摘要：当前针对大体积混凝土通水冷却热流耦合问题的数值分析还存在许多不足,面临着简化较多、精细模拟十分困难的局面。为此,基于Comsol Multiphysics多场耦合有限元软件中的流体流动模块和传热模块,进行了通水冷却热流耦合精细化数值分析,将计算结果与理论解、通水冷却等效算法进行对比,验证了Comsol耦合精细化算法的正确性和可行性。结果表明,Comsol耦合精细化算法在模拟水管沿程温度变化和水管附近的温度值变化方面比等效算法更加精确,更能体现真实的温度梯度,为后续的热应力分析奠定了基础。

摘要：湖泊水位是影响湖泊生态系统以及植被分布格局的重要因素,湖泊水位的异常波动通常是导致湖泊生态系统退化与失稳的主要控制因子。以梁子湖为研究对象,基于对研究区1981-2000年近20年降水量与湖泊水位数据的统计分析、频率分析、以及对应时期Landsat遥感影像数据解译与植被覆盖度估算,通过对丰水年、平水年与枯水年湖泊水位变化特征与湖岸植被分布格局的探讨,分析梁子湖水位波动对湖岸植被分布格局的影响及对应关系。结果显示:①梁子湖水位自然波动遵循春季低水位、夏季高水位的节律,春季枯水期平均水位为17.50 m,夏季丰水期平均水位为18.50 m;②年内丰水期高植被覆盖度(>60%)区域面积明显大于枯水期;③丰水年、平水年和枯水年的代表年份1983年、1992年与2000年枯水期湖水位分别为17.09、17.47以及17.50 m,与多年平均水位相同的2000年高植被覆盖度区域面积最大,表明春季湖水位保持在多年平均水位更有利于湖岸带植被萌发与生长;④1983年、1992年与2000年丰水期湖水位分别为20.71、19.15和16.73 m,高植被覆盖度区域面积表现为2000年>1992年>1983年,表明2000年夏季水位的异常降低,导致湖岸带扩张,湖泊水生植物疯长,植被覆盖度显著升高,可能引发水体生态失衡。由此可见,保护与维持河湖水位自然波动的节律是河湖生态系统保护的关键。

摘要：干旱是影响植被生长的重要因素之一,因此研究植被对不同时间尺度干旱的响应具有重要意义。利用1982—2019年汉江流域逐月降水和归一化植被指数(NDVI)数据,计算得到不同时间尺度下的标准化降水指数(SPI)、植被状态指数(VCI)和植被覆盖度(FVC),分析了植被时空变化及对多时间尺度气象干旱的响应特征。结果表明:汉江流域生长季NDVI在时间上呈现波动上升趋势,植被覆盖度在空间上表现为西高东低的分布特点;随着时间尺度的增加,干湿交替频率减小,表征干旱事件对降水的敏感性在降低;从干旱趋势来看,分别有37.62%和62.38%的地区呈现上升和下降趋势;从干旱频率来看,各季干旱高频事件集中在流域中部和东部;在年尺度下,NDVI与SPI-12在大部分地区呈负相关,有43.26%的地区表现为正相关,主要分布在流域中部和东南部;在季尺度下,春季NDVI对SPI-3的响应最明显,85.64%的地区表现为正相关;在月尺度下,汉江流域春季VCI受SPI-1和SPI-3的影响最为明显,而秋季VCI对SPI-12的响应更为显著;在不同土地利用类型中,草地和耕地与SPI的相关性较高,说明其对干旱的抵抗力较弱。

摘要：“多水源-多用水户”的供水模式是水资源供需紧张地区常见的模式,如何利用这种模式构建合理的水资源配置方案,缓解或解决地区水资源供需矛盾问题是值得研究的课题。提出了一种基于水源-用水户拓扑关系优先级调度的水资源配置模型,该模型将不同地区、行业的用水需求具化到用水户,通过构建水源与用水户之间交互的供用水次序的拓扑关系、用水户受水优先次序、水源之间串联或并联的空间分布关系等等多层次的拓扑关系,以优先级调度为主,通过统一编码得到该地区“水源-用水户”的所有供水行为的次序,以满足地区灌溉、供水设计保证率要求为目标,兼顾用水户之间的公平,来实现水资源的优化配置。以蕲水灌区为研究对象,基于水库、河道、湖泊、地下水、中水回用等5类供水水源,蟹鸭、花园、飞跃、鹞鹰岩、黄河厂等5个计算片,农业灌溉、生活工业等用水类型,考虑节水和退还河道基本生态水量,构建基于水源—用水户拓扑关系的水资源配置模拟模型,进行1956-2018年长系列调算。规划水平年2035年蕲水灌区多年平均总需水2.49亿m^(3),总供水2.38亿m^(3),缺水量0.11亿m^(3),生活工业供水保证率95%,农业灌溉供水保证率80%,满足设计保证率要求,灌区水资源供需实现平衡。结果表明该模型能够较好地模拟“多水源-多用户”的复杂的水资源供需系统的配置计算。

摘要：以武汉市港西片区为研究对象,构建了暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)和Newflood模型的城市地表水文水动力耦合模型,模拟不同重现期设计暴雨情景下研究区内涝积水变化情况,分析了城市内涝对不同强度降雨条件的响应特征。结果表明:构建的耦合模型可较好地模拟研究区内涝积水变化情况,SWMM模型的纳什效率系数在率定和验证环节中均高于0.8,Newflood模型模拟的积水点位置及对应的最大积水深与实际情况较为吻合,模型模拟效果较好;随着设计降雨重现期的增大,研究区的淹没面积、淹没水量及平均水深也随之不断增加,研究区总淹没面积由1.55 km^(2)增加至2.65 km^(2);在5 a一遇~100 a一遇的所有设计降雨情景下,研究区域的积水情况主要以轻微积水为主,积水深度大于0.15 m的区域占淹没面积的比例随着重现期的增大而增加,重现期为100 a一遇时该比例达到最大。研究成果可为城市内涝防治和管理提供技术支撑和参考。

摘要：随着社会经济的发展,城市化水平不断提高,改变了原始的下垫面条件,严重影响了水循环机制,由此引发一系列城市内涝、水环境污染等城市水问题。低影响开发(LID)能缓解城市化所引起的雨洪放大效应,而LID措施设计的一个关键性问题就是探究下垫面变化对洪水过程的影响。通过对比城市雨洪模型,选取Win-TR55模型,其为小流域设计洪水模型,该模型的产流核心为SCS-CN径流曲线模型,其突出的特点是计算过程简单、所需要的参数较少,并综合考虑了流域降水、下垫面类型等因素变化与径流之间的关系。基于上述模型分析了武汉市九龙生态公园的下垫面在现状、传统开发以及低影响开发条件下,模拟了不同重现期下的设计洪水过程,根据洪量、洪峰以及淹没范围的变化评估了低影响开发的水文效应。结果表明:(1)在3种开发模式下,传统开发下的CN值最大,低影响开发条件下的CN值最小;表明在低影响开发模式下,改变了下垫面类型,增加了调蓄容积,相应的CN值减小,产流量也减小。(2)在低影响开发条件下,一年一遇、五年一遇、十年一遇以及五十年一遇的洪量的削减率可达到:96.74%、81.58%、73.46%、61.13%,对于洪峰的削减率可达到:94.14%、70.63%、60.64%、45.42%。(3)设计淹没范围的削减率可达到:74.35%、63.60%、51.14%、6.83%;从模拟的结果可以看出,随着雨强增加,低影响开发的雨洪控制效果逐渐变弱。研究成果可为区域LID设施的设计提供水文依据。

摘要：利用同位素标记不同水体的方法,对汉北流域内稳定同位素进行测试与分析,探讨研究区内大气降水、河流、土壤水和地下水体的转化关系及转换比例,以期为研究区内水资源可持续管理提供技术支撑。结果表明:汉北流域的区域降水线为:δD=8.44δO+7.88,与全球大气降水线比较,汉北流域的大气降水线斜率与截距存在一定程度的偏移,其降雨受蒸发作用的影响较为明显;对汉北流域不同水体转化率进行计算,汉北流域河流水中大气降水占比约为38.2%、土壤水占比约为15.8%、地下水占比约为19.3%。

摘要：良好的水肥调控模式是维持、提升土壤肥力的重要措施,也是作物高产的重要保证。为了探究不同水肥调控对水稻产量,干物质量及稻田土壤肥力的影响规律,在湖北省漳河灌区开展水稻种植的测桶试验研究,供试品种为荃早优丝苗,设置淹灌W1和间歇灌溉W2两种灌溉模式以及常规肥N1和5种施肥水平的缓释肥N2处理,其中同N1常规肥肥效相同的为N2F(1)处理,并在此基础上将施肥水平各增加、减少25%、50%,共设计N2F(0.5)、N2F(0.75)、N2F(1)、N2F(1.25)、N2F(1.5)5种处理。采集泡田前、黄熟期土样、植株样,对土壤全氮(TN)、全磷(TP)含量及黄熟期干物质量、产量进行分析。结果表明:间歇灌溉W2N2F(1)处理的产量为17128.4 kg/hm^(2),比产量最高W1N2F(1)处理低5.73%。W2N2F(1)处理穗部干物质分配比例为44.81%,低于W1N2F(1)处理4.9%。两种灌溉模式下常规肥N1条件土壤中TN的含量显著高于泡田前,W1N1和W2N1处理土壤TN含量分别为1.38 g/kg、1.57 g/kg,且与缓释肥各处理间差异显著(P<0.05)。土壤TP的含量整体低于泡田前。间歇灌溉W2N2F(1.5)处理TP含量最高,为0.37 g/kg,高出W2N1处理101.29%。间歇灌溉较淹灌可以更好的维持土壤中的TN含量及提高水稻的有效穗数,缓释肥可以提高土壤的氮磷肥力和穗部干物质的积累,进而增产。

摘要：TDOM是一种所有物体的倾斜角度均被纠正的数字正射影像,无投影差和漏洞,位置及图像更加精准,在各工程建设领域具有很高的应用价值。文章介绍了基于倾斜摄影技术制作TDOM的主要理论和方法,总结了影响TDOM质量的主要因素,提出了相应的解决方案,为TDOM的制作提供了新的思路。最后,探讨了TDOM在水利工程建设领域的相关应用。

摘要：为了解决传统的不规则三角网(Triangular irregular network,TIN)算法在陡崖反坡地形滤波时,由于陡崖反坡会产生多个投影交点,坡度出现负值,陡崖反坡区域岩壁点往往被错误过滤的问题,提出一种刚性坐标变换与TIN结合的机载激光雷达(Light detection and ranging,LiDAR)点云滤波算法。采用刚性坐标变换的方法重新构建陡崖面的直观形态,将陡崖反坡等特异地形常规化。以湖北省恩施市姚家平水利枢纽工程坝址区域的陡崖反坡数据进行滤波分析,构建了侧向数字高程模型(DEM)表达陡崖地形,实现了侧向DEM在坝体填筑量计算上的应用。结果表明:该算法能够在陡崖反坡区域大幅降低Ⅰ类误差,并将Ⅱ类误差控制在一定范围内;应用该技术可为大坝设计提供直观准确的DEM,为三维设计提供了新思路。