度和弹性模量随温度的升高而降低,峰值应变随温度的升高而增大。基于试验结果,本文提出的经验公式较好地反映了抗压强度、弹性模量以及峰值应变随温度变化的规律。在-30℃～0℃条件下,水工沥青混凝土的破坏模式主要为骨料开裂和沥青胶浆与骨料的黏结破坏;在10℃～30℃条件下,破坏模式主要为黏结破坏。此外,水工沥青混凝土经荷载作用后的防渗性能与温度环境有关。在10℃～30℃温度环境中,水工沥青混凝土承受7%的轴向压应变后,其渗透系数仍在10-7～10-6cm/s量级,防渗性能良好。     

考虑工程合理使用年限的珠江流域多属性洪水风险评估

洪水具有洪峰、洪量以及历时等多属性特征。以往洪水风险评估忽略了工程合理使用年限的影响,考虑工程合理使用年限的风险指数可更好地描述工程所承担的洪水风险。基于此,选取了珠江流域典型水文站点1997—2017年的日流量资料,采用超定量法选取洪水,使洪水样本更丰富。采用Copula函数构建洪峰和洪量联合分布函数,计算联合重现期,同时考虑联合重现期和工程合理使用年限构建洪水风险指数。结果表明:相同重现期的洪峰洪量组合下,相较于其他站点,郁江发生高洪峰洪水或是大洪量洪水的风险最大,而柳江发生高洪峰同时洪量也大的洪水的风险最大(除10年一遇外);当考虑大(1)型水利工程(大坝,n=50～100 a)的合理使用寿命时,西江上发生高洪峰洪水或大洪量洪水的风险最大;柳江上发生洪峰和洪量均超过设计值的洪水的风险最大。     

河流突发水污染事件的水库应急调度流量研究 ——以珠江上游红水河为例

珠江是云南、贵州、广西、广东等地的重要水源,研究该流域内水污染物的运移扩散过程及突发河道水污染事件处置对策对于供水安全极为重要。假设枯水期内龙滩水库下游约12 km处(广西天峨县)发生排放未达标污水的突发事件,设置了水库应急调度方案集。采用EIAW11软件包中的水质模型模拟污染物的运移过程,模拟了不同浓度污染物(以BOD为例)在不同河道流量下的下游各断面的浓度变化过程。结果表明,该模型能较合理地模拟污染物的迁移过程和影响范围,分析得出使污染物浓度达标需要的龙滩水库下泄流量,并能根据不同达标位置对突发水污染事件做到准确调度,最大程度减少水资源的耗损,充分发挥龙滩水库的作用。模拟结果可为珠江流域突发水污染事件应急方案的制定提供一定科学依据。