植被弯曲形态对水流的阻力效应研究

植被化生态河道的阻力特性是环境水力学的研究热点之一。为探寻柔性植被不同弯曲倾角下的阻力特性,利用圆柱铝棒进行弯曲模拟柔性植被,并采用测力装置,对不同倾角状态下圆柱铝棒及流速范围开展室内水槽试验,首先研究直立圆柱铝棒阻力与流速之间的关系,得到的拖曳力系数C_d符合已有研究,同时验证了测力装置的可靠性;随后开展不同倾角下的植被阻力试验,得到Vogel数随着倾角的减小呈逐渐降低最后突增的趋势。当植被弯曲时,已有的刚性直立植被丛模型不再适用,通过引入与倾角相关参数C_θ对模型进行修正,显著提高了模拟精准度。研究结果可为生态植被化河道水力学精准模拟提供技术支撑。     

近2000年鲁西南地区河湖水系水环境变迁脉络研究

鲁西南地区是历史时期黄河、淮河、海河三大流域的"交汇"区,在自然因素和人类活动因素的共同作用下,区域水系水环境发生了沧海桑田的剧变。本文基于历史文献,分析了几个典型历史时期区域河湖水系格局及湖泊数量、积水面积等指标,试图复原区域水环境变迁的大体脉络,并基于水利史的视角分析区域环境演变的动因。研究认为,黄河1128年南徙夺淮、元代京杭运河的营建及1855年铜瓦厢改道是区域水系演变的三个重要节点,不同阶段区域湖泊数量及积水面积逐渐减少,黄河变迁成为区域水环境演变的重要影响因素,而人类活动对其演变历程也产生重要影响,尤其是在元明清时期,会通河的开凿和经营塑造了区域相对稳定的水系格局及水环境。认知区域水环境的历史背景,总结变迁规律和蜕化原因,为当前修复区域水环境、改善生态具有重要意义。     

提高超高层建筑大直径灌注桩承载力的试验和研究

以某超高层建筑工程残次桩为例,研究了不同水泥掺和条件下水泥土桩土界面的抗剪强度变化规律,总结出水泥土桩土界面抗剪强度τ与水泥掺和百分比αｗ的实验方程式。依据所得到的方程式进行桩侧土体注浆加固设计,实际施工情况及进行的跟踪观测证实,处理后的桩承载力增加值超过２０００ｋＮ,注浆加固深度为１５ｍ,沉降可以满足要求。     

张掖节水型社会建设中的农业节水关键技术及集成模式

作者针对张掖地区建设节水型社会、确保农业可持续发展的目标，提出研究适合当地条件的农业节水关键技术，建立和推广应用农业节水技术集成模式的必要性。作者认为在开展灌溉输配水技术、地面灌溉技术、以水权为中心的农户参与式灌溉用水管理技术、非充分灌溉条件下的作物灌溉制度、生物及农艺节水技术、区域地表水与地下水联合运用优化配置技术等农业节水关键技术研究基础上，建立和推广适宜当地大田粮食作物、大田高收益经济作物和设施高效益作物的农业节水技术集成模式。各类农业节水技术集成模式中采用不同的主体节水技术和相关配套技术以及针对不同应用对象的推广方式，技术集成模式推广中需要考虑和探索解决适用规模、节水灌溉技术选用准则、推广应用方式和推广服务体系建设等相关问题。     

干湿田面糙率差异对灌溉模拟效果影响

田面糙率是影响畦灌水流运动过程的关键参数,其值的合理确定对灌溉模拟效果影响显著.本文基于田间实测数据,借助地面灌溉模拟模型,分析不同土质、入畦流量和坡度条件下考虑与不考虑干湿田面糙率差异对灌溉模拟效果的影响.结果表明,考虑干湿差异的模拟效果略优于不考率干湿差异的模拟效果,且通过敏感性分析得出,湿面糙率起决定性作用,干面糙率影响较小.该结果可为地面灌溉反馈控制系统中田面糙率系数的合理确定提供科学依据.     

金沙江“10·10”白格堰塞湖溃坝洪水反演分析

准确预测堰塞湖溃坝洪水流量过程在堰塞湖应急抢险过程中极其重要。以白格堰塞湖下游水文站实测的洪水过程为依据,通过DB-IWHR溃坝洪水分析程序和GST洪水演进模型,分别采用不同冲刷侵蚀参数对"10·10"白格堰塞湖漫顶自然泄流过程进行了反演分析。结果发现:冲刷参数a=1.100 0、b=0.000 6时,叶巴滩、拉哇水文站模拟结果与实测流量结果最为接近。由此判断"10·10"白格堰塞湖溃决洪峰流量为10 882.78 m~3/s,溃决历时6.2 h到达洪峰流量,最终溃口水面宽度为99.66 m。运用DB-IWHR溃坝洪水分析程序结合基于GPU加速技术的GST洪水演进模型,计算效率得以大大提高,可以在应急抢险工作中实现快速、精准的预测。     

海河流域极端降水时空变化规律及其与大气环流的关系

为了解海河流域极端降水时空变化规律,基于海河流域40个气象站1960～2016年逐日降水资料,采用线性回归、M-K趋势检验法、Pearson相关性分析法,分析了海河流域近57年来10个极端降水指数的时空变化及其与大气环流的相关性。结果表明,除了持续干期(CDD)和持续湿期(CWD)外,大多数极端降水指数多年平均值在空间上呈自东南向西北减少的分布规律,CDD呈现自北向南减少的规律,CWD呈现自东南向西北增加的规律;在时间变化上,所有极端降水指数均呈下降趋势,只有最大一日降水量(RX1day)的下降趋势显著;在空间变化上,除中雨日数(R10mm)和降水强度(SDII)呈上升趋势的站点与呈下降趋势的站点个数相同外,多数站点各极端降水指数呈下降趋势;除CDD与其他极端降水指数相关性较弱外,各极端降水指数的变化具有较好的一致性;除CWD外,极端降水指数与厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)现象关系密切,而AO(北极涛动)和NAO(北大西洋涛动)是CWD变化的重要因素。研究成果对于海河流域水灾害防治及水资源配置有重要意义。     

梯级水库群控制梯级极端工况泄洪安全分析

河流梯级开发中,极端条件下流域安全主要取决于干流控制梯级的安全。已有研究将控制梯级特级坝分为特1级和特2级,究竟哪种等级的大坝应设置非常泄洪设施或临时措施,在较高水位时启动来降低控制梯级的泄洪风险,此项研究尚属空白。本文基于DB-IWHR模型理论框架,研制开发了水库群连溃数值模拟平台,并针对控制梯级特级坝的空间分布类型,考虑梯级水库群风险源可能出现的超标准洪水+地震引发某一泄水闸门失效的极端运用工况,从控制梯级的泄洪安全和设置非常泄洪设施的必要性角度,研究了流域梯级安全问题。结果表明:对于"上下相当"的布局,梯级水库群特1级坝须增设非常溢洪设施以应对超标准洪水、或某一闸门无法开启及其组合运用工况。对于"上小下大"的布局,由于风险触发梯级溃决预警时间常以小时计,特1级坝通过设置非常泄洪设施增大泄洪裕度可进一步降低库水位,从而使得特1级坝腾出更大的库容应对上游溃坝洪水,明显提高特1级坝的安全裕度。本文提出的理论计算方法和增大泄流能力途径可供梯级水库群设计运行参考。     

我国喷灌技术区域发展模式研究

通过回顾我国喷灌技术的发展历程,探讨了喷灌技术在我国节水灌溉领域中的地位和作用,分析了五种主要喷灌技术的区域适宜性特点,归纳概括了我国七个典型区域喷灌技术应用模式,对比分析了各种模式的特点、节水增产(增效)综合效果、适用范围和应用实例,提出了加强我国喷灌技术发展的建议,以期为我国喷灌事业的发展提供借鉴和参考。     

滴灌施肥灌溉的水氮运移数学模拟及试验验证

基于土壤水分运动的动力学方程和溶质运移的对流-弥散方程，建立了不同土壤中地表滴灌施硝酸铵（NH4NO3）时水分和硝态氮运移的数学模型及边界条件。利用商业化软件HYDRUS-2D对模型进行了求解。为了验证所建立的模型，分别在壤土和砂土两种土壤上进行了不同滴头流量、灌水量和肥液浓度下的湿润距离、土壤含水率和硝态氮分布试验。模拟结果与试验数据的对比表明，利用HYDRUS-2D求解所建立的模型得到的湿润距离随时问的变化过程、土壤含水率和硝态氮分布与实测值吻合良好。因此，HYDRUS-2D软件可以作为预测滴灌施肥灌溉条件下水分和氮素在土壤中运移的有效工具。