新型高阶Boussinesq水波方程

从经典的Boussinesq方程出发，引入两个参数并对方程中的部分项进行替换，通过严格的数学推导给出量级为O(εμ2)的高阶非线性项，得到一种新型的高阶Boussinesq方程。该方程的色散关系比经典Boussinesq方程提高了一阶，变浅作用性能也得到了改善，方程的适用范围由浅水达到中等水深。利用Crank-Nicloson格式的有限差分法对方程进行数值模型在一维方向上进行离散计算，建立了高阶Boussinesq方程的数值模型。为验证数值模型的正确性，将数值计算结果与Zou等(2001)的物模试验结果以及Beji与Nadaoka方程的数值结果进行对比，本文的数值结果与试验结果吻合程度较好，表明本文方程可适于模拟变水深下的波浪场数值模拟。     

沙坝海岸上裂流的数值模拟

建立了基于二阶完全非线性Boussinesq水波方程的二维波浪破碎数值模型,对沙坝海岸上产生的裂流进行了数值模拟研究。首先将文献[1]中给出的一组二阶完全非线性Boussinesq方程进行扩展,在动量方程中引入紊动粘性项模拟波浪破碎引起的能量耗散,采用窄逢法处理海岸动边界问题,并考虑了混合子网格效应以及水底摩擦。然后,在矩形网格上离散控制方程,采用有限差分方法和混合四阶Adams-Bashforth-Moulton预报矫正格式建立了数值模型。应用所建立模型对一带沟槽沙坝海岸上产生裂流的实验进行数值模拟,将计算的波高、增减水、时均流速、时均流场等与实验数据进行了比较。数值结果与实验结果吻合较好,这说明建立的数值模型是准确有效的,为下一步应用该模型模拟实际海岸上的裂流提供了研究基础。     

基于高阶谱方法求解波浪在不规则地形上传播的完全非线性数值模型

该文基于高阶谱方法,通过引入造波边界和水底边界条件,建立了能够模拟波浪在不规则地形上传播的完全非线性数值计算模型。对典型的二维波浪bragg反射和波浪在潜堤上传播进行了数值模拟,数值计算结果表明该模型能够很好地模拟波浪的产生、传播及与不规则地形的作用,验证了所建立的数值计算模型模拟波浪在不规则地形上传播的有效性。     

高阶非线性Boussinesq型方程及其数值验证

从Laplace方程和非线性的边界条件出发,通过将波动速度势函数表达为任意特定水深处的函数,推导了线性频散关系具有Airy波精确解的Padé[2,2]阶近似精度的高阶非线性的Boussinesq型方程。方程含有能量耗散项并完全满足水底边界条件。定性比较了高阶非线性方程和弱非线性方程的非线性特征。推导了二维四阶的滤波公式。建立了非线性波传播的数值模拟模型。结合两个具体算例,比较了数值模拟模型的强非线性版本和弱非线性版本的计算结果之间的差别,从而定量探讨了高阶非线性项对数值计算结果的影响。     

Boussinesq 方程的高精度求解及其验证

本文采用高精度紧致差分格式提高浅水非线性的Boussinesq方程的求解精度，在未增加求解难度的前提下，建立了高精度、低耗散及较好线性色散性的数学模型。通过验证，表明非线性项求解精度的提高，使模型能更好地描述复杂地形上波浪的非线性变形，并能合理地模拟工程实际问题中的波浪折射、绕射、反射等物理现象。     

台阶地形上波浪运动的数值研究

波浪在水深剧变地形上的传播，可以简化为波浪在台阶地形上的传播.利用二维数值波浪水槽可以很好地模拟这一过程，特别是对波浪在台阶上的非线性变形.数值计算结果与实验测量进行了比较，结果吻合良好.     

一种扩展型缓坡方程的时域计算模式

该文通过引入有效波面函数,把考虑海底摩擦、波浪破碎、陡变和快变地形等因素影响的扩展型缓坡方程,化为最简形式的时间双曲型缓坡方程.基于此方程和非线性振幅频散关系,建立了波浪传播的数值模拟模型,并对数值格式进行了误差分析,结果表明由于耗散项的引入,数值格式的稳定性较文献[1]得到了提高.数值解与物理模型实验值和解析解吻合良好,表明模型可以对近岸波浪传播过程中折射、绕射、反射、浅水变形、海底摩擦、波浪破碎和弱非线性等因素的影响进行较好地预测.     

改进的非线性波传播数值模型的验证和应用

基于吸收入射边界上反射波的方法,并通过将统一边界条件表达式推广到适应不规则波的情况,改进了非线性波传播的数值模型.将利用模型的线性版本(略去非线性项)所计算得到的台阶地形上波浪的反射和透射系数与相应的解析解进行了定量比较.在斜坡地形上数值模拟了不规则波的传播,并将数值结果和物理模型实验值进行了比较.在下游边界分别为开边界和全反射边界的等水深的水槽内数值模拟了不规则波的传播变形,讨论了非线性作用的影响.在侧边界和下游边界均为全反射的固壁边界、二维的等水深水域内,数值模拟了波浪斜向入射时所产生的波浪变形.计算结果表明,对上述各种算例,改进后的非线性波传播数值模型均能进行有效地数值模拟.     

数值求解 Boussinesq 方程的有限元法

本文基于有限元方法，采用线性单元，通过节点周围单元内的一阶导数的加权平均来确定单元节点上变量的一阶空间导数值，建立了求解Boussinesq方程的数值计算模型，模型中，时间的积分采用Adams-Bashforth-Moulton预报-校正法，对波浪传播情况的计算表明该模型可以给出令人满意的结果。     

基于Boussinesq方程的陡峭礁坪上波浪传播变形数值模拟

为了探究应用基于二阶完全非线性Boussinesq方程开发的Funwave-TVD波浪模型模拟波浪在陡峭礁坪上传播变形的可行性,在采用试验及已有文献成果进行可行性验证的基础上,利用该模型模拟了波浪在陡峭礁坪上的传播变形过程,分析了不同波浪要素及不同水深情况下波浪在陡峭礁坪上的传播规律。结果表明:当波高与水深的比值超过一定值时,波浪发生破碎,波高迅速减小;对于深水情况下的陡峭礁坪地形,当波浪离开礁坪坡脚的水平距离为4倍入射波长及更远时,礁坪上的平均波高可降低为稳定值。     

Water characteristic curves and water status indicator

This paper attempts to introduce specific analytical meanings for the frequently used terms “water stress” (Falkenmark 1992 Falkenmark, M. and Widstrand, C. 1992. Population and water resources: a delicate balance. Population Bulletin, 47(3): 1–36. [PubMed] , [Google Scholar], Vorosmarty et al. 2000 Vorosmarty, C. J. 2000. Global water resources: vulnerability from climate change and population growth. Science, 289: 284–288. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®] , [Google Scholar], 2005 Vorosmarty, C. J. 2005. Geospatial indicators of emerging water stress: an application to Africa. AMBIO, 34(3): 230–236. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®] , [Google Scholar]) and “water strain” (Haddadin 2007 Haddadin, M. J. 2007. Quantification and significance of shadow water in semi arid countries. Water Policy, 9: 435–456. [Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar]) by drawing an analogy from the science of engineering mechanics. It introduces “water characteristic curves” and a “water modulus” that defines the status of indigenous water of a given country. Compared to other tools that have been introduced to reflect the “water footprint” of a country (Hoekstra and Chapagain 2008 Hoekstra, A. Y. and Chapagain, A. K. 2008. Globalization of water: sharing the planet's freshwater resources, Oxford, UK: Blackwell, 53–65, Chapter 6.  [Google Scholar]), the water modulus is different in approach and meaning and is more reflective of the adequacy of indigenous water resources of countries.     

中国水权与水量分配关系分析

水资源所有权形式决定水量分配的主体.根据宪法和法律,中国水资源属国家所有,这就决定了中国由国务院代表国家对水资源进行分配.在国务院或国务院授权部门批准的水量分配方案的基础上,主要通过取水许可制度,实现水资源所有权与使用权的分离,实现对水资源使用权的分配.目前,中国水权制度已经建立,水量分配对完善我国水权制度具有重要作用.     

水文与水资源专业课程体系构建中应关注的几个问题

就如何科学、合理地构建“水文与水资源”专业课程体系 ,提高该专业人才培养质量 ,结合我国目前水资源、水环境的状况提出几个值得关注的问题 ,力图从该专业课程体系改革中找到准确的切入点     

关于太原市分类供水的建议

根据太原市已形成的城市布局及经济社会发展状况，提出了分类供水方案，分析了分类供水的可行性，体现了以人为本的水资源合理利用和配置的理念。     

跨流域调水水权分配与水市场运行机制初步探讨

为了保证调水工程正常运行,更有效地提高调水的利用效率,建立水权制度和水市场是必要的。根据国内外水权管理及水市场应用的理论和实践,探讨了跨流域调水初始水权分配、水权交易及水市场运行机制和制度化建设框架,提出了跨流域调水初始水权分配方法、水市场的3级结构。讨论了交易价格、水市场的运行模式和应注意的问题。     

Household bottled water consumption in Phoenix: a lifestyle choice

The demand for bottled water has grown tremendously in recent years, together with concern about its environmental impacts. The authors surveyed individuals in Phoenix, Arizona about their water consumption behaviour, socio-demographic characteristics, perception of water quality and trust in the government's willingness to respond to water quality issues. Using a logit model, the authors then tested the relationship between the respondents' characteristics and bottled water consumption for cooking and drinking in the home. Our results indicate that bottled water consumption reflects lifestyle choice not environmental concerns.     

关于水权与水市场的几点认识

从水权制度的基础－产权经济理论以及特点来分析，建立中国特色的水权制度要从摸清水资源家底、分析需求结构、配置初始水权、建立水权市场着手。     

面向总量闭合的水资源配置模型与应用

水资源总量控制是水资源管理的主要手段,针对区域来水、取用水分开统计,导致区域来水、取用耗排水、断面出境水量不闭合问题,本文从水量控制核算的角度出发,构建基于水循环转化的水资源配置模型,通过模拟区域水资源取用耗排过程下的水循环过程,以区域来水和出境断面水量双向控制方法核算区域水量取用情况。以天津市为例,在全境多年平均来水42.1亿m~3(其中外调水14.7亿m~3)情景下,2020年水平年天津市取用水、耗水和排水等总量闭合控制阈值分别为38.25、22.0和16.25亿m~3,出境水量为22.1亿m~3,根据水资源实际管理需求,模型给出了各区县不同水源和行业相应的控制阈值,研究成果可为水资源消耗双控行动、最严格水资源管理和节水型社会建设提供科学支撑。     

"四水"之辩

提出由水、水利、水利人、水利工程组成的水利事业的广义架构，并从水文化学、水景观学、水生态学、水社会学角度，解读了“风水”“活水”“利水”“得水”的价值观。     

济南市水资源管理探讨

济南市缺水情况日趋严重,导致城市水资源环境日益恶化,泉水断流,对城市经济社会的可持续发展构 成威胁。针对济南市的实际情况,提出了节水保泉措施,以缓解水资源供需矛盾。