基于ＳＷＡＴ模型的汉江流域径流模拟

为建立可靠的水文水动力耦合模型,首先探讨水文模型在汉江流域的适用效果。以汉江流域汉中水文站以上区域为研究范围,以中国大气同化数据集（ＣＭＡＤＳＶ１．０）为气象驱动,建立分布式水文模型,并以水文站实测日径流资料进行参数的率定及验证。结果表明:模拟结果与实测值吻合较好,日径流模拟在校准期（２０１０年—２０１３年）纳什效率系数和决定系数达到了０．７７和０．７８,在验证期（２０１４年—２０１７年）纳什效率系数和决定系数分别为０．７４和０．７５,表明ＳＷＡＴ模型在该地区有良好的适用性。     

高拱坝泄洪振动水弹性模型研究

 以构皮滩双曲拱坝为对象,采用水弹性模型研究坝身集中泄洪、水垫塘消能所诱发的坝体振动及其影响。采用加重橡胶材料,建立了1/150的水力学和结构动力学协调相似的水弹性模型,完善了对库水、地基、坝体、水流脉动荷载相互作用的模拟。试验中采用了先进的测试手段和数据分析处理软件包,对该模型的模态和多种泄洪工况下坝体的振动响应和脉动压力进行了系统的测试和分析,并对泄洪诱发的坝体振动影响作出了评估。     

Navigation waterway for Lake Nasser/Nubia on the Nile River

The High Aswan Dam is one of the largest dams in the world. Completion of the dam in 1970 resulted in the formation of Lake Nasser/Nubia (LNN). LNN has a highly irregular shape and dimensions. Its total length is about 500 km (335 km in Egypt, known as Lake Nasser; 165 km in Sudan, known as Lake Nubia). It has an average width of 12 km, an average depth of about 25 m and a maximum depth of 90 m. Large quantities of sediment are deposited in the lake, which complicates accurate knowledge of its navigational routes. Moreover, the sediment deposition and lowering of water levels has resulted in the creation of shallow areas that navigation bottlenecks. Furthermore, this problem is expected to increase in the future because of climate change impacts, and the effects of upper Nile River projects. The objective of this study was to identify a sustainable channel for navigation purposes in Lake Nasser/Nubia. A numerical model (Delft‐3D) was used to simulate the navigation waterway along Lake Nasser/Nubia. Calibration and verification of the model for flow and sediment deposition were performed during the period of 2009–2012. There was a good agreement between the observed and modelled results for the whole domain. The model was used to evaluate the designed navigation waterway, based on different scenarios. The calculated volume of the needed dredging, based on time series for the years 2002–2006 (‘which represents a minimum flood’), was 5.94 million m³ (mcm); the calculated volume of the dredging using time series for the years 1992–1996 (‘which represents an average flood’) was 6.64 mcm; and the calculated volume of the dredging using time series for the years 1996–2000 (‘which represents a maximum flood’) was 8.46 mcm. The modelling approach proved to be a useful tool for monitoring the future navigation waterway in Lake Nasser/Nubia.     

高坝泄洪雾化模型试验研究

泄洪雾化是近20多年来水电工程中出现的一个新课题,现在的高坝具有落差大、泄洪流量大、河谷狭窄等特点,雾化问题突出,雾化水流的研究已成为高坝建设中新的水力学关键技术问题之一.为了正确预测高坝泄洪雾化雨强分布,根据二滩、安康、岩滩和小湾等工程的泄洪雾化物理模型试验和原型观测雾化资料,得出了用物理模型来研究高坝泄洪雾化的规律,并据此设计溪洛渡水电站泄洪雾化模型,试验得出溪洛渡水电站不同工况下的雾化雨强分布,为工程防护提供了科学依据.     

高坝基岩多点变形监测的GRNN模型研究

为有效地进行大坝基岩多测点变形分析预测,在既有的大坝变形安全监测数学模型结构基础上,利用广义回归神经网络（GRNN）良好的非线性拟合能力建立变形预测模型,并针对高坝基岩多点位移计监测的实际情况,以多个测点的变形量为分析对象,在利用历史变形资料进行训练后实现多点变形预测。实例计算与比较结果表明,GRNN模型计算快、精度高,是进行多测点非线性变形监测预报的有效工具。     

基于三维地质力学模型试验的溪洛渡高拱坝坝肩稳定性研究

采用三维地质力学模型综合法试验,探讨在超载和强降的综合影响下溪洛渡高拱坝坝肩、坝基的稳定安全度;分析大坝及坝基、坝肩的变形分布特征,揭示大坝与坝基的变形过程和破坏机理。试验表明,在未计入渗压及地震荷载工况下,坝肩综合稳定安全系数为6.3;在超载情况下,坝肩变位不对称,坝肩破坏形态也不对称,总体上左岸比右岸破坏较重。在超载后期,受坝基附近层间、层内错动带的影响,坝基面径向变位较大,基础约束相对较弱,因此,加强对坝基的加固处理十分重要。     

The Influence of Conceptual Flow Simulation Model Parameters on Model Solution

This article investigates the influence of conceptual flow simulation model parameters (i.e coefficients and constants that need to be estimated in calibration) on model solution (surface runoff) to understand the characteristics of the model. A new conceptual watershed yield model (WYM) was employed. There are four physical parameters, two fitting coefficients and two initial estimates of the surface water and groundwater storagesthat control the functioning of the model. The conceptual model was applied on Ling River near Kahuta and detailed sensitivity analysis was performed to explore the most sensitive model parameters. The most sensitive model parameters worked out were C _g (a fitting coefficient, which reflects the rate at whichgroundwater runoff occurs), w _r (watershed retention is the initial rainfall losses before runoff begins), p _gr (inputparameter that reflects the discharge capacity of the groundwateraquifer). The model parameters like i _c (infiltration coefficient), g _wsm (input parameter that depends on the subsurface storage available in the watershed) and e _p (input parameter) have negligible effect on model solution. It was observed that w _r (watershed retention) is the only surface runoff controlling parameter and p _gr and C _g are the groundwater runoff controlling parameters.     

锦屏工程地质力学模型坝基岩体新型材料研究

相似材料是地质力学模型试验成功的关健。在参考前人研究成果的基础上,根据相似材料配比遵循的原则,通过大量的试验,研制出了材料重度可调范围大,抗压强度和弹性模量低,性能稳定不受温度和湿度的影响,且无毒害、价格便宜、制作工艺简单,能够较为精确地模拟锦屏工程实际岩体的模型材料,其研制方法正确,试验结果可靠。     

基于VIC的中小尺度黄泥庄流域径流模拟

为对黄泥庄流域水资源进行评价与规划,探讨VIC大尺度分布式水文模型在中小尺度流域上的适用性,采用VIC模型对黄泥庄流域的径流进行模拟,结果表明:VIC模型在黄泥庄流域具有较好的适用性,说明VIC大尺度水文模型在中小尺度流域具有一定适用性;月径流模拟的Nash-Sutcliffe效率系数均在0.80以上,相对误差大部分在0.10以内,满足该流域水资源评价与规划的要求;模拟过程中部分较大洪峰,VIC模型的径流模拟效果稍显欠佳,参数率定结果的不确定性也给模拟结果带来一定误差,需进一步研究改进。     

尾矿库溃坝模型设计及试验方法

在简要回顾前人有关模拟方法研究成果的基础上,分析了尾矿库溃坝及其模型试验的特点,理清了设计思路,提出了模型相似条件,然后以预备试验为依托,通过模型尾沙选择与要求、模型制作、测验手段等环节的研究,进一步论述了尾矿库溃坝模型的设计方法与试验方法。尾矿库溃坝模型设计应遵循水流重力相似、水流阻力相似、水流挟沙相似、尾沙悬移相似、河床变形相似及尾沙起动相似等条件;模型沙可选择容重适中、化学性质稳定的拟焦沙;模型试验的工作步骤:给出尾矿库最可能的溃坝方式及对下游影响最大的典型情况,确定尾矿库最终高程,选配合适的模型沙,设计溃坝模型,测出尾矿库溃坝坝址流量、水位过程线和冲沙率以及向下游的洪水演进情况,提出可行的下游保护方案、工程措施及综合防治对策,确定尾矿库最终堆积标高。     

基于VB二次开发技术的混凝土坝浇筑仿真模型构建

鉴于AutoCAD的强大建模功能并具有二次开发接口,将AutoCAD与仿真系统相结合,运用可视化建模与参数化建模方法建立具备扩展属性的三维实体静态模型和坝体自动剖分的动态模型,增强了系统模型精确性,提高了仿真模拟的效率。利用VB.NET进行了混凝土坝浇筑仿真模型系统的开发,并将其应用到某工程,验证了该系统的有效性。     

拱坝变形监测预报模型研究

采用力学方法计算拱坝变形的水压分量和拱坝各水平截面原度方向的平均温度Rm和线性温差Td，但仍用统计方法选取变形的温度因子和时效因子，从而建立拱坝变形混合模型作为预报模型．其中，变形水压分量的计算采用了有限元法和拱架法；Tm和Td的计算，分析了分段水位的选用，气温和水温对变形影响的滞后规律、水温相位差选用等问题．实践证明，该模型具有计算简便，适应性广，预报效果好等特点。     

Evolving Effective Hydraulic Model for Municipal Water Systems

Constructing a robust hydraulic network model is vitally important, but a time-consuming task. Over last two decades, several approaches using optimization techniques have been developed for identifying model parameters. Although most of the methods can make the model agree with field observations, few are able to achieve a good level of accuracy in terms of determining the correct model parameters for a water distribution system. The previously developed methods appear to be lacking versatility for users to specify calibration tasks given real data for a real system. This paper proposes a comprehensive framework for evolving a hydraulic network model. Calibration tasks can be specified according to data availability and model application requirements. It allows an engineer to (1) flexibly choose any combination of the model parameters such as pipe roughness, junction demand and link (pipes, valves and pumps) operational status; (2) easily aggregate model parameters to reduce the problem dimension for expeditious calculation and (3) consistently specify boundary conditions and junction demand loadings that are corresponding to field data collection. A model calibration is then defined as an implicit nonlinear optimization problem, which is solved by employing a competent evolutionary algorithm. With this methodology, a modeler can be fully assisted to carry out not only a single parameter optimization run, but also a variety of calibration tasks in a progressive manner according to practical system conditions, thus it is possible to achieve a good model calibration with high level of confidence. The method has been applied to the model of a municipal water system to demonstrate the efficacy and robustness of the evolutionary modeling practices.     

基于有限元法的土石坝施工填筑数值仿真及位移修正方法探讨

为提高有限单元法在土石坝施工填筑数值仿真中的施工填筑模拟效率并修正数值仿真填筑位移,针对目前采用的“生死单元法”和“空气单元法”计算效率低的问题,提出了一种处理单元的施工填筑模拟方法,即给每个单元赋予施工信息进行施工次序控制,未施工单元不参与仿真计算。工程实例表明,该方法与传统方法相比可节省50%计算时间。由于有限元仿真时自重荷载是一次性施加的,这与实际施工时逐级加载的变形机理是不同的,需要对有限元计算位移进行修正,因此,基于土体一维线弹性压缩沉降理论,推导了单填筑级及多填筑级下的位移修正公式,完善了施工填筑位移修正方法。     

大坝安全监控的门限回归预测模型及其应用

 大坝监测效应量在工作过程中受内部和外部因素的 共同作用,经常出现跳跃、渐变、再跳跃等复杂周期变化,表现出高度的非线性,为建立常规的大坝安全监控预测模型带来了不少麻烦。借鉴门限自回归模型的门限思想,在常规回归模型中引入门限因子和门限值,利用提出的最佳拟合相关分析法确定门限因子和门限值,建立了门限回归模型。计算实例表明该方法用于大坝安全监控预测可以取得满意的效果。     

隔河岩水库入库径流随机模拟研究

根据实测日流量过程资料分析清江流域的洪水统计特征和自相关结构,分别用AR模型和典型解集模型进行随机模拟,并对模拟结果进行分析与检验,经研究认为典型解集模型对隔河岩水库入库径流模拟效果相对较好。     

美国德里湖大坝溃决事故调查

调查表明,超标准洪水、闸门缺陷和与生俱来的设计问题导致了2010年7月爱荷华州德里湖大坝的溃决。漫顶引起了土坝侵蚀,并最终泄空了德里湖水库,造成了数百万美元的财产损失。     

面板坝数值分析中接触面模型与接缝模型述评

对混凝土面板堆石坝数值分析中的接触面模型和接缝模型进行了较为全面的总结,并评析了各种模型的优缺点。在评析的基础上,建议了面板坝数值计算中可供使用的几种目前较为理想的接触面模型和接缝模型。     

300m级拱坝喷涂聚脲防渗仿真模型试验及应用

针对300 m级拱坝可能出现上游坝面裂缝的问题,提出了增设柔性防渗层的防渗方案。根据300 m级拱坝的受力特点,选择了以喷涂聚脲为主的3种复合防渗方案,并进行了抗折试验、黏结强度试验、高水头迎水面抗渗试验及仿真模型试验。为了检验现场施工的可行性,进行了现场工艺性试验,选定了粘贴3 mm厚GB板+喷涂4 mm厚聚脲和直接喷涂7 mm厚聚脲2种防渗方案。试验结果表明:当聚脲厚度与缝宽之比大于0.57时,聚脲可以承受3 MPa的水压力不渗漏;喷涂聚脲技术可以满足大面积快速施工的要求,聚脲与GB板的配合使用,克服了混凝土开裂而聚脲变薄的缺陷,提高了聚脲的防渗效果。     

高土石坝施工系统仿真模型及其集成研究

１引言土石坝施工系统是一个复杂的、具有多个随机因素的系统，用数学模型做精确的描述十分困难．系统仿真可以根据系统内部的逻辑关系和数学关系，面向系统的实际过程和系统行为构造仿真模型，从而能得到复杂随机系统的描述．本文根据系统功能将土石坝施工系统分解成坝体填筑子系统、土石料调运优化子系统和交通运输子系统．坝体填筑子系统仿真要反映整个坝体填筑的动态上升过程，土石料调运优化子系统仿真是要得到费用等的最优规划，交通运输子系统仿真要反映道路的行车密度和承受能力是否匹配．各个子系统要实现的功能各不相同，在单独进…