山区流域洪涝预报水文与水动力耦合模型研究进展

受人类活动及气候变化的影响,我国山区流域洪涝灾害频发,研制洪涝模拟及预报模型对于流域洪涝灾害防治及水环境综合整治具有重要的理论意义和应用价值。论文评述了洪涝模拟与预报使用的水文及水动力模型的优缺点,指出单一的水文或水动力模型的局限性。基于此,分析并比较了国内外已有的水文模型与水动力模型的不同耦合方式,包括水文模型与水动力模型的串联耦合、水文模型与一维水动力模型的动态单向耦合、水文模型与二维水动力模型的动态单向耦合。总结了各类耦合模型的优势和适用性,评价了已有耦合模型在计算精度、数值格式稳定性和计算效率等方面所取得的创新。论文探讨了流域洪涝发生和发展的水文过程与水动力过程的互馈机制,分析了水文模型与水动力模型新的耦合方法及可行性,介绍了水文与二维及一维水动力的动态双向耦合模型。动态双向耦合模型预期能更加真实地反映流域洪涝发生及发展物理机制,具有提高洪涝模拟预报精度和计算效率的潜力。各类耦合模型各有其自身优势,可以根据流域及城市防洪实际,选取合适的水文与水动力耦合模型,为山区流域洪涝模拟和预报提供技术支持。     

流域水文模型的回顾与展望

概述了产汇流理论及流域水文模型的发展历程.简要介绍了流域水文模型的分类和分布式流域水文模型的思路及优点.对现有模型在模型结构、资料需求及水文时空尺度等方面的不足进行了分析总结,对流域水文模型的未来发展作出展望:分布式水文物理模型将成为水文模型发展的新趋势,在模型建立的物理基础、资料获取技术等方面的研究会有新的进展.     

水轮机及调节系统模型辨识试验研究

目前水轮机及其调节系统建模工作已经成为水电厂涉网试验的重要组成部分,但是长期以来人们对其建模方法的研究尚不够充分。为了形成实用化的标准建模方法、客观地评估模型的合理性及准确性,分析研究了水轮机及调节系统模型辨识的方法,并结合现场试验数据,对模型辨识结果进行验证对比,同时提出了最终模型的确立与模型辨识精度的考核依据。对水轮机及调节系统模型辨识的一般原则、模型辨识的基本方法及过程、模型辨识精度的评价以及模型的适用性和最终模型的确定等方面的情况作了介绍。     

遥感蒸散发模型研究进展综述

遥感技术被认为是可以定量估算区域尺度蒸散发的唯一可能途径,近年来发展迅速。根据遥感蒸散发模型的基本原理,指出遥感蒸散发模型在反演蒸散发时可能会面临气象数据空间插值及地表温度订正引起的不确定性问题。围绕如何解决这两类不确定性问题,总结了遥感蒸散发模型的发展历程,介绍了代表性模型的基本原理、假设、优缺点及误差来源,剖析了空间歧义性问题的产生缘由及干湿限的概念内涵,对地表参数、时间拓展、空间尺度及模型验证、遥感数据和陆面过程模型的同化等遥感蒸散发模型应用中不可避免的问题进行了简要分析。最后对遥感蒸散发模型的发展趋势进行了探讨。     

基于小波分析—模糊神经网络的径流预报模型

根据不同的小波分解及重构技术及不同的模糊神经网络模型训练周期,本文提出了四种小波分析与模糊神经网络相结合的径流预报模型,即：基于Mallat算法的母周期径流预报模型、基于Mallat算法的子周期径流预报模型、基于小波包算法的母周期径流预报模型、基于小波包算法的子周期径流预报模型,并阐述了模型建立的原理、结构及步骤。而且,以黄河源区出口水文站——唐乃亥站月径流量为应用实例,采用周期分解系数及模拟效率系数对上述四种模型进行对比评价。结果表明：基于Mallat算法的母周期径流预报模型预报效果最好,基于小波包算法的子周期径流预报模型则模拟效果最差。文中对导致这一现象的主要原因进行了分析, 并对小波分析及模糊神经网络在水文模型中的应用提出了合理化建议。     

浅水湖泊稳态转换模型PCLake研究进展

总结了能够全面模拟浅水湖泊生物及非生物过程的PCLake模型的发展历程、技术框架、适用性及局限性,从营养盐转换阈值、气候变化、生物操纵等3方面详述了PCLake模型的研究进展,并针对PCLake模型优势及存在问题,结合当前研究热点,展望了该模型未来发展趋势:开发全球尺度规模以及更易于使用且更灵活的模型,涵盖更多湖泊特征,形成多种组合,用于稳态转换阈值及预警识别,将敏感性分析、不确定性分析等功能嵌套于模型,提高模型的模拟精度。     

MIKE模型在城市及流域水文—环境模拟中的应用进展

MIKE模型可对城市及流域水环境、水资源、水安全及水生态等方面进行模拟,软件因功能强大、界面友好而在国内外现实工程中获得了广泛应用。文中归纳了MIKE11、MIKE21、MIKE FLOOD、MIKE URBAN、MIKE BASIN和MIKE SHE模型的基本原理、特点及应用范围。对比了主要模型的功能,总结了各模型及其不同组合方式在实际工程中的应用情况,提出了MIKE模型存在的局限性并对该模型未来发展方向进行展望,以期为MIKE模型更好地应用于实际问题提供参考。     

SWAT模型在非点源污染研究中的应用与展望

在简要介绍非点源污染SWAT模型发展历程的基础上,论述模型数据处理及数据库建立过程,从模型适用性、参数敏感性及模型改进方面分析了模型应用研究现状,指出应在模型参数获取、减小模拟误差和短期污染过程模拟等方面加强研究以提高SWAT模型应用于非点源污染的研究水平.     

河道温度及浓度场的平面二维数值模拟

 立了河道水流、温度及浓度输运的水深平均平面二维数值模拟模型，由模拟水流、温度及浓度和紊流3个子模型组成。该模型在计算定解条件 模型参系数取值、河道岸边界和动边界模拟以及水流自动调整计算思想等方面进行了适用可行的处理。应用该模型进行了试验室空腔水槽温度和含沙量场以及长江口南支河段温排水及盐水入侵的数值模拟计算，证明了模型的可行性和适用性。     

明渠交汇口水流及污染物输移数值计算

针对明渠交汇口流动特性应用深度平均H-L紊流模型和污染物传输方程建立了明渠交汇口水流流动及污染物输移模型；采用有限体积法离散格式及交错网格上的水深-速度校正算法进行了数值计算并应用实测资料对数值模型进行了验证。计算结果与实测资料吻合较好，表明所提出的模型能较好的预测交汇口水流分离区及污染混合区形状及大小。     

地下厂房施工过程的三维非线性数值模拟分析

根据冗各电站地下厂房开挖支护的施工顺序,以隐式杆单元模拟锚杆,以壳单元模拟混凝土喷层,采用三维非线性有限元技术,对洞室群的开挖支护动态过程进行了模拟计算。通过三维非线性有限元计算分析得到:洞室群动态开挖过程中围岩应力变形的分布规律,围岩塑性区的发展规律,锚杆受力变化情况。计算结果表明:整个开挖过程中,洞周围岩位移变化规律正常,量值较小,塑性区主要分布在洞室周边,围岩稳定性较好;但在洞室交叉口处围岩的变形较大,出现较大范围的塑性区,在此基础上提出了支护措施优化方案,并对优化方案的效果进行了评价。     

工程项目标段划分及其优化的 数学模型

基于项目是多个子项目聚合的集,标段划分是把m个子项目分配给R个标段,以此构建了标段划分的数学模型;分析了子项目粒度对标段划分方案的巨大影响,指出标段划分时要科学确定子项目粒度。给出了标段划分的多目标优化模型和三种典型的单目标优化模型,探讨了标段划分优化模型的求解方法,介绍了解析法、枚举法和聚合法各自的适用性,指出聚合法与其他方法复合使用,是标段划分优化模型求解的方向。所建立标段划分及其优化的数学模型,为研究解决项目标段划分实际问题提供了新的理论平台。     

纳米材料改性自抛光海洋防污涂料的制备与性能

纳米材料具有量子尺寸效应、表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应等优点,其会改善传统材料的诸多性能。针对纳米材料是否增效防污的问题,为了深入理解纳米材料的添加对无锡自抛光防污涂料的主要性能的影响,通过超声-机械共混方法将纳米氧化锌与氧化石墨烯纳米材料添加到无锡自抛光防污涂料中,研究了纳米材料对无锡自抛光防污涂料表面性能、机械性能尤其是粘结强度和实海防污性能以及铜离子释放速率等的影响。浸泡前后,添加纳米材料的防污涂层的表面由疏水(接触角>90°)变为亲水(接触角约为70°),与未加纳米材料的防污涂层一致。添加0.1wt%纳米材料的防污涂层的粘接强度约在3.0～4.5 MPa,与未加纳米材料的防污涂层(约3.8 MPa)相比,粘接强度没有显著变化。添加纳米材料的防污涂层中铜离子释放速率稳定在约15～25μg/(cm²·d)。此外,长达约180 d的实海浸泡挂板表面无任何海洋生物的附着。总之,少量纳米材料的添加可以在不明显牺牲表面性能、粘接强度等物理化学性能的前提下提高了无锡自抛光防污涂料的防污性能。     

NUMERICAL STUDY OF WAVE EFFECTS ON SURFACE WIND STRESS AND SURFACE MIXING LENGTH BY THREE-DIMENSIONAL CIRCULATION MODELING

1. INTRODUCTION Coastal and continental shelf regions are characterized by intensive interaction between wave and current. These regions are of great economic significance to mankind. Therefore, the modeling of wave and current as well as their mutual int…     

滩涂围垦冲淤变化及对生态环境的影响 ——以舟山钓梁围垦工程为例

以浙江舟山钓梁围垦工程为例,利用数学模型的研究成果,分析了冲淤环境改变对周围环境敏感点的影响。同时结合项目区生态环境现状,对工程带来的潮间带及底栖生物的损失、渔业资源损失进行预测,并采用《建设项目对海洋生物资源影响评价技术规程》进行损失估价。最后提出冲淤不利影响的减缓措施及海域生态补偿措施,以供类似工程参考。     

浙江省水域调查录入系统的设计和应用

浙江省水域调查录入系统将调查数据与电子地图相整合,对分类水域数据进行统计计算,并对输入数据进行合理性和完整性检查,得到调查范围内现有水域的详细数据,实现了水域调查数据输入、计算、统计和查询的数字化管理,提高了工作效率和工作质量,为各地下阶段水域保护规划编制和水域管理工作提供了数据支持。对该系统的设计原则、功能和技术设计等作了介绍。     

宋各庄水库大坝变形观测与资料分析

受各种因素影响,土石坝建成后均会产生变形.当变形过大,超过了允许值,就会对坝体安全造成影响.对宋各庄水库建库以来坝体变形观测资料进行整理分析,对坝体变形是否趋于稳定做出结论,并通过倾度计算,分析坝体内部产生裂缝的可能性.     

基于BP神经网络-马尔科夫链模型的隧道围岩位移预测

在隧道工程施工中,围岩位移预测起着很重要的作用。将BP神经网络-马尔科夫链模型引入到隧道围岩位移预测中来,通过对训练样本的学习,利用BP神经网络实现了对位移时间序列的滚动预测,同时得到了实测值与预测值的相对误差;在此基础上利用马尔科夫链对相对误差进行修正,有效地提高了预测结果的精度。并将该模型应用于某公路隧道拱顶下沉位移时序预测中,结果表明该模型具有精度高、科学可靠的特点,为隧道围岩变形的预测提供了新的途径。