摘要：火/核电站的泵房前池作为循环水系统的重要组成部分,关系到电站整体的稳定、安全和高效运行。本文以单进流条件下,纵横比为0.193,且进流平面扩散角达到180°的某核电站超窄联合泵房前池为研究对象,通过多方案多组次的系统模型试验,提出了半圆形扩散墩和悬空隔板相结合的水力性能优化措施,在不大幅改变原设计方案的基础上,消除了原方案前池内水体的大幅紊动、壅高和强回流等不利的水力现象,提高了泵房流道各断面流速分布的均匀性,基本实现了泵房吸水室两侧进水断面的对称进流,同时降低了泵房吸水室内的水面涡强度,使得泵房流道整体的水力性能得到优化。研究成果可为类似火/核电站泵房前池的设计和水力性能优化提供参考。

摘要：河道内鱼类上溯路径不唯一,聚集位置更是难以预测,对鱼类上溯行为进行有效引导有助于提升过鱼设施进口的效率。为此,该研究提出了一种导鱼堰的概念和设计方法,结合姚家坪水电站的过鱼设施,利用流场三维数值模拟、鱼类洄游(active fish migration,AFM)模型和实鱼试验对导鱼堰的效果进行评估。结果表明:姚家平水利枢纽工程的导鱼堰上下游水面落差为0.36~0.40 m,过堰水流流速可达1.5~2.8 m/s,形成阻鱼的屏障,并在导鱼堰下游侧形成了诱导鱼类向集鱼渠进鱼口游动的唯一低流速上溯通道,鱼类聚集点趋于唯一,验证了导鱼堰方案的合理性。利用鱼类洄游模型对导鱼堰的导鱼效果进行预测,结果表明,下游高水位和低水位2种工况下,90%以上的鱼类游动路径均表现出相似的规律,鱼类沿河道右岸和导鱼堰下游侧的低流速通道上溯,并最终聚集在集鱼渠的进鱼口处。放鱼试验中试验个体全部进入集鱼渠,结果进一步证实导鱼堰可以有效引导鱼类游动路线,并在集鱼渠进鱼口处形成唯一的聚集区。本文提出的导鱼堰丰富了生态水工建筑物的形式,可为过鱼设施进口的水力设计及下游河道的局部整治提供参考。

摘要：为了揭示重力坝坝基体系地震破坏过程,需要同时考虑坝体和地基的损伤破坏。本文建立了较为完整的重力坝-地基-库水非线性动力分析模型,同时利用笔者开发的程序模拟了重力坝地基体系的地震破坏。结合印度Koyna坝震害,研究了坝体和地基岩体均采用损伤模型重力坝地基体系的地震破坏过程。作为比较分析,对坝体采用损伤模型、地基采用Drucker-Prager弹塑性模型进行了重力坝地基体系的地震破坏研究。计算结果表明,地基分别采用损伤模型和Drucker-Prager弹塑性模型,得到不同的破坏模式。坝体地基均采用损伤模型模拟的结果与实际震害接近,能更好反映重力坝地震损伤破坏。

摘要：为研究城市下垫面空间格局对社区尺度内涝过程的影响,构建社区尺度下的8种不同城市下垫面空间格局,并建立相应的城市内涝数值模型,模拟6种不同重现期(2 a,5 a,10 a,20 a,50 a,100 a)设计降雨条件下内涝过程;基于不同下垫面和降雨情景下的内涝数值模拟结果,分别从内涝淹没特征值、时空变化过程、水动力特性等方面开展分析。结果表明:①城市下垫面空间格局对社区尺度内涝淹没特征值、淹没时空变化过程和内涝积水流速分布均有一定影响;②设计降雨重现期为2 a、5 a、50 a和100 a时,不同城市下垫面空间格局间的积水总量峰值、积水面积峰值、区域最大积水深差别显著,重现期为10 a和20 a时,无明显差别;③内涝积水较大流速分布主要集中在道路交汇处,在本研究构建的情景中,最大流速的差值占比为31.9%;④在8种不同城市下垫面空间格局中,环形放射型格局在应对内涝方面更具弹性。本研究可为城市下垫面空间管控和城市内涝形成机理研究提供科学参考。

摘要：PCCP是由混凝土管芯、钢筒、预应力钢丝以及砂浆保护层构成的复合结构,不但承受内水荷载,还有外部土荷载、管体自重与水重、活荷载以及临时堆土等外荷载作用,在外荷载作用下PCCP的变形规律与内荷载的变形规律完全不同。为研究PCCP在极限外荷载作用下的变形规律,在国内外首次采用BOTDA和FBG光纤传感技术,并将光纤在PCCP制造过程中植入钢筒表面,采用三点试验法对内径2.6 m埋置式PCCP原型管进行了外荷载试验,在加载过程中连续测试PCCP各层结构的应变响应。通过深入分析测试数据发现,在三点法试验加载过程中,管体结构各层材料的变形与外荷载正比相关,钢筒外侧管芯混凝土与钢丝的变形协调一致,钢筒内侧管芯混凝土与钢筒的变形基本协调一致。管腰处管芯混凝土外侧和钢丝受拉,管腰处管芯混凝土内侧和钢筒受压,管顶和管底则与之相反,但变形协调规律一致。外荷载原型试验获得了PCCP各层结构受载响应规律,为PCCP结构深层次的基础理论研究和工程应用提供了宝贵的试验资料。

摘要：社会水循环是能源消耗和碳排放的密集区,深入研究其各个环节的能耗和碳排放空间分布及强度特征对实现双碳目标至关重要。该研究基于生命周期评价方法,构建社会水循环碳核算体系及碳排放综合测算模型,以黄河流域66个地市(州)为例,估算社会水循环全生命周期能源消耗和碳排放。研究发现:2017年黄河流域下游地区的单位面积碳排放量最大,约是上游地区的7.4倍;在取水、供水、用水、排水四大环节中,用水环节碳排放量最大,其中居民生活用水的碳排放量最大,占用水环节碳排放的59.7%,占社会水循环总碳排放的54.7%,是社会水循环碳减排的重点环节;黄河流域社会水循环各环节碳排放强度依次为:用水>排水>供水>取水。针对碳减排重点区域和环节,提出了社会水循环节能降碳的建议。

摘要：三江平原土地利用(LU)变化及其引发的大规模水资源开发利用活动对当地水文循环产生了明显扰动。为明确三江平原水量平衡特征及其存在的问题,基于2000—2014年土地利用连续变化情景的水文循环仿真模型,在其他数据和参数不变的前提下,建立假设模型和预测模型,分别模拟2000年起已控制LU变化和2014年后控制LU变化2种假设LU管控情景的水文过程,对比3种情景下的水量平衡。结果显示:如果2000年开始就采取积极的LU管控措施,此后的15a将有效减少三江平原对外调水的依赖,改善地下水超采的现状,甚至使平原区地下水储量年均增加3.08亿m^(3);如果2014年才实施土地利用管控措施,巨大的水资源开发利用惯性将使平原区地下水年均亏空量达到14.26亿m^(3),甚至使全区域的蓄水量由盈转亏,年均亏损4.25亿m^(3)。三江平原要实现各层次的水量收支平衡,除了尽快控制高耗水LU类型的过快增长,更加积极的水资源调配及相关工程的建设势在必行。

摘要：五嘎冲拱坝右岸坝肩由于存在张性裂隙、软弱层以及泥化夹层等地质缺陷,坝肩抗滑稳定不能满足要求而采取加固措施。根据工程最新揭示的地质资料、拱坝结构设计成果以及加固处理措施,建立拱坝–地基整体三维数值模型。采用满足Mohr-Coulomb屈服准则的节理单元,模拟基岩中张性裂隙、软弱夹层、层间泥化夹层等构造。采用非线性有限元法,对加固前后坝基岩体及结构面的变形、屈服区进行对比分析,评价右岸坝肩加固处理措施的有效性,采用水容重超载法分析拱坝坝体和地基岩体的变形以及屈服状态的发展过程,给出加固处理后拱坝–地基系统的整体安全度,结合工程类比,综合评价五嘎冲拱坝的整体安全性。计算成果表明,针对右岸L1张性裂隙所进行的加固处理措施可明显提高右岸坝肩的稳定性,加固效果显著,五嘎冲拱坝坝肩加固处理后超载安全度较高,处于高坝工程的偏上位置。

摘要：高拱坝的安全是坝工界非常关注的问题,其中的核心问题之一就是大坝在当前荷载工况下的真实工作性态。本文从高拱坝真实荷载、分析方法与技术、参数与准则等3个方面就近几年来取得的有关高拱坝真实工作性态仿真的理论与方法的成果进行系统的阐述,建立起高拱坝真实工作性态仿真研究的整体概念,服务于高拱坝的设计与施工。

摘要：依托贵州省仁怀市石坝河水库堆石混凝土重力坝,基于大坝设计资料与温度监测数据,对大坝自密实混凝土、堆石混凝土以及常态混凝土的关键热学参数进行反演。在此基础上,模拟大坝浇筑过程、混凝土硬化过程以及气象变化过程,采用有限元仿真方法进行大坝施工期全过程工作性态仿真计算,对大坝的温度场和应力场的分布和演化规律进行分析,评估大坝整体安全性。分析结果表明,仿真反演得到的坝体温度过程能够真实反映施工期坝体的温度变化规律,坝体内部一般3~5d达到最高温度,水化热温升在4~7℃之间,夏季浇筑时最高温度约为35.0~39.5℃,冬季浇筑时最高温度约为25~28℃;除了大坝溢流坝段表面在低温季节局部拉应力较大外,其余部位应力均未超出混凝土的强度,大坝整体安全可以得到保障,说明堆石混凝土重力坝大仓面浇筑方式是可行的。