南水北调东线调水区及受水区降水径流变化特征

为给南水北调工程规划与运行提供科学依据,基于比《南水北调工程总体规划》制定水平年更加完整的水文观测数据识别2001年以来工程区降水、径流变化特征,采用Mann-Kendall趋势检验、小波分析等方法分析了比较期(2001—2016年)相对于基准期(1956—2000年)的降水、径流统计特性差异和变化特征。结果表明：相对于基准期,比较期调水区降水量变化不明显,长江大通水文站天然径流量下降3.5%,调水区水资源条件较为稳定;比较期受水区降水量较基准期基本无变化,天然径流量较基准期上升3.9%,但山东省、河北省和天津市受水区天然径流量下降6.6%,3省市天然径流量呈明显衰减态势。     

考虑大气沉降的湖库分区动态水环境容量精细解析

针对面源污染为主的湖库型流域,为建立水质目标管理与污染总量控制之间更精准的响应关系,借鉴日最大负荷总量模式,基于物质量平衡原理提出考虑径流丰枯变化、不均匀混合、大气沉降等影响因素的湖库分区动态水环境容量精细解析方法,包括污染混合区设置、代表水文系列确定、逐日分区水量水质计算。以沙河水库为例,分别以全湖Ⅱ类、主湖Ⅱ类作为水质管理目标,采用2010—2015年代表水文系列对总氮动态水环境容量进行精细解析。结果表明：全湖Ⅱ类、主湖Ⅱ类水质管理目标下沙河水库总氮水环境容量的多年均值分别为36.7 t和99.43 t,若不考虑湖滨混合区,全湖Ⅱ类水质目标下总氮的年水环境容量计算值偏大66.43%;实施水质目标管理的水域面积越大,大气沉降对水环境容量的影响越大;径流年际及年内丰枯变化对水环境容量的影响显著;各分区总氮控制总量占全流域总量的比例与面积比基本一致。湖库分区动态水环境容量精细解析可量化不同因素对水环境容量计算结果的影响,科学解析面源输入型湖库水环境容量的时空结构特征,实现水质目标管理与污染总量分区管控的有机联动,更好地支撑流域水环境的精细化管理。     

不同加载比时砂砾料动模量和阻尼比变化规律研究

为探究加载比和围压对砂砾料动力特性的影响,通过大型动三轴试验,研究不同加载比和围压作用下砂砾料动模量和阻尼比的变化规律。研究结果表明:(1)随着加载比的增大,动应变显著增大,孔压明显上升,最大阻尼比增大;(2)试验数据更能反映出阻尼比随动剪应变发展的变化规律,综合考虑各动力参数的变化,建议砂砾料动模量和阻尼比试验的加载比选择范围为1.5～2.0;(3)采用分段拟合法对动应变小于0.01%和大于0.01%的试验数据进行拟合,直线与试验点的拟合度均大于0.96,分段拟合不同试验条件下砂砾料本构关系更为合理;(4)不同试验条件下动剪切模量比与参考剪应变具有良好的归一性,通过二元线性回归得到砂砾料最大动剪切模量关于围压和加载比的经验公式。该方法可为砂砾料动三轴试验及数据处理提供参考。     

基于云模型的山东省干旱时空分布特征

基于山东省 29 个气象站 1951—2017 年的实测气象数据,主要采用降水量距平百分率作为气象干旱等级评 价指标,通过云模型分析山东省干旱时空分布的均匀性和稳定性特征,并采用 ArcGIS 的反距离权重法分析不同 时间尺度下的干旱频次空间分布特征。结果表明：山东省降水量距平百分率呈逐年波动式下降趋势,但下降趋势 不明显,干旱发生具有明显的季节性,呈现出季节性连旱现象;从时间尺度来看,年尺度上干旱分布的模糊性和随 机性较小,干旱的确定性更容易度量,干旱分布不均匀性的稳定程度较低;对季节间云数字特征的对比显示,多年 来冬、秋季干旱分布的模糊性和随机性较大,冬季干旱分布的确定性最难以度量;在稳定性方面秋季最稳定,春季 次之,夏季最不稳定;在空间尺度上,鲁西北地区发生干旱、严重干旱和特大干旱的频次最高;发生轻度干旱的频 次最高区位于胶东半岛,鲁南地区次之;发生中度干旱的频次最高区位于鲁中地区,鲁南地区次之;由超熵值大小 判定干旱分布不均匀性的稳定程度,表现为鲁西北地区最稳定,鲁中地区次之,胶东半岛最不稳定;从干旱分布的 均匀性分析得出鲁西南地区干旱分布最不均匀,鲁西北地区干旱分布最均衡;山东省干旱频次在空间上的分布表 现为春旱和冬旱呈从西北向东南递减的趋势,秋旱比较严重。云模型针对半湿润地区的干旱分布具有较好的应 用前景。     

粗粒料级配缩尺中相似比例对密度影响的试验研究

针对粗粒料密度研究中变量复杂问题,为探究不同相似比例n值对试验材料密度变化的影响规律,以红石岩堰塞坝料的两条代表性级配为研究对象,在相同的试验条件和参数标准下,分别研究不同变量指标对密度的影响。结果显示:最大干密度和最小干密度均随相似比例n值的增加呈先增加后减小的变化趋势;同时,由于相似比例n值的不同引起了其它级配特征值的变化,材料P_5含量在小于30%范围内变化时对最大干密度的影响较为明显,随P_5含量的增大呈增大趋势;C_u/C_c对密度的影响与P_5相似,下凹型级配中最大干密度和最小干密度随中值粒径d_(50)增大呈先增大后减小,总体趋于减小的变化规律。结果表明:相似比例n值会影响材料之间粗细颗粒的填充关系,对下凹型级配曲线密度产生明显影响,对平均级配曲线影响较小,室内试验时需选择适宜的相似比例。     

基于TRMM和FY-2C的长江流域月降水量的网格化估算研究

基于TRMM和FY-2C降水产品,结合气象站观测资料和DEM数据,采用基于区域分月的逐步回归算法,建立降水估算模型。通过模型估算得到长江流域2007年1月、4月、7月、10月降水量的空间分布图,并对得到的结果进行检验和分析。结果表明:模型对2种降水产品能进行有效的订正;模型估算的TRMM降水产品1月、4月、7月、10月的平均相对误差分别是37.7%,47.3%,44.2%,41.9%,FY-2C降水产品1月、4月、7月、10月的平均相对误差是46.3%,50.9%,39.8%,48.8%;模型模拟的TRMM降水的全年相关系数是0.838, FY-2C降水的全年相关系数是0.811,通过两者对比发现,TRMM降水产品作为趋势项的精度较高。模型估算得到的降水分布趋势和原始降水产品分布趋势基本一致,并且能体现出降水的分布规律。     

淮河上游洪河水系降水及地表径流演变情势分析

降水量的演变情势是指降水的大小和强度发生时空变化的态势,地表径流演变情势是指由于降水量及下垫面条件的改变,造成地表径流量大小及产流规律发生时空变化的态势。通过对洪河水系61年来的降水量和地表径流量资料进行统计,对其演变态势及相关影响因素进行了分析,总结出淮河上游洪河水系的降水量及地表径流量演变情势特点。     

高含沙水流作用下水垫塘底板上举力特性试验

针对高含沙水流对水垫塘底板上举力特性的影响,通过模型试验,研究了不同含沙量下底板上举力的分布规律、幅值特性和频谱特性。结果表明:含沙水流作用下的上举力沿程分布规律与清水时相同;各流速下上举力时均值均随含沙量的增大而增大,且基本呈线性函数关系,斜率在0.17～0.22之间;上举力标准差随含沙量的增大先增大后减小,在含沙量为183 kg/m~3时出现峰值;上举力的脉动在0～3 Hz的低频范围内,与清水相比,水流含沙后功率谱的频带宽度增加,高频域内的功率谱密度值有所增加;水流的时间积分尺度随着含沙量的增大呈先增大后减小的趋势。