Seepage safety monitoring model for an earth rock dam under influence of high-impact typhoons based on particle swarm optimization algorithm

Extreme hydrological events induced by typhoons in reservoir areas have presented severe challenges to the safe operation of hydraulic structures. Based on analysis of the seepage characteristics of an earth rock dam, a novel seepage safety monitoring model was constructed in this study. The nonlinear influence processes of the antecedent reservoir water level and rainfall were assumed to follow normal distributions. The particle swarm optimization (PSO) algorithm was used to optimize the model parameters so as to raise the fitting accuracy. In addition, a mutation factor was introduced to simulate the sudden increase in the piezometric level induced by short-duration heavy rainfall and the possible historical extreme reservoir water level during a typhoon. In order to verify the efficacy of this model, the earth rock dam of the Siminghu Reservoir was used as an example. The piezometric level at the SW1-2 measuring point during Typhoon Fitow in 2013 was fitted with the present model, and a corresponding theoretical expression was established. Comparison of fitting results of the piezometric level obtained from the present statistical model and traditional statistical model with monitored values during the typhoon shows that the present model has a higher fitting accuracy and can simulate the uprush feature of the seepage pressure during the typhoon perfectly.     

华北平原地下水资源承载力评价

华北平原地下水严重超采,并带来一系列资源环境问题,地下水资源承载力的可持续性面临严重挑战。本研究定义了地下水资源承载力的概念,提出了一种定量评价地下水承载力的新方法,并对华北平原地下水承载力进行了评价。结果表明,华北平原地区地下水资源支撑的GDP从2003年的15 608.18亿元迅速提高到2011年的37 584.9亿元,33.3%的地市位于未超采未超载区;华北平原整体及57.2%的地市均位于超采未超载区,已发生地下水超采,但通过提高用水效率,未来社会经济规模仍有发展空间;9.5%的地市位于超采超载区。最后探讨地下水资源的承载力的提高途径,主要包括增加地下水资源可利用量和提高用水效率两方面,其中提高用水效率效果更显著。     

基于GF_1卫星的丹江口水库水面面积-蓄水量-水位相关性研究

基于GF_1卫星16m分辨率多光谱遥感数据及水文观测数据,通过计算NDWI水体指数来提取丹江口水库水面面积,并研究水面面积、水位与蓄水量三者之间的相关性,实现动态分析水库蓄水量变化情况,以期为"南水北调"提供决策支撑。研究发现:(1)南水北调中线首个调度年前后丹江口水库水面面积-水位,水位-蓄水量以及水面面积-蓄水量之间均为显著相关关系,且三对变量依次呈现明显的1次、2次、3次曲线关系,拟合曲线方程的决定系数分别达到0.976、0.999和0.980,因此可以根据其中一个已知变量预测其他两个未知量;(2)水面面积自2014年10月5日至2016年5月5日最大变化幅度相差180km~2,是影响周边环境变化的重要因素;(3)同时蓄水量在首个调度年内,于2014年11月初达到最大值204.10亿m~3,可调水量在16.53~78.93亿m~3范围内浮动,且年内整体变化平缓稳定,保证了2015调度年内南水北调中线工程的供水需求。     

顺丁橡胶生产装置的技术改造

详细介绍了多年来在１．５万ｔ／ａ顺丁橡胶装置上所采用的各种技术改造措施，总结了改造后装置达到的新的技术水平和成就。     

我国结构抗浮水位研究现状与展望

目前我国结构抗浮水位方面研究成果虽然很丰富, 但分歧很大, 不仅直接影响了实际工程中的应用, 同时也造成了研究工作自身缺乏系统性和延续性。为解决这一问题, 利用水文学、水力学和土力学等科学理论, 分别从抗浮水位基本概念、抗浮水位分析中两个基本问题(孔隙水压力和远期最高水位)的方法论和抗浮水位分析的技术体系等3个角度对既有研究成果进行了系统综述与客观分析。在抗浮水位基本概念方面, 根据地下水赋存和渗流理论, 将目前研究成果划分为二维、准三维和三维等3种类型, 提出了各自的数学表达式, 分析了三者之间逻辑关系, 讨论了各自的科学性和适用性。在孔隙水压力分析方法方面, 尤其是孔隙水压力折减问题, 对基于渗流理论和有效应力原理的经典分析方法进行系统评述的同时, 还对当前讨论热烈的基于结合水理论的分析方法进行了梳理评价。在地下水远期最高水位预测方面, 着重讨论了历史最高水位法、基于宏观数据反演法和数值分析法等3种方法的优缺点及需要完善之处。在抗浮水位分析技术体系方面, 以北京地区为例对该类问题作了简要总结与评述。最后, 对抗浮水位研究与应用现状进行了概要性评述, 并结合我国国情, 对未来工作提出了展望与建议。     

溪源泄洪洞出口处闽江设计水位分析研究

溪源泄洪洞出口位于闽江之上,为分析泄洪洞出口处的设计水位,采用设计流量和水位流量关系推求法及实测水位资料推求法两种方法对工程设计水位进行计算,经过合理性分析,工程所在地近年水位变化剧烈,采用设计流量和水位流量关系推求法更符合现状情况,为工程建设提供可靠的设计成果。     

面板堆石坝垫层渡汛离心模型试验研究

西北口水库大坝是我国建设的第一座百米级钢筋混凝土面板堆石坝,其百年一遇洪水渡汛水位降落幅度21.63 m,水位骤降速度最大可达3.65 m/h。面板尚未浇筑前的堆石坝体需临时拦洪渡汛,坝体垫层既起面板垫层作用,还要保证堆石坝体安全渡汛,水位骤降对垫层将产生拖拽力作用,影响到垫层的稳定性。本文通过面板堆石坝垫层渡汛离心模型试验,对不同渗透性垫层安全渡汛进行了试验研究,试验研究成果被西北口面板堆石坝工程施工期安全渡汛设计采纳,为面板坝工程建设特别是施工期安全渡汛提供了技术支撑。     

苗家坝-碧口梯级水库汛期水位动态控制研究

本文将单一水库预泄能力约束法,推广到梯级水库汛期水位动态控制中,并建立了梯级水库汛期水位联合运用和动态控制模型,假定预报信息准确,在不降低下游保护对象的防洪标准的前提下,最大限度发挥梯级水库的兴利效益。以苗家坝、碧口水库为对象进行了实时调度模拟,其结果相比于原设计汛限水位动态控制方案,减少了弃水,且保证最大出库流量均在可控范围内,达到在不降低防洪标准的前提下提高梯级水库兴利效益的目的,大大提高了洪水资源利用率。     

渠首水位实时调控模型——以船行灌区一支渠为例

很多大中型灌区在输配水过程中存在水位衔接不当的问题,加之田面高程存在起伏,使得灌溉时往往存在部分田面不能上水或受淹等问题。本文提出了空间灌溉率的概念,并利用GIS的三维分析功能研究了其与渠道渠首水位之间的关系。分析表明,空间灌溉率与渠首水位之间的关系符合Logistic曲线;针对船行灌区一支渠,得到该Logistic曲线的参数,并确定了一支渠渠首和干渠渠首不同空间灌溉率所需的水位,为灌区水位实时调控提供基础数据。     

洞内淹没射流及水平旋流梯级内消能的适用性研究

为了适应高水头泄洪消能的需要,提出了一种新型的泄洪内消能工,即洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工。以流量1 200 m3/s、最大总作用水头150m为标准进行了该消能工的体型设计,然后对设计的消能工进行了1∶60.25几何比尺下的水工模型试验。结果表明:下游出现与明渠相似的多种水跃流态,淹没射流孔口系数0.5~0.56,起旋器喉口流量系数0.32~0.35之间;旋流空腔直径先增大后迅速减小最后平稳,在旋流阻塞孔口处空腔直径又迅速增大最后稳定;下游水位H下小于2.0 D时,下游旋流洞段压强相对变化幅度较小,H下大于2.0D时,上下游水位对旋流洞压强影响较大;上游水位的变化不影响淹没射流速度相对变化,下游水位的变化,对水平旋流洞段影响较大;上游淹没射流消能、竖井消能、旋流洞消能与下游旋流阻塞扩散消能的消能率分别占总消能率的15%、10%、30%、10%,其中下游水平旋流洞段承担主要消能部分。