土坝漫顶后冲沟网形成模拟

根据土坝漫顶后冲沟网形成的特点,建立了能够模拟土坝漫顶后冲沟网形成的元胞自动机模型。在元胞自动机模型中采用坡降模式模拟水流运动,采用冲刷率公式模拟坡面冲刷,确定了坡面径流和坡面冲刷规则。在计算中考虑了地形随机起伏变化和坡面抗冲性能差异2个影响因素,得出不同因素对冲沟网形成的影响。结果表明:单一考虑地形随机起伏变化形成的冲沟网较顺直,综合考虑2个方面影响的计算结果比较合理。     

基于Copula函数的海绵城市日气温设计

极端温度和温差影响混凝土微观结构特征和力学性能,气温被视作混凝土施工维养的重要设计依据。基于中国819个气象站1961—2015年日气象和地理信息资料,采用地统计方法和Copula函数对海绵城市进行气象分区,分析分区日均温和日温差边际、联合概率分布,设计日均温、日温差和相应混凝土抗压强度。结果表明:海绵城市气象分区与行政分区一致;各分区日均温和日温差多服从正态分布,冬、夏日均温期望值在0～13.6℃和23.2～26.4℃间变化、标准差在3.2～5.4℃和2.5～3.5℃间变化,冬、夏日温差期望值在7.4～12.1℃和7.4～11.8℃间变化、标准差在2.9～3.7℃和1.8～3.4℃间变化;日均温和日温差联合概率分布冬季对称,夏季不对称,相应AMH Copula函数参数值分别在-5.68×10~(-6)～4.93×10~(-6)和-6.37×10~(-6)～4.89×10~(-6)间变化;冬季,东北、华北和西北分区设计频率分别处于50%、5%、5%,低于国标设计温度,设计出的混凝土无法达到抗冻要求,其余分区设计频率在国标设计温度内满足设计要求;夏季,各分区日均温均高于混凝土国标养护温度,易使得混凝土内外温度失调而产生热胀破坏。设计的极端温度、温差及抗压强度是对现有国标混凝土养护温度的补充和完善,为海绵城市新性能混凝土构建提供科学依据。     

鄱阳湖碟形湖浮游植物群落结构特征及水质健康状况评价

为了解鄱阳湖碟形湖浮游植物结构特征与水质健康状况,于2021年3月对鄱阳湖8个碟形湖采集水样,分析鄱阳湖的水质和浮游植物群落结构,并对浮游植物进行功能群划分。研究区域内共检出6门35种浮游植物,优势种为鱼腥藻(Anabaena spp.)和栅藻(Scenedesmus spp.)。研究区浮游植物可划分为17个功能群,其中A、D、J、MP、N、P、X1、X2和X3功能群出现频率较高,MP为优势功能群。Pearson相关性分析结果显示,ORP、TDS、pH值、DO和NO₃-N是影响鄱阳湖碟形湖浮游植物群落结构的关键环境因子。基于传统综合营养状态指数法得出,各碟形湖TLI(∑)介于3～39.8之间,平均值为17,说明碟形湖水质整体为贫营养状态;基于浮游植物功能群计算Q指数得出,各碟形湖生态指数值介于1.24～4.44之间,平均值为3.79,说明鄱阳湖碟形湖水生态状况整体处于“好”状态。     

基于Budyko假设的赣江流域径流变化归因识别

利用赣江流域1953—2017年的水文气象数据,采用非参数Mann-Kendall检验和滑动t检验等方法分析研究区水文气象要素变化特征,并基于Budyko假设理论,应用弹性系数法进行影响要素的敏感性分析,定量评估各要素对赣江流域径流变化的影响程度。结果表明：(1)1953—2017年赣江流域径流量及降水量呈现不显著增加趋势,潜在蒸散发呈显著下降趋势;(2)径流变化与降水成正相关,与下垫面特征参数和潜在蒸散发量成负相关,赣江流域径流对降水的变化最为敏感;(3)气候变化对赣江流域径流增加产生正效应,是影响径流变化的主导因素,贡献率为73.7%～104.9%,人类活动影响次之,占-4.9%～27.0%。人类活动对上中游的径流影响较为显著,赣江上游的生态建设工程及中游水利工程建设工程的实施,改变了流域下垫面条件,进而影响河川径流。     

抽水蓄能电站库盆流态混交模型模拟

以深圳抽水蓄能电站上库为例,根据物理模型提供的边界条件,建立了一种进出水口模型试验和直角二维数学模型的混交模型.采用发电工况试验数据对建立的混交模型进行验证,模拟了抽水工况和发电工况运行下死水位、1/2工作水位和正常蓄水位对应的库盆流态.模拟结果表明,在抽水工况运行下受地形影响,库盆和进出水口附近会产生环流区,两种工况下库盆水流流速与库水位成反比关系.该模型对同类抽水蓄能电站进出水口的设计与研究提供了参考.     

海绵城市建设背景、争论、定位与实证分析

全球气候变化和快速城市化改变了自然水循环过程,城市水问题越来越突出。21世纪以来,不少城市遭受了严重内涝,推动了我国海绵城市建设。但是,城市内涝问题复杂,相关政策、标准一直处在不断完善的过程中,对海绵城市的建设效益存在诸多争论。剖析了海绵城市建设相关的文件精神与规程规范,对海绵城市功能定位进行了解读;并结合南昌市凤凰洲片区的洪涝情景模拟,分别对低影响开发（Low Impact Development,LID）设施与调蓄的径流峰值控制效果进行了实证分析。主要结论有：海绵城市建设由最初的“通过落实LID措施,助力城市内涝防治能力的提升”逐渐转变到“基于‘源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急’的理念,系统构建城市排水防涝工程体系”。对于南方丰水地区,城市内涝防治的重点在于“排”与“蓄”,城市雨水管渠系统的达标建设与超标雨水径流排放系统的布局依然重要。     

抚河临水流域径流量变化及其对降雨的响应

利用抚河临水流域1979—2008年降水和径流数据,采用累积距平法、M-K非参数检验、小波分析以及累积量斜率变化率法,分析了临水流域径流量变化特征及趋势,并定量分析降水和人类活动对临水流域径流变化的影响程度。结果表明临水流域径流量年内变化为单峰型曲线,径流量的季节差异较大;年径流量呈下降趋势,但变化趋势都不明显;径流量变化的突变年份为1984年和2002年;年径流量存在7 a和14 a周期变化,其中14 a周期振荡最显著;相对于基准期AR(1979—1984),BR(1984—2002)和CR(2003—2008)时期降雨对径流的降水变化对径流变化的贡献率分别为75.5%和59.92%,贡献率均在59%以上,说明降雨是导致临水流域年径流量减少的主导因素。随着社会经济的发展,人类活动对径流变化的影响也逐渐显现出来。     

信江白塔河柏泉站河段干流对支流顶托响应分析

河道的水位流量关系直接影响着水文资料整编的可靠性,合理而准确的水位流量关系可为水文预报和水利管理提供依据,精确的水位流量关系分析对河道水情分析和防洪管理有重要意义。以白塔河柏泉水文站河段为研究对象,借助Mike21软件建立河道水动力模型,模拟河道水流动力学过程,分析洪水顶托影响下站址断面水位流量曲线和干流沿程水面线,并通过情景模拟,剖析支流洪水对干流顶托作用。结果表明：水动力模型的模拟结果与实测值基本一致,相关系数为0.98,纳什效率系数为0.85,精度满足基本要求;河道水动力学模型可较全面分析干支流交汇处的水流变化状况以及干支流洪水过程的耦合响应;支流不同洪水的洪峰和洪量对干流顶托作用明显,而且与干支流洪峰到达时间的同步性关系较大。     

鄱阳湖入江水道水质风险评估方法的研究

为了量化鄱阳湖入江水道各监测断面的水质污染情况,探讨水质风险的变化规律,基于断面水质月际劣化速率对鄱阳湖入江水道的水质风险进行评估。选取吴城、都昌、老爷庙、星子和蛤蟆石断面的水质监测数据,推求出不同情景下水质“超标”的风险,并探讨水质风险在入江水道中的时空变化规律。结果表明：鄱阳湖水质月际劣化速率符合P-Ⅲ分布;本研究从有害事件发生概率的角度定义断面水质风险,科学描述了鄱阳湖入江水道面临的水质问题,设置的阈值能够合理刻划风险等级;导致鄱阳湖入江水道水质劣化的主要指标为TP、pH值和COD;蛤蟆石断面水质“超标”的控制指标为TP,超标概率为12.29%;吴城和老爷庙断面的控制指标为COD,超标概率分别是2.58%和2.73%;都昌和星子断面则为pH值,超标概率分别为1.82%和3.29%。基于该方法,可以预测相关水质指标的超标概率,确定断面水质风险等级,明确可能导致水质有害事件的主要指标,从而为目标水体水质的精准管理提供技术支撑。