城市雨洪放大效应驱动因子时空演变规律分析

城市雨洪具有复杂的放大效应,引起该现象较直接的原因包括大暴雨的频繁出现、可渗透地表面积的骤减以及排蓄水能力的改变和排水管网的扩张等。以武汉市为例,选择降雨强度、不透水面积比例、排水管道密度作为洪水放大效应的驱动因子进行趋势分析和演变规律分析,计算表明:从20世纪80年代开始,暴雨雨量和历时明显增加;不透水面在20世纪90年代初增加较快;排水管道在1990~2006年间缓慢增长,2007年跳跃式增长。降雨量和历时的增加使城市洪量增大,排水压力随之上升,在一定程度上增加了内涝几率;不透水面积的逐年增多以及水体等天然蓄水区的减少,不但增加了产流量,也使汇流时间更短,且雨水管渠的建设缩短了天然汇流路径,导致城市洪水呈现峰高量大,洪峰提前的放大效应。研究成果可用于城市雨洪放大效应对其驱动因子的定量响应研究,为进一步量化城市内涝风险与驱动因子间的关系提供依据,从而为内涝风险调控措施提供技术支撑。     

拍门半圆形大截面水封有限元仿真计算研究

拍门框形水封的受力方式决定了其计算方法与传统的启闭式闸门水封不同,一般需三维建模。鉴于直接建立拍门水封的三维模型进行仿真计算在技术上难以克服高度非线性问题,计算难以收敛,故结合框形水封线压力的近似计算和水封断面二维有限元计算,通过反查线压力曲线得到拍门水封计算的近似结果,从而克服了框形水封三维仿真的技术难题。     

缺货惩罚下的损失厌恶报童模型

针对缺货惩罚与损失厌恶的报童模型,在期望效用理论的框架下,引入了单位机会期望缺货惩罚、单位机会期望超量损失两个概念,利用这两个概念分析了最优订购量与损失厌恶系数,证明了最优订购量随着缺货惩罚的增加而增加,但在某些情况下最优订购量随着损失厌恶系数的增加而增加、减少或者不变.     

河道一维非恒定流数值模拟深化研究

传统的河道一维非恒定流数值计算一般采用特征线法和以Preissmann方法为代表的有限差分法.特征线法计算精度比较高,但受时间步长的限制,用于河道一维非恒定流计算时计算效率却不太高.而Preissmann方法相比特征线法计算效率有所提高,但在求解过程中特征量的守恒性却没有做出相应要求.为了兼顾数值计算的效率和特征量的守恒,建立了基于有限体积法的河道一维非恒定流数值计算方法,并分别选取淮河干流洪水和史灌河洪水进行了验证计算,验证计算成果表明所采用的方法特征量守恒性较好,洪峰水位计算值与实测值吻合也较好,可用于河道一维非恒定流计算.     

济南市水资源环境与经济发展耦合关联性测度及前景预测

结合环境库兹涅茨曲线(EKC)与耦合关联度模型对济南市水资源环境与经济发展间的耦合作用机理进行定性与定量研究,并利用弹性预测法对二者间的发展前景作出预测。结果表明:2005—2017年间水资源环境与经济发展存在耦合关系,且现状条件下生活用水、排污量与经济发展的耦合作用要强于工业用水。此外,结合EKC走势和预测结果,引入潜在风险控制指标和重点监控指标的概念,其中生活COD、工业NH₃-N为潜在风险控制指标;重点监控指标分别为生活NH₃-N、生活废水排放量及工业、生活用水量。研究成果可为促进济南市经济增长与水资源环境协调发展提供依据。     

考虑强度参数非线性的粗粒料坝坡稳定性

对高应力状态下粗粒料抗剪强度的线性和非线性强度理论进行了讨论,指出了基于线性强度指标在粗粒料坝坡稳定性分析中的不足之处,并探讨了非线性抗剪强度的表达及其计算参数的取值.在此基础上,对非线性抗剪强度在坝坡稳定性分析中的应用进行了研究,给出了迭代算法,编制了能考虑非线性抗剪强度的坝坡稳定性分析程序,提出了迭代计算精度的控制标准,并对潘口面板堆石坝临时度汛断面的坝坡稳定性进行了计算研究.研究表明,粗粒料坝坡稳定性分析中应采用非线性抗剪强度指标.     

无限深透水坝基渗流场与应力场耦合分析

无限深透水坝基的渗流问题是建在此类地基上土石坝成败的关键问题。渗流场和应力场耦合计算更加符合渗流实际情况。该文基于土体孔隙率和渗透性的相互关系,借助有限元软件geostudio/seepage和Sigma/w双场耦合模型,研究符合耦合计算的操作步骤;利用模型对实际工程进行计算,得到了沉降量,孔隙率的变化,主应力、渗透量及渗透坡降等关键参数在耦合时的变化规律。计算结果说明了坝基孔隙率和渗透系数相互作用并趋于稳定的过程,符合实际观测情况。     

导水系数的空间变异性对地下水非恒定流计算的影响

在探讨水文地质参数空间变异性的基础上,考虑导水系数为常量及参数随空间变量发生改变的情况下,比较交替方向隐式差分法计算地下水二维非恒定流方程的异同。引入算例分别进行计算与分析,得出水文地质参数的空间变异性对地下水非恒定流计算存在影响的结论,进一步说明水文地质参数空间变异性研究工作的重要性与必要性,并提出今后研究工作的建议方向与重点。     

峡江水利枢纽电站取水防沙试验研究

为解决峡江水利枢纽泥沙淤塞库区,避免泥沙进入电站,对取水防沙原设计方案试验中存在的问题进行了分析.改进了拦沙坎的布置方案,提出拦沙坎头部上延与上游自然河湾平顺衔接,以使形成的人工弯道环流导流排沙方案为最优取水防沙方案.探讨了优化方案的取水防沙效果,提出了运行时应注意的事项.     

亭子口重力坝表孔坝段地震动力响应分析

亭子口重力坝坝基岩层近于水平,分布有各类软弱夹层。为科学评价其坝体结构抗震安全性与地震动力抗滑稳定性,采用黏弹性人工边界模拟地基辐射阻尼效应,以有厚度接触单元模拟坝基软弱夹层,对亭子口重力坝的表孔坝段进行了三维有限元时程动力分析。计算结果表明,在水工抗震规范谱人工地震波作用下,大坝上下游表面产生了明显的动应力响应,但动静叠加后,坝体竖直向在地震过程中没有出现拉应力;以泥化夹层JS2-1-2为底滑面的滑动模式为大坝深层动力抗滑稳定的控制工况,设置齿槽后大坝动力深层抗滑稳定性显著提高,大坝在地震过程中不会发生整体失稳。