地下水不同盐度条件潜水蒸发特性及其简化模型适用性评价

潜水蒸发机理可通过毛细水上升特性加以揭示,其中极限潜水蒸发强度(E_(max))是潜水蒸发计算问题中不可或缺的参数,可利用Gardner模型进行估算。利用Gardner模型估算E_(max)时,导水率计算中的参数b常被忽略,虽然模型得以简化,但估算精度受到影响。因此,参数b如何影响E_(max)估算精度仍有待明确。选取3种不同地区壤土在实验室开展毛细水上升和一维土柱蒸发试验,地下水供水水源为K/Na-Cl型盐溶液(浓度为1、5、30 g/L)并以蒸馏水作为对照组(CK),观测毛细水上升并计算E_(max),而后对Gardner模型中参数b的敏感性进行评价。结果表明:与CK相比,盐溶液供水条件下毛细水上升速率较大,进而增强了E_(max);对于地下水为1～30 g/L的KCl和NaCl溶液,毛细水上升速率和E_(max)均表现为随浓度增加而减小。在采用Gardner模型进行E_(max)估算时,忽略参数b和考虑参数b分别导致高估和低估,但考虑参数b的Gardner模型具有更高精度(相对误差介于1.16%～4.50%);忽略参数b对E_(max)的影响随b值增加而逐渐减弱。提高E_(max)估算精度有利于制定合理的农田灌溉制度,同时将有利于揭示潜水蒸发内在机理。     

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。     

纤维与水泥基体黏结性能及影响因素研究北大核心CSCD

纤维混凝土的韧性来源于纤维的桥接作用,而桥接作用的核心问题是纤维与水泥基体的黏结性能。为了探究纤维对混凝土的增韧机理,本文开展了不同养护龄期(0~28 d)、拔出速率(1~30 mm/min)、纤维锚固长度(10~60 mm)以及粉煤灰掺量(0~30%)下聚丙烯纤维水泥基砂浆的单根纤维拔出试验(single fiber pull-out test,SFPT),基于能量耗散原理和试验数据,建立了聚丙烯纤维水泥基砂浆韧性指数与纤维拔出过程中吸能指数的数学关系,提出了基于广义灰色关联理论的界面黏结强度影响因素计算分析方法。研究结果表明:随着养护龄期、拔出速率和纤维锚固长度的增加,聚丙烯纤维水泥基体界面黏结强度均逐渐增大,但纤维的韧性指数在养护18 h时较佳,拔出速率6 mm/min、锚固长度20 mm时最佳。当粉煤灰掺量为20%左右,纤维-水泥基体界面黏结性能最佳。并基于广义灰色关联分析法,阐明了四种因素与界面黏结强度的数学关联,研究成果可以为纤维水泥基砂浆的设计与应用提供理论支撑。     

基于Green-Ampt和稳渗不同入渗模型下的城市内涝影响数值模拟

为分析Green-Ampt和稳渗两种入渗模型对城市内涝的影响,以陕西省西咸新区沣西新城核心区为研究区域,应用基于水文及水动力方法的城市雨洪过程数值模型模拟城市暴雨致涝过程。以Green-Ampt入渗模型计算产流,模拟研究区内涝积水过程,发现计算数据与实测数据吻合度高,内涝积水点均实现精确的模拟。计算了1a、2a、5a、10a、20a、50a6种不同重现期设计降雨在两种不同入渗模型下的内涝积水总量与总面积的变化,结果表明:城市内涝积水达到峰值时,不同降雨重现期下Green-Ampt入渗下相较于稳渗内涝积水总量分别减少28.41%、26.49%、26.39%、21.04%、17.28%、15.02%,Ⅲ级及以上内涝积水总面积分别减少31.5%、28.6%、28.3%、20.7%、16.3%、12.7%。本研究应用不同入渗模型揭示了内涝积水程度在不同降雨重现期下的变化规律,对更合理地开展数值模型模拟以及城市雨洪管理工作具有重要借鉴意义。     

基于多种方法的汉江和渭河流域实际蒸发量对比研究

准确评估流域的实际蒸发量对揭示气候变化趋势和服务区域水资源管理具有重要意义。汉江和渭河是秦岭南北两侧半湿润区和半干旱区流域的典型代表,本研究在汉江石泉水文站以上区域和渭河北道水文站以上区域采用水量平衡法、B2015蒸发互补模型、SWAT水文模型、蒸发产品等多种方法估算并验证了流域的长系列的年实际蒸发量。研究显示：B2015蒸发互补模型在2个研究区应用效果较好,计算的实际蒸发量误差均小于10%;SWAT模型在2个研究区的日径流模拟表现都比较好,确定性系数均大于0.63。对比多个方法的结果显示,水量平衡法和SWAT模型计算的逐年实际蒸发量更接近实际值,B2015蒸发互补模型的计算值在汉江和渭河分别偏小3.79%、2.46%,TEDAC和GLDAS蒸发量产品的实际蒸发量在汉江偏大31.08%、36.54%,在渭河偏大13.72%、5.06%,在渭河的评估表现比汉江好。使用现有数据集和方法准确计算具体流域的实际蒸发量仍然是有难度的研究课题。     

考虑源荷不确定性的CCHP型微网多目标优化调度

为提高冷热电联供(Combined Cooling Heating and Power, CCHP)型微网的综合运行效益,建立了以运行费用最小和二氧化碳排放量最小为目标的优化模型。针对源荷的不确定性,提出了基于误差场景整体生成与缩减的典型场景获得方法,并引入伪F-统计(Pseudo F-statistics, PFS)指标用于确定最佳场景缩减数目。实例计算表明,与不考虑源荷不确定的确定性优化方法相比,所提方法在应对源荷的不确定性上具有较好效果,运行费用平均下降0.31%,二氧化碳排放量平均下降4.85%。此外,计算分析表明,应用PFS指标确定最佳聚类数目可以找到模型应对源荷不确定的能力与计算时间之间的平衡点,提高模型计算效率。     

清水沟水库溃坝对主河道行洪过程影响数值模拟研究

溃坝洪水危害巨大。为研究支沟溃坝对主河道洪水过程的影响,采用集成HLLC近似黎曼求解器的二维水动力模型,模拟研究了支沟清水沟水库溃坝洪水对主河道大理河行洪过程的影响。模拟结果表明:计算水位与实测洪痕吻合度较好,证实所建模型能较为精确地模拟溃坝洪水演进过程;清水沟水库溃坝对大理河上下游均有影响,上游会发生明显的壅水现象,流量具有先下降后上升再下降至稳定的趋势;最为关心的下游洪峰呈现出先增加再下降至稳定的过程,并不是简单的叠加计算,而与上下游关系密切。该成果对于防治支沟溃坝在主河道形成洪水具有一定的指导意义。     

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。     

洞庭湖典型洲滩湿地水分时空变化特征及其相关性分析

为了分析变化条件下洲滩内部土壤水分时空变化特征及不同深度土壤水分含量和湖水位的相关性,以洞庭湖典型洲滩断面为研究对象,利用原位监测装置连续2个月监测了湖水位、大气温度及土壤水分含量的动态变化过程。结果表明:洞庭湖洲滩水分场的分布在垂向上呈现明显的分层现象,同一位置的土壤水分含量的波动幅度随着深度的增加而逐渐减小,至深层处(大于50 cm)趋于稳定,同一深度的土壤水分含量的波动幅度随着与岸边距离的增加而逐渐减小。土壤水分含量与湖水位之间的相关性随着深度的增加呈先增强后减弱的趋势,浅层及深层的土壤水分含量和湖水位之间均呈无显著相关性,地表以下50~70 cm深度处土壤水分含量与湖水位相关性较高。研究结果有助于了解土壤水分在洲滩生态系统地下含水层-土壤-大气界面的相互作用机制,为洲滩水文过程及生态环境保护研究提供重要方法和理论参考。     

狭窄型水库不同滑速滑坡对涌浪特性及工程影响

为了阐明狭窄型库区滑坡涌浪的生成特性和传播特性,明晰在狭窄水域中滑坡体入水速度对涌浪特性的影响和工程的危害,以羊曲水电站狭窄库区中的1^#变形体为例,采用三维数值模拟方法分析库区滑坡涌浪的产生、发展和传播全过程,同时建立1∶200水工物理模型进行验证,进一步论证滑坡体滑速对工程的危害。结果表明：数值模拟与物理模型试验涌浪时程线基本一致,试验在滑坡发生地和坝前测得的涌浪高度与模拟结果吻合良好。在狭窄水域中,首波波高随滑速的增大而减小,并且在波列中首波的波高不一定最大。此外,首波向大坝传播过程中没有发现明显的衰减,但其对总漫坝水量的贡献很小,漫坝流量峰值出现的时刻明显晚于首波到达坝前的时刻。