摘要：在对黄河中游区重力侵蚀宏观规律分析、实验观测、计算模型及新技术应用4个方面研究进展进行评述的基础上,就重力侵蚀机理模型构建的难点和重点、3S技术及非线性方法等新技术用于重力侵蚀研究的可行性和应用方式等进行了探讨。分析了重力侵蚀观测水平较低的原因及其对理论和计算模型研究的严重制约作用。提出重力侵蚀研究应在流域观测站点布设、数据自动测报和积累、计算模型合理概化及与其它类型侵蚀研究结合方面进一步开展工作。

摘要：大型调水工程糙率系数的设计取值与其它许多水利水电工程问题一样,存在着相当大的不确定性.本文在综述国内外大型调水工程糙率选取的基础上,综合考虑南水北调中线工程总干渠的渠道参数,建立了长距离渠道输水能力校核模型,并就总干渠综合糙率在一定范围内发生变化后对水面线及过流能力的影响进行了分析,研究结果对调水工程的糙率系数选取具有重要的指导作用.

摘要：由气候变化等环境突变引起的水沙输入条件和边界条件的不确定性给河流地形特征的考察与模拟增加了困难。本文通过建立随机微分方程,研究了典型的河相关系特征变量(包括比降、河宽、水深、流速)随时间变化的概率分布演化规律。随机方程的随机输入项分别由3种噪声模型进行模拟,包括单独的高斯白噪声、组合的高斯白噪声加泊松噪声,和组合的分数白噪声加泊松噪声模型。方程中的未知参数使用一种复合型的极大似然非参数估计法进行估计。使用蒙特卡洛方法将方程应用于黄河下游高村-孙口段,结果较好地展示了河相关系对随机扰动的潜在响应,特别是,计算的随机平均值与测量值有较好的同步度。通过模型比较发现,既能反映非线性又能反映突变性特征的分数-泊松扩散模型是较适合模拟河相关系随机演化的模型,以此为基础的河流功率可作为系统性评估河流动态演化特征的优选指标。本文提出的分析河相关系的新方法,可根据指定精度用于设计和监测河流系统,既有理论价值又有实际意义。

摘要：长距离输水渠道多个桥梁联合产生的壅水作用对于渠道的输水能力有着重要的影响,是输水工程和交通工程设计中要考虑的重要因素.本文利用南水北调中线电子渠道平台,以南水北调中线工程典型渠段为研究对象,模拟新增桥梁不同间距和阻水面积对总干渠输水能力的影响,得出了桥间距、桥墩阻水面积与渠道水位壅高之间的变化规律,计算得出了对渠道水位壅高影响较小时的适宜的桥梁间距,对南水北调中线工程设计具有参考价值.

摘要：重力侵蚀是土壤侵蚀的主要形式之一.在黄土高原地区,重力侵蚀对土壤侵蚀总量、高含沙水流特性和水沙过程的尺度现象等都具有重要贡献.但由于重力侵蚀机理复杂、发生随机性强以及缺乏直接观测资料,对重力侵蚀过程的模拟研究一直是土壤侵蚀领域的薄弱环节.笔者将一个基于土体失稳的沟坡重力侵蚀理论模型在数字流域模型框架下与坡面降雨径流和土壤侵蚀模型、沟道不平衡输沙模型耦合集成,并解决了重力侵蚀模型在流域中应用的一些具体问题,使重力侵蚀模型能够根据沟坡的几何形态、黄土的力学特性、降雨导致的土体含水量及力学性质变化、沟道水流对沟坡的淘刷等物理因素的影响,合理模拟流域中的重力侵蚀过程.将模型系统应用于岔巴沟流域和无定河流域,得到了重力侵蚀的分布及其占总侵蚀量的比例,模拟结果基本可信.

摘要：针对GIS在地下水资源管理中缺乏专业模型支持的缺陷 ,研究开发了地下水地理信息系统 (GroundwaterGeographicalInformationSystem ,简称GGIS)。利用Delphi、MapObjects和OpenGL技术 ,实现了地下水模型与GIS组件的完全集成。GGIS具有集数据管理、可视化、建模、绘制钻孔柱状和水位剖面图、生成有限元网格等功能。开发的系统在建模、模型输入输出等方面变得更方便。实践证明 ,将GIS与地下水模型完全集成 ,极大地提高了地下水建模效率。

摘要：基于南水北调中线一期工程地下水排水设计及其渠道与地下水之间的相互关系,本次研究选取中线工程磁县渠段,建立了研究区三维水文地质结构模型及其内排段地下水向渠道排水的三维数值模型,针对地下水水位动态变化条件下地下水向渠道的水量转化规律进行了定量模拟研究。结果表明:参照中线工程设计排水能力,地下水排水量将畅通排入渠道,确保中线工程渠道的安全稳定运行;地下水向渠道的排水主要受渠段区域水文地质条件和地下水水位变化等因素的影响;在满足排水条件的情况下,从空间角度而言,与南水北调中线工程相关含水层位存在向渠道的排水量,从时间角度而言,排水过程与研究区潜水水位的年内动态相符合。

摘要：为了改善明流条件下城门洞形隧洞临界水深无显函数计算方法的现状,通过对城门洞形断面临界流方程的数学变换,并对引入的无量纲参数与相对临界水深关系进行分析及计算,将求解正常水深的超越函数采用指定的幂函数形式逼近,并应用改进粒子群优化算法求解该函数,得到了城门洞形断面临界水深的直接计算式。实例计算及误差分析表明:在工程实用范围内(临界水深与拱顶半径之比在1.00到1.85之间),该公式最大相对误差仅为0.37%,且物理概念清晰明确,形式简捷,能为水工设计手册的编制及工程设计提供有益的参考。

摘要：维持控制点水位稳定是保证输水渠道安全有效运行的前提。以控制点水位偏差为主要抑制因子,基于线性二次型(LQR)指标,构建了渠道系统水位偏差、偏差变率和流量控制的全状态空间模型,将加入预测模块的线性二次型算法在渠道系统的全状态空间中进行分析和综合,提出了扰动可预知模型的构造方法。通过脉冲响应测试来加深对算法结构的理解,使用南水北调中线电子渠道平台对算法有效性进行验证,验证结果表明,该算法在渠道运行工况改变后,仍能够维持渠道的稳定运行,算法设计极具潜在的应用价值。

摘要：实现动态的模型集成与管理是水力模拟云平台HydroMP建设的关键需求,其关键技术包括平台对模型的驱动、平台与模型的数据交换、平台对模型运行的实时控制以及平台对模型的动态管理。为实现水力模拟云平台中不同类型模型的集成,以满足不同用户的需求,设计了具有通用性和"热插拔"的模型集成方法。提出了不改变模型程序原有运行方式的可执行程序(EXE)集成方法和实现模型进程与平台实时通信的可交互集成方法。EXE集成方法无须更改源代码,只需开发数据转换文件即可实现模型集成;可交互集成方法采用标准通信接口程序对模型组件进行封装并生成新的模型程序,然后在平台中注册实现模型集成,可交互集成的模型进程在运行过程中能与云平台实时通信及数据交换。将两种集成方法应用于水动力模拟云平台(HydroMP),实现了不同类型遗产模型的动态集成和管理。