华北土石山区典型小流域土壤水文特征与模拟研究

土壤水文特征是研究区域水土资源合理配置的基础支撑要素,根据华北土石山区土壤的地貌分异规律,综合考虑地质、植被、土地利用等因素,采用野外调查取样法、环刀法等,研究了易县崇陵流域5种典型植被(油松、侧柏、银杏、刺槐、荆条)条件下的土壤物理性质、土壤水分特征曲线、土壤入渗过程等土壤水文特征。结果表明,同一植被条件下,土壤容重随土壤深度增加逐渐增大,同一深度条件下,荆条覆盖下的土壤容重最小,其他植被覆盖条件下的土壤容重差别不显著;同一植被条件下,随深度增加,饱和含水率逐渐减小,同一植被不同深度条件下的土壤水吸力随土壤含水率的增加逐渐减小;对土壤水分特征曲线进行拟合时,发现Gardner模型适用于油松和银杏,而张景略模型适用于侧柏、刺槐和荆条;土壤入渗过程的渗润阶段发生在土壤入渗开始的前10min内,渗漏阶段持续100~120min;侧柏最佳入渗模型为Kostiakov模型,而油松、银杏、刺槐及荆条最佳入渗模型为蒋定生模型。     

河长制建设中存在问题及对策研究

全面推行河长制是解决复杂水环境问题、维护河道健康生命的有效举措,是完善水治理体系、保障国家水安全的制度创新,以某县某河流河长制建设为例,对其建设过程中存在的问题进行分析探讨并提出相应的解决对策。     

陕西省宝鸡市日月耦合降水随机序列模拟

为了生成可同时保持日、月尺度的关键统计特性的降水序列,提出一种日、月尺度耦合方法使模拟序列可在日、月尺度上均保持实测序列均值、方差和变差系数,该方法利用一阶马尔科夫链模拟干湿期,以两参数Gamma分布模拟降水量,并使用比例调整算法。对陕西省宝鸡市降水序列模拟的结果表明,耦合方法较好地保留了日、月尺度上原有的统计特性,且比例调整算法对日序列的调整较小。同时,耦合方法简单、适用性强,可用于其他尺度间的尺度耦合。     

跌坎突扩型消力池脉动压力大涡模拟研究

针对跌坎突扩型消力池底板脉动压力分布较为复杂等问题,基于FLOW-3D软件,采用大涡模型和tru VOF法,模拟得出消力池底板的时均压强、脉动压强均方根、功率谱密度等时均量和脉动量特性,并将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:大涡模型能够较好模拟跌坎突扩型消力池底板的水流脉动压力,消力池内水跃区脉动压力主要受低频大尺度旋涡影响。在此基础上,对跌坎突扩型消力池底板脉动压力分布规律进行定性和定量分析,深入研究发现:脉动压强均方根最大值位于消力池前部与泄槽边墙延长线附近区域,涡体和流速脉动分别为影响底流旋滚区和附壁射流区底部脉动压力分布的主要因素,而冲击区由两者共同导致。     

密实度对桩端承载力影响的离散元分析

为探究土体密实度对桩基的滑动面和破坏机理产生的影响,采用PFC3D软件模拟浅埋条件下的单桩在密实和松散砂土中的载荷试验,从微观角度揭示密实和松散两种状态对桩端承载机理的影响。结果表明,在桩端承载力与沉降位移的关系曲线中,密实地基的桩端阻力存在明显的峰值并出现沉降软化,松散地基的桩端阻力不断增大;通过颗粒速度场随桩体位移的变化,密实地基的破坏面与MEYERHOF G G提出的破坏面类似,松散地基的破坏面与VESIC A S提出的冲剪破坏面和局部剪切破坏面类似;通过颗粒位移场随桩体位移的变化,密实地基桩端附近土体发生侧向挤压和隆起而松散地基桩端土体仅发生严重的侧向挤压;通过分析地基破坏后的颗粒接触力,密实地基的力链有沿桩端向桩端以上的地基边界和桩身发展的趋势,松散地基的力链集中在桩底以下并向下传递;通过孔隙比和应力状态随加载过程的变化可知,密实地基发生土体剪胀,松散地基发生土体剪缩。     

基于图像处理技术的粗骨料形状特征对自密实混凝土工作性的影响研究

为研究球体率作为粗骨料形状特征的定量评价指标的可行性,基于图像处理技术,应用Image-Pro Plus软件测定了四组形状特征不同的粗骨料球体率,在粗骨料级配不变的前提下,研究了球体率对粗骨料堆积空隙率与自密实混凝土工作性的影响.结果表明,不规则粗骨料颗粒的含量与粗骨料球体率呈正相关关系;当粗骨料球体率从0.5240增大到0.5922时,粗骨料堆积空隙率呈先减小后增大的趋势,自密实混凝土的坍落扩展度逐渐增大,T500逐渐减小,间隙通过性能与抗离析性能逐渐提高.通过建立粗骨料球体率与自密实混凝土工作性的定量关系式,能够确定满足一定工作性要求的球体率,进而达到控制粗骨料质量的目的.     

我国现状能源与水纽带关系定量识别

以省级行政区为研究对象,以2017年为研究时段,分析我国社会水循环过程耗能及电力生产耗水。结果显示:2017年我国社会水循环过程耗电总量为10 828.1亿kW·h,占当年我国全社会用电总量的17.2%,终端用水是最大的耗能环节;2017年我国电力生产过程耗水量为65.7亿m~3,占当年全社会耗水总量的2%;火电是我国最耗水的电源,其耗水量占全国电力开发耗水总量的78%。基于计算结果,提出了实现能源-水协同安全的相关建议。     

某工程引水系统引水防沙设计与试验验证

针对原引水系统引水保证率低、防沙能力弱的问题,在已建成的无坝引水系统位于凸岸下端增设拦河闸,设计独特的拦、排沙设施(S型导墙、阶梯式拦沙坎、下宽上窄的弧形冲沙槽)。试验验证表明,拦河闸位置选择合理,泄流和排沙能力强;S型导墙能缩短冲沙前缘长度,束窄河床,抬高水位,提高有压引水口的引水能力;阶梯式拦沙坎满足冲沙比降的要求,提高了进水闸的防沙能力;冲沙槽按"下宽上窄"布置,束窄了冲沙槽上游端水流,从而提高了冲沙槽的流速,其在平面上呈弧形,加强了底流的横向环流作用;冲沙槽中螺旋流的存在,提高了冲沙槽的冲沙能力。