河流—地下水系统水量平衡耦合模型分析——以海河流域黎河下游为例

为了定量分析海河流域黎河下游水位雍高后周边区域河流—地下水系统水量平衡情况,选取河道水位变幅和河流—地下水间水量交换作为传递变量,以半松散耦合方式构建HEC-RAS与MODFLOW耦合模型,同时借助Picard迭代多次调整系统水量平衡,减小流量残差,实现模型间的参数双向传递,完善模型的双向耦合。利用校验后的耦合模型对黎河下游周边区域河流—地下水系统水量平衡进行研究,结果表明：研究区内水量补给以降雨入渗补给为主,水量排泄以潜水蒸发为主;河道水位雍高使得河流对地下水的补给增大,地下水对河流的排泄减少,但是河流与地下水间的补排关系并未发生改变,与河道水位雍高前相同,即始终由地下水对河流排泄占主导。     

用水文分析方法评价山间河谷地下水资源

本文提出的水文分析评价方法，是电力工程地下水资源评价的新途径，提高了流域大量的水文、气象资料在资源评价中的作用；阐述了水源地“三水”转化机理；提出了区间、区外基流对可开来资源量具有不同补给作用的理论；提出了以区间流域降雨入渗计算水源地倒向补给的方法；提出采用设计年径流过程线的逐级流量时程分配计算河水诱导补给；用补给、排泄均衡的原理论证各项量计算的正确性；将水源地含水层作为线性水库，采用水文设计频率过程进行水库多年调节演算，从而得到水源地可开采水量。     

定量评估参数不确定性传递对径流模拟的影响

水文模型是模拟流域水文过程的重要工具，其参数的不确定性降低了模拟精度。为了定量探究参数不确定性对径流模拟的影响，文章基于构建的子午河流域SWAT（soil and water assessment tool）模型，采用析因分析方差分解方法评估其影响。结果表明：不同流量下参数不确定性对径流模拟影响差异明显，低流量时参数不确定性影响大，高流量时其影响小；对水文响应最敏感的参数依次为主河道传输损失流量进入深层含水层的比例系数、主河道河床有效导水率和土壤饱和导水。主河道传输损失流量进入深层含水层的比例系数与土壤饱和导水率之间的交互作用，主河道河床有效导水率与土壤饱和导水率之间的交互作用对径流模拟影响显著。结果可为降低水文模型参数不确定性的影响提供参考。     

渠道入渗系数分析方法的探讨

渠道入渗系数是确定渠道线性入渗补给量的主要依据，根据水文地质规范可通过观测上下游流量差确定，但由于渠道水量变化较快和渠道入渗量本身很小受测流误差影响较大等原因，观测精度往往不理想。本文通过工程实践，结合渠道水文特性，提出了渠道入渗系数分析的改进办法。     

胶南大场镇滩涂灰场渗漏性评价

胶南大场镇滩涂灰场地层岩性上部以第四系中砂为主,下部为花岗岩岩体。地下水补给来源为大气降水、海水涨潮入渗和河流侧渗。通过多种试验,确定第四系孔隙水透水层是场区产生渗漏的主要地层,其次为强风化花岗岩。通过垂直与水平渗漏定量计算,评价本区应进行防渗处理。     

粉细砂含水层管井滤水结构的探讨

本文通过衡水电厂后铺水源地勘探实践，对粉细砂含水层管井滤水结构的合理设计进行了探讨。成井试验对比资料说明，在粉细砂含水层中采用缠丝填粒过滤器、适当提高坝含比的滤水结构，具有出水量大，管井效率高，井的含砂量低等优点。     

大宽深比变曲率弯道水动力结构大涡模拟研究

弯曲型河流是自然界常见的河流形态，弯曲引起主流、二次流与湍流紊动相互作用，产生复杂的水动力结构，影响河流演变和物质输运。目前相关数值模拟及试验研究多针对小宽深、常曲率弯道，与天然河流大宽深、变曲率形态存在较大差异，为了揭示与天然河流相近的弯道水流运动特性，本文针对大宽深比正弦派生曲线弯道三维水流运动进行大涡数值（LES）模拟研究，结果表明：零曲率断面中心区域二次流沿河宽方向分布最为均匀，回流区范围最大，在大宽深比弯道中，回流区范围最大可达断面面积的15.5%。大宽深比弯道中部流动受到弯曲边界约束较弱，主流区内顺流向流速分布较小宽深比工况更接近于顺直矩形明渠，大宽深比情况下，主流核心区集中在弯道中线附近0.5 ~ 1倍水深范围，随着宽深比增大，弯顶附近涡量绝对值增大，对下游的影响范围增大。大宽深比弯道中水流紊动能整体水平较低，紊动能等值线分布和顺流向时均流速等值线一样，均受二次流影响，主流区中心紊动能最小，主流和局部回流区间的剪切层紊动能最大。     

不同降雨强度下岩体边坡的渗流场分析

降雨入渗主要是通过改变岩体边坡非饱和区渗流场引发边坡发生滑坡的,而不同降雨强度下的入渗又是降雨入渗的特例。本文针对裂隙程度比较大的岩体,把边坡岩体等效成连续介质,借鉴降雨入渗的分析方法,建立了不同降雨强度下的入渗分析数学模型并编制了相应的有限元计算程序。最后,通过算例分析了不同降雨强度下入渗过程中暂态饱和区的形成、发展以及暂态水压力分布、变化。     

越流区承压含水层特殊脆弱性评价模型的参数灵敏度分析

承压含水层特殊脆弱性评价中存在着诸多不确定性因素,影响评价结果的可靠性。本文分别运用局部灵敏度分析和Morris法的全局灵敏度分析对承压含水层特殊脆弱性评价模型中的参数进行灵敏度分析,为提高模型评价结果的可靠性奠定了基础。以济宁市承压含水层特殊脆弱性评价为例,对模型中各参数灵敏度进行分析。结果表明：弱透水层厚度、承压水与潜水水头差、弱透水层垂向渗透系数对承压含水层脆弱性评价模型的影响最为显著,弱透水层密度、分配系数与有效孔隙度对模型的影响次之,潜水含水层中污染物浓度与弱透水层弥散度对模型的影响最小;全局灵敏度分析结果显示,除弥散度外的各参数灵敏度系数的绝对值随着承压含水层脆弱等级的升高而降低。     

管井法在某电厂主厂房基坑降水工程的应用

某电厂一期主厂房为海边吹填场地,地下水位埋藏较浅,并且有两层含水层(上层潜水含水层和下层承压含水层)。降水方案采用管井法,分别对承压水和上层潜水层进行降水。以裘布衣理论为基础,计算降水的各参数。实施时获得良好效果。     

傍河取水型水源地河水诱导补给量计算方法探讨

在傍河水源地地下水资源评价中，最大可开采量往往作为评价供水能力的重要依据。在最大可开采量计算中，存在着河水最大可能诱导补给量─—垂直入渗补给量。本文从地表水体入渗补给的过程和径流沿程变化的角度出发，提出了一种新的河水诱导补给量计算方法．阐述并建立了计算模型，推导了模型定解的求解方法。     

基于Sobol方法的SWMM模型参数敏感性分析

SWMM模型已被广泛应用于城市区域雨洪模拟及海绵城市设计,为提高参数优化效率,减少模型不确定性的影响,有必要对参数敏感性进行定量分析。以济南市黄台桥排水片区为例,选用基于方差分解的Sobol方法,定量分析不同量级洪水情景及不同预报精度评价标准下SWMM模型参数的敏感性。研究结果表明：（1）SWMM模型参数的敏感性在不同量级洪水和不同目标函数的情况下表现均不相同,模型参数具有较大的不确定性;（2）不透水区洼蓄量、最小入渗率、河道及管道糙率系数对Nash效率系数作用显著;（3）洪水量级相对较小时,SWMM模型参数间相互作用现象较为明显,但随着洪水量级的增加,参数相互作用逐渐减小;（4）Sobol方法能定量分析模型参数敏感性及参数间相互作用,适用于城市水文模型敏感性相关研究。     

气候变化对疏勒河中游水循环及生态环境的影响分析

采用气候变化A1B,A2和B1三种情景数据,预测河西走廊疏勒河干流2011-2050年出山口径流量,加载到疏勒河中游地表地下水耦合模型,分析人类活动及气候变化对疏勒河中游水循环及生态环境影响趋势。结果表明:未来各排放情景气温均明显升高;降水先减少再增加,但增加趋势不明显;径流量较2000-2010年先减少再增加,其中A1B情景增加量最大,B1增加量最小。总供水量和供水结构与2010年现状相同;由于人类活动影响,渠系入渗、田间回归和地下水开采等变化不大,河流入渗、潜水蒸发、泉沟排泄等均衡项与径流量变化趋势一致。与2010年现状相比,地下水储量先减少后增加,至2050年A1B和A2情景地下水储量增加,而B1情景地下水储量减少。适宜天然植被生长的总面积将减少,植被退化区域主要集中在平原区的东南部。     

非均匀悬移质泥沙弥散速度本构方程

天然河流中泥沙由非均匀颗粒组成，泥沙的非均匀性对于水沙运动和河床演变过程具有重要影响。然而目前非均匀悬移质泥沙研究中很少考虑不同粒径颗粒相互作用，颗粒相互作用对非均匀沙悬浮的贡献仍不明确。本文旨在建立非均匀悬移质泥沙弥散速度本构方程，其可反映非均匀泥沙悬浮的主要力学机制。首先，基于固液两相流理论，建立非均匀沙挟沙水流的两相流方程，充分考虑不同粒径颗粒相互作用力，并推导挟沙水流两相浑水方程以避免相间作用耦合复杂的问题。其次，为封闭两相浑水方程，引入弥散速度的概念，建立非均匀沙各粒径组弥散速度本构方程，揭示非均匀沙悬浮本质上是浑水紊动、颗粒自身作用、其他粒径颗粒作用三种作用共同影响的结果。最后，基于非均匀沙弥散速度本构方程得到非均匀悬移质泥沙的输沙方程，分析非均匀沙浓度垂线分布规律，将其应用于明渠恒定均匀流中，计算的非均匀沙浓度垂线分布与实验数据能较好地吻合。相对于均匀沙公式，在浓度相对较高、粒径差异大的条件下，非均匀沙公式的计算值与实验值符合得更好，进一步验证了非均匀沙弥散速度本构方程能够从力学本质上反映不同粒径颗粒相互作用对颗粒悬浮的影响机制。     

什么时候，我们都能用上电动汽车——访中国电动汽车资深研究学者谢子聪

就像沙漠里的一条河流吸引着干涸的行者，节节攀升的油价、拥堵和充溢着一氧化碳味道的空气，一天天地激发着人们对电动汽车的想象和欲望。只是，这条河流是真的存在，还是不过是海市唇楼？     

浅论输电线杆塔冲刷深度的确定

在新疆地区进行输电线路跨越河流设计时常常需要确定河中杆塔冲刷深度问题，通常情况下河中杆塔的冲刷深度一般采用两种方法解决：对较大的、有水文观测资料的河流多采用水文计算和现场调查的方法来确定杆塔的冲刷深度；而对水文资料匮乏的河流（包括季节性河流和冲沟等）多采用现场调查站合经验判断的方法来确定杆塔的冲刷深度。     

一维水沙数学模型基于特征的耦合分析

推导了冲积河流一维水沙数学模型的特征值。基于连续介质假设,推导得到了河床冲淤层质量和动量守恒方程,建立了特征耦合的水沙数学模型。基于奇异摄动理论,通过渐进展开方法求得了模型所构成的双曲系统的特征值。其四个特征值耦合了水流运动、泥沙输运及河床变形的相互作用。根据双曲系统特征理论,分析了水流运动与河床变形的相互作用。结果表明,四个特征值中只有两个会对河床变形产生较大影响,且不同流态下河床变形受不同特征值作用,扰动向上游或下游传播。在过渡区域,河床变形同时受两个特征值作用而变形较快,并同时向上下游传播。     

浅水含水层的高分辨率地震调查

集约耕作需要使用大量的水资源，这样的耕作区一般都位于近地表可以提供水源的地区，如峡谷地区。因此这些含水层对污染物（化肥、农药等）非常敏感，将污染物从地表运移到水中，之后进入含水层，最终进入井水中又为人类饮用。     

SF6喷口电弧磁流体动力学效应的研究

在考虑电弧，气流场，电磁场三者相互作用的基础上，研究磁流体动力学力效应对电弧特性的影响，将促进对灭弧室内开断过程中各类相互作用的复杂物理现象全面的理解。     

基坑降水工程设计与实践

电力工程基坑多，深度大，地质条件和施工环境复杂，施工降水已成为深基坑开挖与边坡支护的重要组成部分。作者在基坑降水施工管理实践中发现：以往采用基坑中心水位降低值，预测计算基坑涌水量和基坑水位降深值，只适用于基坑较小、含水层透水性较强场合。当基坑较大，含水层透水性较弱时，基坑在降水施工时地下水位呈凸曲面，再用上述方法计算，基坑涌水量偏小。因此，提出了用基坑周边平均水位降深值预测基坑出水量的计算思路，即采用井点设计降深，计算干扰井影响半径和干扰单井出水量的方法。