双层渠道施工工艺和防渗技术与应用

文章以乌鲁木齐市"水进城"项目河湖水系连通工程和平渠治理(燕北路-迎宾路)工程双层渠道为例,介绍了双层渠道的结构特点及施工工艺,阐述了双层渠道的防渗处理机制,工程实施效果良好,渠道运行安全稳定,为同类工程实施提供借鉴意义。     

基于网格新安江模型的汇流方法研究

为使网格新安江模型更好应用于无资料地区洪水模拟及预报,文章采用网格水滴汇流方法构建网格新安江模型的汇流部分,以湿润地区屯溪流域为研究流域,将网格水滴模型与扩散波汇流模型及马斯京根汇流模型对比验证其模拟精度,并将网格水滴模型应用于半湿润半干旱地区东湾流域验证其适用性。结果表明,采用网格水滴汇流方法的洪水模拟过程在屯溪流域的模拟精度与其他2种方法基本相当,均可以达到甲级预报精度;同时在半湿润半干旱地区东湾流域的应用达到乙级预报精度。网格水滴汇流方法具有一定适用性。     

基于地形离散测点的数字地面模型研究

探讨了ＡｕｔｏＣＡＤＲ１４的Ａｃｔｉｖｅ自动化的概念及其编程技术，分析了它的对象模型以及ＶＢ环境下编写ＡｃｔｉｖｅＸ自动化程序的可行性，最后给出了ＶＢ自动化技术在水电工程三维数字地面模型（ＤＴＭ）中的具体应用实例。     

基于双层模型的常熟市水资源配置研究

基于水资源优化配置原则,开发出以经济效益为上层目标、以环境效益为下层目标的双层优化模型。通过lingo软件和模糊满意度算法将多目标问题转化为单目标问题求解,对常熟市水资源进行配置。结果表明:2020、2030年区域水资源配置系统经济效益预期分别为24.84×10~8、27.89×10~8元,COD排放量分别为8 342、9 450 t,配水量将分别达到86 228×10~4、93 809×10~4m~3;其中,长江取水占配水总量73%,并且趋势逐渐升高。对比双层优化结果与两个单目标优化结果,可以对决策者提供不同情景下的优化方案。     

基于自适应网格的二维水动力模型

为准确地模拟流域洪水传播和淹没情况,基于自适应网格技术,以有限体积法为离散格式构建数值模型.模型以二维浅水方程为控制方程,采用HLL格式近似黎曼解计算界面通量,采用WAF格式对计算的通量进行加权修正,保证时间和空间上的二阶精度,并使其满足TVD条件,减小数值振荡.底坡源项采用水深差分重构,摩阻源项采用半隐式格式,保证数...     

混合网格及其数值模型

本文提出了一个描述不规则的三维天然水域的数值网格系统，以及与该网格系统相适应的流动和温度输运数学模型，详细论述了该数值网格生成的主要原则和方法，给出了守恒形式混合网格算法的控制方程，以及基于压力－速度校正算法推导出的基本控制方程的离散表达式。天然水域的混合网格系统，在水平方向上是正交贴体坐标系；在垂直方向上则是笛卡尔坐标系。在该坐标系统中，水平面上的正交贴体坐标系（ＢＦＣ）与岸线精确地吻合；铅垂方向则采用笛卡尔坐标系中的堵塞技术使之与底部边界吻合。本文还给出了一个９０°弯曲天然河道混合网格生成和流场初步计算算例，该算例表明混合网格及其相应的数学模型，克服了目前工程界计算三维天然水域常用的锯齿形网格法的主要缺点，有效地提高了天然水域中流动和污染输运数值计算和模拟的精度。     

降雨条件下双层土坡的模型实验研究

针对降雨入渗非均质土坡的稳定问题,建立双层边坡模型进行人工降雨实验,对坡体进行含水率和孔隙水压力监测,得到了非均质土坡在降雨条件下含水率和孔隙水压力更真实的变化。基于模型实验结果的分析,得出变化规律如下:①坡体渗流趋于稳定时,含水率、孔隙水压力不仅和深度有关系,而且也与土体物理性质有关。这与均质土坡的渗流状态明显不同;②坡体含水率、孔隙水压力在降雨过程中,响应时间随深度增大而增大。雨后过程中,下层土体含水率、孔隙水压力降低速度大于上层;③相同雨强条件下,坡体含水率和孔隙水压力随降雨历时而不断增大。降雨强度越大,坡体的孔隙水压力和含水率响应时间越早,但在坡体浅表层这种时间效应不明显;④对于降雨过程中能达到稳定渗流状态的土坡,前期降雨量主要影响降雨过程中含水率和孔隙水压力的变化。研究成果为降雨入渗条件下非均质非饱和土边坡的稳定分析提供了依据。     

基于ArcGIS的渠道数字高程模型的构建与应用

渠道数字高程模型DEM,是利用地理信息系统GIS平台进行渠道三维可视化分析应用的基础.以AutoCAD格式的1 ∶10 000地形图和渠道规划设计断面为源数据,利用地理信息系统软件ArcGIS 9对其进行矢量化处理,逐步生成渠道不规则三角网TIN数字高程模型,在此基础上叠加各个矢量图层,构建渠道整体三维场景,可对生成的数字高程模型进行各种三维分析应用.     

河流水质综合评价的输水渠道模型

采用输水渠道模型对广东省第三大水系——鉴江水系中下游河段不同水质类别的水资源量进行演示计算，为区域水资源量与质的综合评价提出一种新的思路。     

堤防工程双层地基渗流模型截取范围初探

为了确定堤防工程双层地基渗流模型区域在满足渗流分析精度下的截取范围 ,从堤防工程双层地基渗流理论解出发推导出模型截取范围 (L)与渗流量计算误差 (p)之间的关系式 ,并据此求出了能满足工程应用的渗流分析精度时的模型截取范围。将这一范围称为有效长度 ,其值为 3/A。     

基于正交试验方法的双屈服面弹塑性模型参数敏感性分析

分析了面板坝堆石体双屈服面弹塑性模型的多个参数,采用正交试验方法结合有限元数值分析,进行了γ、φ0、Δφ、K、n、Rf、Cd、nd和Rd等9个参数的4水平正交试验设计,利用坝体某断面上两个节点的不同方向的位移值,经方差分析得到了模型各参数对坝体位移的敏感性。分析结果表明：K、n、nd、φ0、γ是模型中具有较强敏感性的参数,对坝体的位移起主要控制作用,而Δφ、Rf、Cd和Rd的敏感性较弱。     

基于ANSYS的拱坝建模及网格划分

随着拱坝体型的复杂化,拱坝的建模及网格划分的难度也越来越大。以某拱坝为例,通过实体建模,介绍了ANSYS的APDL参数化建立拱坝的方法、过程与特点;采用ANSYS中的Extend(线的延伸)、Extrude(面的拉伸)和Divide(体切割)功能为该模型划分网格,解决了U型拱坝等边划分出的网格比例不当的问题。结果表明:APDL参数化建模的方法方便、快捷、易学习、易交流修改。采用切割等功能划分出的网格形状合理、比例恰当,并且可根据具体要求变更网格的密度,因此能对类似体型复杂、划分要求较高的有限元模型的划分具有很好的借鉴作用,也为此后的拱坝仿真计算打下坚实的基础。     

基于GIS的渠道虚拟现实系统开发研究

基于GIS的渠道虚拟现实系统利用三维GIS技术,以三维渠道信息模型为基础,辅以周边地形、地貌环境,为渠道三维信息模型提供虚拟现实展示的平台,实现渠道模型在真实坐标下,真实周边环境中的飞行漫游展示,为设计者提供设计成果展示,使设计者能够及时了解设计与周边环境的和谐程度,及时根据外部环境修改设计内容。目前该系统已经应用于南水北调东线渠道展示中,取得了较好的经济及社会效益。     

以波尔兹曼方程建立明渠水流模型的理论基础

针对传统模拟明渠水流方法所存在的问题，提出了应用ＢＧＫ模拟方法模拟明渠水流运动的可能性。根据ＢＧＫ波尔兹曼方程及明渠水流中微、宏观变量之间的基本关系，导出了明渠水流运动的控制方程。理论推导证明，圣维南方程是ＢＧＫ模型在局部平衡状态下的一个特例。通过对熵方程分析表明，ＢＧＫ波尔兹曼方程严格满足熵条件，从而阐释了ＢＧＫ模拟方法满足熵条件。利用一个恒定水跃的例子说明了熵条件的重要性，同时也表明，仅仅以质量和动量守衡律为基础的圣维南方程可能会得出不唯一的解，即不满足熵条件的解。在论证ＢＧＫ波尔兹曼方程与明渠水流守衡律的一致性的基础上，提出了建立ＧＢＫ明渠水流模型之基本思路和步骤并分析了该方法与传统模拟方法之区别。从理论上论证了利用ＢＧＫ模拟方法模拟明渠水流的可行性，为建立ＢＧＫ明渠水流模型奠定了理论基础。     

L形溢流堰侧槽溢洪道水力设计与试验研究

为给工程提供优化的设计方案,对L形溢流堰侧槽溢洪道进行水力设计及水工模型试验。该文结合某水库除险加固设计中L形堰侧槽溢洪道水工模型试验成果,对L形堰侧槽溢洪道的泄流能力、水面线推求方法进行了计算,并进行对比分析。结果表明,L形溢流堰泄流能力,低水位时计算值较水工模型试验值偏小5%~10%,高水位时与试验结果基本一致;槽首淹没度计算值较模型试验值高18%左右,槽首淹没度为0.7左右时泄流能力与自由出流时的泄流能力相差不大,下游淹没度计算值与试验结果基本一致。水工模型试验与水力设计的对比分析,可为工程提供最佳的设计方案。     

以波尔兹曼理论建立明渠水流数值模型方法

根据文献[1]所论述的以波尔兹曼方程建立明渠水流模型的理论及明渠水流中微、微观变量之间的基本关系，采用有限体积离散方法，探讨了BGK明渠水流数值模型的方法，初步建立了不同于传统方法的、满足熵原理的BGK明渠水流数模型，通过对一系列典型的明渠水流现象的模拟，并对理论解，其它计算方法获得的解决以及公开发表的实验结果相比较，表明所提出的模型计算精度高，、稳定性好，勿须人为的熵修正（如人为增加耗散项）、能准确模拟明渠中不连续水流运动（如溃坝波等），不会出现非物理性的震荡，是一种颇具开发前景的明渠水流模型。     

数字水系分级对流溪河模型中小河流洪水预报的影响

为了探讨流溪河模型在中小河流洪水预报中的适用性,以及基于DEM的数字水系提取和分级对流域洪水预报的影响,构建了江西省龙华江流域洪水预报流溪河模型,采用PSO算法优选模型参数,最后验证模型并讨论了数字水系分级对流域洪水预报的影响。结果表明:随着数字水系分级变多,流域洪水峰值增大、峰现时间提前、径流系数越大、模拟过程越接近实测值;采用流溪河模型进行中小河流洪水预报时,不能采用1级数字水系构建模型,适宜采用3级水系构建模型;流溪河模型采用PSO算法的自动优选模型参数,实际应用中只需要一场具有代表性的实测洪水过程就可以优选模型参数,有效提高了模型的性能;基于3级水系构建龙华江流域洪水预报流溪河模型,采用PSO算法优选模型参数,对50场洪水过程的模拟结果与实测值吻合很好,模型可用于龙华江流域实时洪水预报。     

无直接控制水深资料的河道水面线计算

河道水面线计算中的分段求和法需要事先确定开始计算断面的控制水深。为此,采用了根据河道断面资料先计算临界水深和正常水深,再结合12种水面曲线的规律确定控制水深的方法。应用结果表明,该方法适用于无直接控制水深资料的非棱柱体明渠水面线计算。     

基于关联规则挖掘的径流长期预报模型研究

关联规则是一种重要的数据挖掘技术。现结合水文长期预报的特殊性,将关联规则挖掘分析方法应用于径流长期预报中。根据预报目标初选出预报因子,构成长期预报事务数据集。然后将其进行离散化处理,对离散化后的数据集进行关联规则分析,挖掘出满足事先设定的最小支持度和最小置信度的强关联规则,解释规则并建立模型。以嫩江江桥站汛期径流长期预报为例,挖掘出满足要求的强关联规则,这些强关联规则中蕴含着北太平洋海温变化和江桥汛期径流的关系,说明了关联规则挖掘分析方法在径流长期预报中的可行性。     

基于数字高程模型的河道分级与节点编码

 数字河网自动提取是流域水系网络结构研究、分布式流域水文模拟中的重要内容。它不仅可以帮助我们迅速计算流域水系结构特征指数,而且作为分布式流域水文模型的输入信息,为分布式河道汇流演算提供了依据。详细研究了一种由brecht和Martz提出的比较系统的数字河道网络提取和结构特征描述方法。采用该方法来从汉江流域上游的旬河流域的数字高程模型中进行数字河网提取、河道分级和河段节点编码。结果表明,所提取的数字河网和实际情况相符,而且河段节点编码非常科学,在此基础上所建立的河道网络拓扑关系结构非常有助于分布式汇流计算。