摘要：聚脲与聚氨酯相比,具有绿色环保、耐久性好、力学性能优异、施工面适应性强等优势,聚脲基防渗层被广泛应用于水工结构中。鉴于防渗聚脲尚无成型的结构设计计算理论,惯常采用的经验性设计可能会导致不安全、不合理、不经济的设计结果,本研究通过探讨聚脲基表面防渗涂层非线性分析的关键理论,基于有限单元法建立了非线性数值模型。在涂层基面开裂、水压荷载作用、伸缩缝变形等不同受力工况下,通过对材料的受力变形行为、剥离行为、破坏模式等分析,总结了涂层受力变形规律,并基于分析结果,提出表面防渗聚脲设计流程。研究表明:对于水压作用下的涂层基面开裂工况,涂层最大应力随水压荷载、粘结强度增大而增大,随开裂宽度变化不显著,涂层剥离长度随粘结强度增大而减小,随开裂宽度增大而增大;对于伸缩缝变形工况,涂层剥离长度均随涂层厚度增大而增大,涂层剥离长度随伸缩缝变形量增大而增大,随粘结强度增大而减小,剥离长度随水压荷载变化趋势不显著;涂层最大应力随涂层厚度增大而减小,随粘结强度增大而增大,随水压荷载增大而逐渐增大。最终基于数值分析结果提出了考虑伸缩缝变形工况下的聚脲涂层结构设计方法,形成设计流程并计算机软件化。

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：二次循环冷却技术是内陆核电建设的关键技术和重点研究方向,泵房流道内良好的水力特性对循环冷却水系统的安全、高效运行至关重要。结合世界首个采用超大型高位收水海水冷却塔二次循环冷却技术的核电项目,开展了循环水泵房流道物理模型试验,模拟分析了流道内流态、水力特性和启停泵过程的水位波动。试验结果表明:采用高位收水冷却塔的二次循环冷却水泵房具有“大取水流量、前池侧向进水、有限容积、高位布置”等特点,在不采取整流措施的条件下,流道内流速分布不均匀,吸水室内偏流严重,吸水喇叭口前存在预旋流,水泵吸水管涡角偏大,影响循环水泵的安全稳定运行。优化方案针对性提出“前池墩栅阵列分水整流+吸水室墩墙联合均流消涡”组合措施,改善了流道和吸水室内流态,满足了循环水泵平顺、均匀进流的要求。此外,根据启停泵水位波动的试验结果,给出了系统充水的最高静水位和启停泵间隔周期建议。研究成果可为后续核电厂二次循环冷却水系统的优化设计提供参考。

摘要：设置拦排沙系统是缓解抽水蓄能电站泥沙问题的有效方法之一。为验证浑源抽水蓄能电站下水库拦排沙系统的防沙效果，建立了浑源抽水蓄能电站下水库泥沙物理模型，进行了不同频率洪水入库试验。通过比较有、无拦排沙系统的输沙量及悬沙特性，论证了拦排沙系统的拦沙效果，并分析了影响拦沙效果的主要因素。结果表明：不建拦沙坝情况，进入下水库的泥沙直接相关于上游水沙条件，其相关系数大于0.8;修建拦排沙系统后，进入下库沙量明显减少、悬沙粒径细化，拦沙效果与拦沙库淤积情况的相关系数均大于0.7,拦沙库的淤积情况是拦沙效果的主要影响因素，而上游水沙条件的影响较小。

摘要：锚杆和衬砌是保证地震作用下隧洞围岩稳定的2种重要支护措施。将全长粘结式锚杆分段处理,建立复合加锚岩体单元模型,从物理参数加固和支护反力约束2个方面研究了锚杆对围岩的支护效应,据此提出了锚杆的抗震支护模拟方法。基于动接触力算法,通过模拟衬砌与围岩的动态接触过程,形成衬砌的抗震支护模拟方法。以某引水隧洞工程为例,研究了锚杆和衬砌2种支护措施支护参数的变化对围岩抗震效果的影响。结果表明:地震作用下锚杆和衬砌均具有良好的支护效果,但锚杆支护效果要优于衬砌,并且锚杆、衬砌均存在最优支护参数。计算成果可为地下隧洞的抗震支护优化设计提供科学依据。

摘要：南水北调中线工程冰期输水能力受限已成为制约工程安全运行和社会效益发挥的巨大障碍。认识和辨析通水以来中线干渠冬季水温冰情演变规律及影响机理,是中线干渠冬季输水能力提升亟需解决的关键问题。本文基于2011—2023年中线干渠连续12个冬季的气象、水力、冰情等原型观测资料,分析了中线干渠水温冰情时空分布本底和特征规律,明晰了影响中线干渠冰凌生消的关键因素,针对性提出了冬季输水能力提升的相关应对策略。分析表明:通水以来冰情发生的范围和时间相比理论预想偏小、偏短,冰凌影响区为七里河倒虹吸至北拒马河暗渠段,冰塞风险区为滹沱河倒虹吸至北拒马河暗渠段,多年平均冰厚15 cm,历史极端冰塞厚2.9 m,冰凌壅水最高值0.73 m;干渠冬季水温由南向北递减,依次出现岸冰、流冰和冰盖,日均气温转负后相应的断面平均测量水温在2.5、1.0和0.25℃左右,且沿程水温下降速率与流量和气温呈负相关,即增大输水流量可减缓水温下降速度;影响冰凌生消的关键因素是气温、流量、太阳辐射和风速,典型年如2016年的严重冰情与1月低累计负积温、大输水流量和短时寒潮叠加有关,漕河等渡槽失温快产冰量大与风速密切相关。基于上述分析,未来可考虑结合气象、水情、冰情实时监测和智能预警预报,建立水温-水量-水力协同调控和动态调度技术体系,重点从缩短冰期输水时长、降低冰情影响范围、优化关键控制指标和挖潜渠道防冰塞性能等多方面全面提升南水北调中线工程冬季输水能力。

摘要：针对梯级泵站系统运行效率普遍偏低、能耗损失较大等问题,建立了梯级泵站优化调度模型,引入了寻优能力强、搜索精度高的麻雀搜索算法(SSA),对算法中安全阈值和侦察者占比两参数进行了比选;据此提出了基于SSA算法的梯级泵站优化调度方法,并将其应用于密云水库调蓄工程中的三级泵站优化调度研究。结果表明,三种不同流量工况下,相较于现状方案,PSO及GA算法所得优化方案其系统运行效率可提升0.03%~0.18%,年运行成本可节省¥9,700~¥69,500。利用SSA算法所获优化方案在两项指标改进方面更为突出,可达到0.98%~1.20%的效率提升及¥369,000~¥443,900的年运行费用的节省,验证了SSA算法在梯级泵站优化调度中的可行性和高效性,可为梯级泵站优化调度提供一种合理可靠的方法。

摘要：1956~2016年海河流域是全国十大一级流域中地表水资源衰减最剧烈的流域.本研究基于地表水循环过程,结合海河流域降水及下垫面历史演变特征,将地表水资源衰减原因解耦为6项主要影响因素,逐项解析各因素的定量贡献,并揭示了海河流域地表水资源衰减的四大规律.一是主导因素规律,1980~2000年较1956~1979年流域地表水资源衰减117亿m^(3),降水变化是主导因素,贡献为70亿m^(3),占比为59%;2001~2016年较1980~2000年流域地表水资源衰减49亿m^(3),山区植被增加是主导因素,贡献为27.8亿m^(3),占比为56%.二是空间分布规律,2001~2016年较1956~1979年,山区受植被增加影响更大,如滦河山区,植被增加贡献为42%,平原区受农田拦蓄影响更大,如北四河下游平原,农田拦蓄贡献为51%.三是衰减趋势规律,2001~2016年较1980~2000年,受大规模植被恢复耗水增加影响,山区地表水资源仍在持续衰减,而平原区下垫面变化对地表水资源的影响已趋于稳定.四是可逆性变化规律,地表水资源衰减影响因素中,植被增加、农田拦蓄、城市化等人类活动对地表水资源衰减的贡献占36%,是降水-径流关系变异的主要原因.本研究改进了传统气候变化和人类活动两大归因分类模式,基于水循环过程解析了海河流域水资源衰减的原因及贡献,可为流域制定水资源衰减应对措施提供科学支撑.

摘要：系统识别了我国水资源保护利用“四水四定”管理中存在的问题,提出了以精准严格的管控指标、权威统一的监测系统、明确有力的管理体制、科学规范的管理制度以及协同高效的管理机制为五大核心体系,以水资源保护利用“四水四定”智慧水务管控平台为一个平台的水资源保护利用“四水四定”创新管理“5+1”模式;指出未来水资源保护利用“四水四定”管理的发展趋势包括统筹协调现有的水管理系统并实现升级,水量与水权结合面向“四水四定”激活交易市场,规范化建立“四水四定”的执行标准体系以及开展基于微观决策行为的水资源保护利用“四水四定”特定制度设计等方面。

摘要：【目的】砂是一种常见的建筑材料,在水利水电工程、交通、海洋和其他土木工程中应用广泛。在不同的工程应用中,砂土经受不同的加载过程和加载速率。因为加载速率效应,砂在相同幅值荷载作用下产生的变形有一定差异。这项研究旨在深入了解不同应变速率三轴剪切条件下砂的应力应变特性。【方法】采用相对密度为0.9的密砂,开展了一系列三轴固结排水剪切试验,在两种不同围压(750 kPa和2000 kPa)下对试样进行固结后,分别采用三种不同的常应变速率(0.00625%/min,0.0625%/min和0.625%/min)进行应变控制排水剪切。根据试验数据,绘制了应力-应变关系发展曲线,分析了应变速率对砂土偏应力和体积应变演化的影响。【结果】结果表明,在本试验采用的恒定应变速率和围压条件下,密砂在轴向应变约为2%时将发生屈服。屈服前,相同轴应变增量对应的土样偏应力增量和体积应变增量对剪切速率比较敏感,特别是体积应变,即加载应变速率较小时获得的土样剪应力较低,但体积应变(收缩)发展量较大。【结论】在屈服前,砂土的模量随着加载速率的增加而增大;但是屈服后,当加载达到大应变(ε1=15%)条件时,应变率对砂土应力变形的影响不明显。另外,在相同围压下,以不同应变率加载的砂样在加载过程中的应力比(q/p)-偏应变关系呈现出一致性。该研究可以提高对砂土力学特性的认识,并为砂土地基上的结构设计和安全评价提供参考。