降水径流特征变化对月水量平衡模型模拟精度及参数的影响

为评估水文模型在变化环境下的可靠性,以两参数月水量平衡模型为例,采用Mann-Kendall法分析降水径流资料在MOPEX数据集中美国本土的104个典型流域的一致性,基于可变模糊理论评价降水径流资料一致性对两参数月水量平衡模型模拟精度的影响,并探讨降水径流资料一致性和流域的气候特征对模型参数的影响。结果表明:研究流域中,92.31%流域的降水或径流资料的一致性遭到破坏;通过可变模糊集评价模型模拟效果,发现降水、径流趋势变化均会削弱水文模型的模拟能力,其中降水一致性破坏是水文模型模拟能力减弱的主要原因,并且该方法能够准确地识别影响模拟能力的次要因素;模型参数C和参数SC均随着流域多年平均径流系数增大而增大,参数C反映了流域的湿润程度,参数SC表征了流域的调蓄能力。研究成果可为防洪、抗旱、水资源规划和管理提供技术支撑。     

三峡水电站“充水保压”钢蜗壳外围混凝土结构三维有限元分析

本文介绍三峡水电站蜗壳结构三维有限元计算结果，结果表明：三峡水电站钢蜗壳选用充水保压浇筑外围混凝土的埋置方式是合适的；采用78～88m保压水头值比较合适；蜗壳结构各截面最大拉应力值出现在不同荷载组合情况下，在配置钢筋时应引起重视。     

南水北调中线一期工程总干渠输水损失变化规律

为研究已建大型引调水工程运行期输水损失变化,以南水北调中线一期工程为对象,利用水量平衡原理计算得到6个典型渠段2018—2021年不同时间尺度下的输水损失变化过程,并与输水损失经验公式计算结果进行对比。结果表明：不同计算时空尺度下的渠段输水漏损流量结果差异较大,但沿程输水损失率差异较小;入渠流量规模是影响渠段输水漏损流量的主要因素,蒸发量、降雨和冰期冻融等也是造成中线总干渠输水损失时空变化的重要因素,因此仅考虑渠底渗漏损失不能有效反映中线总干渠输水损失变化过程。     

渗透溶蚀作用下混凝土坝质量损失分布规律

针对渗透溶蚀作用下混凝土坝固相钙的分解问题,基于水泥基材料渗透溶蚀分析模型,提出了混凝土坝溶蚀质量的计算方法,并以石漫滩水库重建工程碾压混凝土重力坝为例,研究了大坝不同部位的溶出质量分布规律.计算结果表明:仿真结果与监测数据吻合良好,验证了该方法的正确性;石漫滩水库重建工程碾压混凝土重力坝胶凝物质溶出部位集中在面板底部...     

基于光纤传感技术的桩体位移监测方法研究

现有光纤传感器的布设方法单一,无法完全适应各类工程的监测要求。为此,从实际工程桩体水平位移监测的需求出发,针对工程施工特点,设计单U型和多U型布设方法,并于室内构建PVC管简支梁模型,利用分布式光纤传感器对PVC管弯曲变形应变进行测量。采用各类应变组合进行挠度计算,分析了各应变组合挠度的试验误差。将上述两种光纤布设方法分别运用于实际工程的桩体水平位移监测中,并对比分析光纤传感器监测数据效果。试验与实际工程分析结果表明：利用分布式光纤计算桩体位移时,应当优先选用垂直基坑开挖面的双轴线应变进行计算,其次可利用其他轴线应变换算成基坑侧应变,进而用双轴线应变计算,而多轴线应变计算会造成多余误差;在实际工程运用时,分布式光纤传感器监测效果优于侧斜管监测效果。     

快速城市化流域综合径流系数确定方法比较研究

径流系数是表征流域的产水能力、反映自然地理因素对降水形成径流过程影响程度的重要参数。针对快速城市化背景下的海绵城市规划建设需求,为了寻求具有一定物理基础且较简捷快速的方法来确定区域产流,以武汉市后湖流域为研究对象,采用基于降雨径流试验的拟合函数、面积加权法和水量平衡法3种方法计算综合径流系数,并分析比较各个方法的优缺点。结果表明：(1)后湖流域3种方法计算的综合径流系数值分别为0.49,0.49和0.58;基于试验的拟合函数法计算简便,面积加权法各土地利用类型的径流系数取值主观性较大,水量平衡法具有水文学原理,适用于监测资料较充足区域。(2)降雨过程水量平衡法计算结果表明,前期影响雨量对场次径流系数有较大影响,在规划设计中应结合设计工况对应的成灾雨型、雨量、设计重现期等影响因素,优选水量平衡计算法。(3)当实测资料较为缺乏时,综合考虑排水规范中面积加权法和降雨径流试验方法可以快速得到区域综合径流系数的参考值。研究成果可为城市水资源利用和海绵城市建设提供参考。     

“山”形自闭式水封水密特性仿真计算与试验研究

为改善传统充压伸缩式水封机械加压方式所带来的闸门结构复杂和不耐久的问题,设计了一种利用水封在库水作用下自身的大变形主动完成封水的自闭式新型水封,从而取消机械加压,这种水封设计的关键是对各种工况下水封的变形进行准确预估。基于水封橡胶材料的非线性张量本构关系、几何大变形非线性特征、接触非线性特征、以某尖头“山”形水封为例,利用连续介质有限元计算方法对该种水封进行了自闭的仿真计算,并以室内试验加以验证。实践表明：“山”形橡胶水封能实现较好的自闭,且大大削减了闸门充压水封装置的建造成本、便利了工程维护、提高了耐久性,具有较大的应用价值。     

膨胀土边坡稳定性研究

阐述了近年来长江科学院在膨胀土边坡稳定性方面的研究成果。研究了南水北调中线工程膨胀土的裂隙形态及分布规律,在“大气影响深度”以上与以下区域膨胀土的裂隙形态存在差异,以下区域的裂隙具有明显的定向性;介绍了膨胀土的膨胀性,对于起始含水率一定的膨胀土,相同吸湿条件下的膨胀应变与平均应力在半对数坐标系下呈很好的线性关系;阐述了膨胀土的强度特性,提出了膨胀土强度试验新方法;研究分析了膨胀土边坡失稳机理,提出了膨胀土边坡的破坏模式及相应的稳定分析方法。研究成果表明：膨胀土边坡不仅存在重力作用下的整体稳定性,整体稳定性受裂隙面强度控制,而且在吸湿条件下会产生浅层失稳,浅层失稳的主要影响因素为土的膨胀变形;在膨胀土边坡的稳定分析中,膨胀土的强度,不需进行任何折减,直接采用强度试验值,稳定分析成果能正确地反映边坡的稳定状态。     

装配式框架预应力锚索支护结构及其承载特性

目前边坡支护工程多采用现浇框架预应力锚索支护结构,但是该结构面对快速应急的滑坡加固和边坡支护工程项目时仍存在工期长、机械施工不便等不足。对此,提出了一种新型等截面装配式框架预应力锚索支护结构,通过数值模拟、现场监测试验、理论研究等手段,深入研究了该结构的承载特性、关键施工技术。结果表明:新型装配式框架结构主要由等截面的预制梁和钢节点组成,该结构具有承载能力好、变形小、耐久性好等优点,对于边（滑）坡具有显著加固作用;虽然装配式框架结构与现浇框架结构都是主要是竖向受力,但是其相比于现浇结构,在面对快速应急的滑坡加固和边坡支护工程具有施工便利、工期短等优势;十字型和 Ｔ型预制钢节点主要由竖向的锚索位置和连接点受力,预制梁也是竖向受力,同时装配式框架连接处变形较大、较薄弱;给出装配式框架结构的施工流程和施工关键技术,该结构施工方便、工期短。以上研究为装配式框架预应力锚索支护结构应用施工提供科学依据。     

南水北调中线工程受水区二期需调水量预测研究

2002年12月国务院批复了《南水北调工程总体规划》,明确中线工程分两期建设。目前,一期工程已经通水。近年来,随着社会经济的快速发展,受水区的人口、生产规模、节水水平、人们对环境的要求都发生了变化,因此有必要根据新的情况对受水区的用水需求重新预测。分析了城市化发展和城镇用水变化的新形势,依据流域、区域水资源规划成果,提出了中线二期工程受水区需调水量,并与《南水北调中线工程规划》提出的二期需调水量进行对比,以供各方参考。