武开河的边界约束判别准则

根据封冻河道春季冰盖破裂机理,采用弯曲河道边界约束概念,提出可用于预测武开河发生的判别准则,并对其适用性进行了论证。应用黄河河曲段1985~1994年的原型观测资料对该判别准则进行验证,结果表明该准则可以较好地用于河道武开河的判别。     

利用水位变化的黑龙江开河方式和开河日期预报

天然河道发生武开河时容易产生冰塞冰坝,造成凌汛灾害。在分析破冰水位和实测日水位的基础上,提前准确预报开河方式和开河日期并及时采取相应防范技术,是防凌减灾的一项重要非工程措施。基于冰盖挠度破坏原理,在利用水位变化判断开河模式的研究基础上将一维冰厚模型的度日法进行优化,计算河道冰厚变化,预报2015—2018年黑龙江开河方式及开河日期。结果表明:开河日期预报除2017年预报值和实测值误差1天,其余年份均完全相同;开河方式预报除因2018年开河水位过低导致水动力不足影响到预报的准确度外,其余年份预报值和实测值相同。     

基于塑性破坏的武开河应力判别式研究

寒区河流在春季往往会由于水力因素的剧烈变化而引发冰盖溃决,国内俗称为“武开河”。这一现象会导致冰坝形成,进而形成凌洪灾害。基于弹塑性力学分析,得到了考虑塑性变形的开河极限应力计算公式,与仅考虑弹性变形的极限应力公式相比,前者计算结果约为后者的1.39倍。通过黄河河曲段实例应用分析表明,开河前夕,将冰盖视为弹塑性材料,比视为完全弹性材料能够更好地消除判别结果误差,可为武开河判别提供理论参考。     

饱和砂土液化判别准则的探讨

首先对目前常见的饱和和砂土液化差别准则的适用性进行了讨论结果表明，由于实际的饱和砂土与室内试样在受力条件和变形约束条件上均存在着相当大的差异，因此，这些准则一般不能直接用于土体的液化分析，根据液化的定义，笔者了一种统一的判别准则。     

饱和砂土液化判别准则的探讨

首先对目前常见的饱和砂土液化判别准则的适用性进行了讨论。结果表明 ,由于实际的饱和砂土与室内试样在受力条件和变形约束条件上均存在着相当大的差异 ,因此 ,这些准则一般不能直接用于土体的液化分析。根据液化的定义 ,笔者推出了一种统一的判别准则     

水工建筑物的安全性与设计安全判别准则

水工建筑物对设计方案的基本要求是安全、经济和实用.其中,后两个主要是面对业主和管理者,可由设计人员与有关方面商定.而安全是最重要的事,关及社会,不仅要由上述人员协商确定,而且还需面对有关的社会公众取得认可.社会的要求应由法律及工程界制定的有关规范、标准来保证.制定指导思想应是从全局上做到设计工作与社会的要求相协调,使水工建筑物设计符合安全可靠、经济合理、适用耐久、技术先进的要求;并在总结经验、尤其是总结工程失事或出现事故教训的基础上,加强科学研究,使所制定的标准日趋完善.     

基于强度折减有限元法的边坡失稳判别准则探讨

目前判别边坡失稳的依据没有一个统一的标准,在前人研究的基础上采用有限元强度折减法,把计算的收敛性、特征部位位移的突变性和塑性区的贯通性作为综合失稳判别准则。借助ADINA有限元软件对典型算例进行了稳定分析,得出了有益的结论。     

几种异常值判别准则在安全监测数据处理中的应用

通过引入统计学中用于滤除异常值的拉依达准则（3σ准则）、格拉布斯准则、肖维勒准则、狄克逊准则,讨论了利用这些判别准则进行安全监测数据粗差处理的可行性和有效性。     

水利高质量发展的判别准则及评价体系

水利高质量发展是中国新时代水利现代化的具体体现,对推动国民经济高质量发展具有重要意义。通过对水利高质量发展概念和内涵的解读,从高标准保障水安全、高效支撑经济发展、高度满足人民幸福、高度维护生态健康、高要求弘扬水文化5个方面制定判别准则。基于概念、内涵和判别准则,按“目标-准则-指标”3层结构,构建水利高质量发展评价指标体系,引入“水利高质量发展指数”(HQDI)来定量表征水利高质量发展状态。最后,以中国内地31个省级行政区为例,开展水利高质量发展评价体系的实例应用。结果表明：多数地区的水利高质量发展指数处于较高水平,西北地区的水利高质量发展水平相对落后,沿海地区的水利高质量发展水平整体高于内陆地区。     

基于温度梯度特性的河道冰厚判别算法研究

基于空气、冰与水的温度梯度特性差异,设计了适应高寒地区内陆河道冰层厚度定点自动检测的传感器和数据采集系统。为了解决温度梯度式冰层厚度传感器在判别冰层上界面(冰与空气的分界面)时存在较大误差的问题,提出了一种利用连续温度变化特性实现冰层界面精确判别的优化算法,并基于黄河的现场实测数据,将该算法与冻冰度日法和人工实测方法的结果进行了对比。研究结果为内陆河道冬季冰情数据的后期处理提供了一种新的思路。     

弯曲冰块在顺直河段中的输移条件

针对弯曲冰块在顺直河段中的输移条件,以春季封冻河道的冰盖破裂机理为基础,根据水动力学、热力学、固体力学及气象水文等学科理论,综合考虑水力、热力、河势及地貌特征等影响因素,引入顺直河道固体边壁的约束条件,建立力学分析模型,进而提出了弯曲冰块在顺直河道中输移所需最小流量即临界流量的判别准则,并对其适用性及相关参数进行了研究分析。应用黄河河曲段的原型观测资料对该准则及相关参数进行了率定及验证,结果表明提出的针对弯曲冰块在顺直河段输移的临界流量计算值与实测值较为接近,可以认为该输移判别准则能够较好地用于判别弯曲冰块在顺直河段中的输移情况。此外,根据实测资料提出了反映热力消融对冰盖体厚度减小、强度降低等的综合系数表达式,可用于没有开河历史观测资料河道的冰情研究。     

混凝土异弹模界面裂缝断裂准则的试验研究

对四点加荷试件进行了混凝土异弹模界面裂缝沿非交界面扩展时断裂准则的试验研究，得到了这一问题的监界断裂曲线，并研究了最大拉应力准则及最大拉应变准则在异弹模界面裂缝中的应用问题。     

黄河内蒙古段开河流量预测

封冻河段开河时,冰、水情变化剧烈,预报难度大、精度低。马斯京根法及其衍生方法在推算明流条件下的流量演进方面取得了很大成功,但如何反映凌汛期流量演进特点还需进一步研究。以黄河内蒙古河段为例,类比有支流的河道洪水进行演算,并考虑流量传播时间,将区间的槽蓄水增量加入计算,采用改进的马斯京根法,推求完全开河时的凌峰流量。采用均方根误差、平均绝对百分比误差作为预测结果的评价指标,与往年实测流量相比较,演算流量的平均绝对百分比误差在10.29%以内。结果表明,此方法应用于凌汛期开河流量演进具有较好的预测效果,通过冰凌洪水的特点判别洪水类型,揭示了凌汛期开河流量的突变主要是由冰坝洪水造成的。研究结果可为河流开河的流量预报和防凌减灾提供参考思路。     

岩石与混凝土三维界面裂缝断裂准则的试验研究

把双材料三维界面裂缝的断裂形式区分为三种类型：Ⅰ型为张开型；Ⅱ型为滑开型；Ⅲ型为撕开型。定义KⅠ、KⅡ、KⅢ为应力强度因子，反映这几种断裂型式裂缝尖端应力场的强弱。由于工程实际中多为复合型断裂，因此，在综合考虑试件的断裂类型及KⅠ、KⅡ、KⅢ之间的相对比例关系等诸多因素的基础上，制定出23种不同KⅠ、KⅡ、KⅢ组合的试验方案。试验中采用了两类岩石-混凝土界面裂缝试件形式：一类为单边裂缝方形试件；一类为环形裂缝试件，为便于加载后者外形仍为方形。通过对这些试件的试验研究，得到了不同断裂类型断裂时的应力强度因子KⅠ、KⅡ、KⅢ值。用数理统计的多元回归法得到了岩石与混凝土三维界面裂缝的断裂准则，该准则可用于坝体与基岩界面的断裂分析。 关键词：岩石；混凝土；双材料界面裂缝；断裂准则     

砂质河床与砾石河床的河型判别研究

砂质河床与砾石河床在水力学特征与泥沙运动特征方面都有较大差异，由此导致了河型特征的差异。本研究以世界上近200条河流的资料为基础，在建立同时适用于砂质与砾石河床河型判别统一关系方面进行了尝试。以水流切力、河流功率以及无量纲切力Sd/D50来表示水流强度，而以宽深比和无量纲河宽来间接反映河岸约束性，从而在一定程度上克服了河岸约束性难以定量表达的困难。研究发现，上述水流强度变量和河岸约束性变量的组合关系，在具有不同河型的砂质与砾石河床之间表现出较大的差异，从而实现了对砂质河床与砾石河床河型的定量判别，得到了一系列的沙质与砾石河床河型的判别关系。     

强度准则和失稳判据对有限元强度折减法结果的影响

本文主要研究有限元强度折减法的强度准则和失稳判据问题,从强度折减法基本原理出发,将边坡强度参数进行折减,利用理论分析与数值计算相结合的方法,通过对比分析研究了强度准则与失稳判据的影响。研究表明:在π平面上强度准则围成的圆的半径越大,所得的安全系数则越大。与传统的极限平衡方法的安全系数结果相对比,等面积圆强度准则结果与之相近。3种边坡失稳判据中塑性区贯通判据判断的安全系数偏保守,与Bishop法计算结果较为一致,收敛标准的安全系数偏大。     

基于深度学习和信号分解的北方寒区河流开河日期预报

中国北方寒区河流春季开河时易产生冰凌现象,威胁涉河水工建筑物的安全。准确地预测寒区河流开河日期可为防凌指挥、调度决策提供重要参考依据。本文基于中国北方典型寒区-黑龙江省的5个代表水文站近60年的历史开河日期序列,采用完全自适应集合经验模态分解(CEEMDAN)技术和深度学习长短期记忆模型(LSTM)方法构建河流开河日期预报的耦合模型,以期提高河流开河日期预报的精度。结果表明：本研究构建的开河日期预报耦合模型(CEEMDAN-LSTM)预测精度明显优于单一深度学习方法(LSTM)计算结果;与LSTM相比,CEEMDAN-LSTM可将开河日期预报的平均绝对误差从2.51 d降低至1.20 d,合格率从91.59%提高至100%。验证期平均绝对误差从3.85 d降低至1.65 d,合格率从88%提高至96%。因此,所构建的开河日期预报耦合模型具有较高的预报精度,可为我国北方寒区春季防凌指挥和调度提供技术支持。     

First assessment of methane and carbon dioxide emissions from shallow and deep zones of boreal reservoirs upon ice break-up

Most studies dealing with greenhouse gas (GHG) emissions from large boreal reservoirs were conducted during the ice‐free period. In this paper, the potential methane (CH₄) and carbon dioxide emissions are estimated for two hydroelectric reservoirs, as well as for a small experimental reservoir from boreal latitudes (northern Quebec, Canada) at the ice break‐up event through diffusion (diffusive fluxes) and release of bubbles (bubbling fluxes). The results of this preliminary study suggest that the winter diffusive fluxes at the air–water interface of the sampled reservoirs represent < 7% of their cumulative carbon emissions during the ice‐free period. Furthermore, the release upon ice‐break of CH₄ bubbles accumulated under the ice cover during the winter could represent  2% of the summer carbon emissions from hydroelectric reservoirs in northern Quebec. The results presented herein suggest that the GHG emissions upon ice break‐up from the boreal reservoirs investigated are a small, but non‐negligible, component of their annual GHG emissions.     

模糊优选神经网络BP模型在黄河内蒙段封开河预报中的应用

黄河内蒙段地处黄河流域最北端,由于它特殊的地理位置、水文气象条件、河道特性,几乎年年发生凌汛。在分析凌汛成因影响因素的基础上,选取合适的预报因子,基于模糊优选神经网络BP模型,对黄河内蒙段封河、开河日期进行样本训练和预报方案验证。预报结果表明,模糊优选神经网络冰凌预报模型计算简便,精度良好。