淮河流域夏季旱涝前兆信号及预测

淮河流域旱涝频繁,寻找旱涝前兆信号并建立预报机制意义重大。依据淮河流域1968-2017年的降水、太平洋海温和欧亚大陆范围内的500 h Pa高度场资料,利用改进的Z指数法评定了淮河流域近50年来夏季旱涝的等级,寻找了影响流域降水的海温和大气压高度前兆信号,以其为预测因子,建立了流域夏季旱涝指标值预测的数学模型。结果表明:淮河流域旱涝灾情严重,呈现出南涝北旱的特征,旱灾有微弱的下降趋势,涝灾相反;海温前兆信号关键区位于千岛群岛、菲律宾海域到中太平洋地区以及Nino4区,500 h Pa高度场前兆信号关键区域分布于东西伯利亚山地、东欧和西西伯利亚平原以及西亚地区;利用逐步回归法建立的方程,具有较好的预测精度和实用性,能够对淮河流域夏季降水的旱涝指数进行预测,可为流域旱涝监控和预测提供支持。     

白鹤滩拱坝底孔应力分析及配筋设计研究

高拱坝孔口周围应力分布复杂,需适当配筋改善孔口结构的受力状态,保证拱坝的安全运行。以白鹤滩拱坝3~#底孔为例,首先对施工期工况下孔口结构进行三维有限元计算,分析孔口周围的应力分布规律和产生机理,然后依据应力图形法对孔口进行配筋设计,最后采用钢筋混凝土有限元法对完成配筋的孔口进行非线性分析。结果表明:在坝体自重的作用下,混凝土泊松比效应是引起孔口顶、底板出现顺河向拉应力的主要原因;钢筋整体应力不高,配筋设计方案有较大的安全裕度,应力图形法偏于保守。但出于安全考虑,仍应采用应力图形法进行配筋设计。     

长江源区1980-2010年土地利用变化及影响分析研究

长江源区地处我国三江源自然保护区内,作为长江的源头是整个长江开发利用和环境保护的关键一环。从源区土地利用/覆盖角度分析源区自然环境状态变化,利用ENVI和Arc GIS软件对1980-2010年4期长江源区遥感数据进行解译,以土地利用动态度、综合程度指数及转移矩阵作为评价指标。结果表明:长江源区地貌类型以草地和裸地为主,建筑用地和耕地最少;全时段1980-2010年间,水域面积减少最多,裸地面积增加最多,相对于初期而言源区自然环境有所下降; 1990-2000年间是土地利用开发强度最强的时段,随着2000年三江源保护区的建立,2000-2010年长江源区土地利用朝着恢复方向发展,自然环境有所改善。     

基于总量和强度控制的区域水资源承载能力评价研究

为了探究基于总量和强度控制的区域水资源承载能力评价指标体系对于区域水资源承载能力评价研究的可行性,在分析水资源双控行动的基础上,构建基于总量和强度控制的南京市浦口区水资源承载能力评价指标体系,并建立模糊综合评价模型对浦口区的水资源承载能力进行综合评价。结果表明:南京市浦口区水资源承载能力2016年为一般,2020年为较好,2025年为较好。这与浦口区经济社会发展相适应,说明在研究区域水资源承载能力时,可建立基于总量和强度控制的区域水资源承载能力评价指标体系。     

基于水库调洪演算模型的朱芦沉陷区蓄滞洪预测模型初探

利用地理信息遥感技术,模拟1987-2013年间朱芦沉陷区的蓄滞空间历史演变过程。基于水库调洪演算模型,尝试建立采煤沉陷区蓄滞洪预测模型,通过预测模型模拟沉陷区在未来不同沉陷情景下对不同频率洪水过程的调蓄效果,并将蓄洪削峰量程序化展现。结果显示:朱芦采煤沉陷区在2015、2020、2030三种沉陷情景下对5、10、20、50年一遇的洪水洪峰的削减量从0.7%到41.4%不等。结果可为科学制定采煤沉陷区调洪蓄洪政策方案以及水资源的综合利用及管理提供一定参考。     

基于物元可拓模型的流域治理综合效益评价

为了评价流域治理的综合效益,基于物元可拓理论,从社会效益、经济效益、生态环境效益三个方面建立评价指标体系,提出了四级评级标准,采用熵值法确定权重,运用物元可拓模型计算各评价指标相应于各评价等级的关联度,构建流域治理综合效益评价模型。同时,运用构建的流域治理综合效益评价模型,结合淅川县鹳河流域治理项目的数据,对其流域治理的综合效益进行评价,并通过局部灵敏度分析方法对评价结果进行验证。结果表明:该流域2010年的流域治理综合效益等级为"中",2013年流域治理效果有所提升,流域治理综合效益等级为"良",两项结果与实际情况相符合;当各评价指标值上下浮动10%时,其最大综合关联度也随之发生变化,但是评价等级未变,表明物元可拓模型评价结果稳定可靠。研究成果对流域治理综合效益评价具有较好的实用性。     

基于SWAT模型对洙赵新河流域径流的模拟研究

洙赵新河是南四湖流域重要的入湖河流,研究该流域的径流对南四湖湖西平原区具有重要意义。选用SWAT分布式水文模型,通过SWAT-CUP程序的Sufi-2算法进行参数率定、敏感性分析与不确定性分析,模拟了洙赵新河流域2008-2014年的月径流过程。结果表明:月径流在校准期和验证期的相关系数R2和NS效率系数均大于0. 85,表明SWAT模型在洙赵新河流域适用性较好;根据敏感性分析结果发现水文相关参数与径流有不同程度的相关性,其中植被蒸腾补偿系数、河岸调蓄的基流α因子、浅层地下水径流系数等13个参数最为敏感;在气象站点密度较小的地区,引入CMADS气象数据集作为流域水文模型的驱动数据集,取得了理想的效果。     

滨江游乐场人工湖水体富营养化整治措施研究

针对我国城市河流水体污染严重、富营养化频发等突出问题,以镇江市典型游乐场景观河流魔幻海洋世界为例,构建粒子追踪、水动力和水质及富营养化数值模型,模拟了无引水、泵引、自引对水动力、水质的改善情况,结果表明:粒子在3种风向下的停留时间为东风东南风南风,其中粒子在东风下最大停留时间为125 h,在东南风下最大停留时间为115 h,在南风下最大停留时间为95 h;无引水时,3个风向条件下中心景观湖区流速均较小,沿岸水深较浅处受风速影响较大,在不同风向下呈现出稍大流速;泵引时,连续泵引30 h的水质好于20 h;自引时,引江河道与人工湖水位差Δh越大,人工湖水质越好。     

沙牌水电站进水塔震损模拟分析

以沙牌水电站进水塔为例,研究了进水塔塔身以及上部排架在地震过程中的动力响应和震损机理。采用动力时程分析法计算进水塔在汶川地震作用下的加速度、位移和应力响应,并通过塔顶排架立柱极限承载力验算分析排架立柱震损破坏的原因。计算结果表明:进水塔动态分布系数大于规范建议值,刚度较小的主轴方向地震响应较大,立柱两端出现明显的应力集中。进水塔启闭机排架的震损是地震作用下压(拉)弯剪共同作用导致的,且立柱根部发生破坏,与实际资料吻合。     

2008年汶川地震中沙牌拱坝的震情检验和分析

为对2008年汶川地震中沙牌拱坝的震情进行检验和分析,本文提出了一个基于损伤力学对高混凝土坝地震损伤破坏过程分析的新方法,可计入残余变形但避免损伤—塑性耦合。由于汶川地震中未能取得坝址的地震动输入记录,为此,采用随机有限断层法,通过邻近台站的加速度记录,对汶川地震中断层破裂模型参数进行校准后,重建了汶川地震中沙牌拱坝坝址的地震动输入加速度时程。为上述计算研发了高性能并行计算程序,在"天河一号"超级计算机上进行了高效运算,并对都经受过强震的沙牌拱坝和美国帕柯依玛拱坝的震情进行了对比分析。计算结果表明,所建议的方法能可靠应用于混凝土坝的地震损伤破坏过程的分析。