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：预应力锚索作为边坡支护的重要技术,已经在边坡加固中得到了广泛应用,但锚固岩质边坡在地震荷载作用下的响应机制以及锚索受力变形规律还不明确。为此,开展了预应力锚固边坡离心振动模型试验,系统介绍了模型相似设计、模型设计与制作、地震荷载施加等试验关键技术,并以紫坪铺水库泄洪洞进口岩质边坡为原型,开展了简谐地震波作用下的锚固边坡离心模型试验。对试验结果进行了分析,并对该离心振动试验的主要影响因素进行了探讨。研究结果表明:地震作用下预应力锚索发挥了较强的被动支护作用,且越靠近滑面处应力应变响应越明显;边坡竖向位移与应力应变值的响应情况随地震烈度的改变产生明显变化。研究成果可为今后离心振动模型试验的开展提供参考与借鉴。

摘要：空气阀常常安装在输水管检修孔侧壁,进气后部分气体就会存留在检修孔上部产生气垫式压力罐的水击防护作用。据此,提出了水击补气式压力罐装置的设计方法,即利用泵站事故断电产生的水击负压现象,通过真空破坏阀或空气阀给压力罐补气,以防止输水管发生液体汽化现象并削减水击最大压力。然后,建立了水击补气式压力罐水力瞬变数值仿真数学模型。最后,以一个实际输水工程为例,计算比较了分别设置空气阀、空气阀调压室及真空破坏阀补气式压力罐时的水击防护效果,结果表明,补气式压力罐水击防护效果最好。

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：用水演变态势与需求峰值事关经济社会发展、生态环境保护大局,直接影响国家水网规划布局和重大水利工程建设。本文在水达峰内涵解析的基础上,总结了水达峰的自然社会特征和内涵,阐明了水达峰与需水、用水、缺水之间的关系,深入分析了中国统计用水量出现拐点的现象以及造成这种现象的6种可能原因,指出目前尚不能得出中国用水需求已达峰的结论。通过与国际上发达国家水达峰时人均GDP、产业结构、城镇化率等主要指标对比分析,认为中国现阶段也不具备水达峰的经济社会基础。最后指出,目前中国水资源保障安全的压力仍然较大,未来用水演变态势存在一定的不确定性,中国用水何时达峰、达峰水量是多少等结论需要进一步深入研究。需要做好国家水网工程的顶层设计,提升不同尺度的水资源优化配置能力,为国家高质量发展提供水资源保障。

摘要：为了研究引水工程的建设对松花江悦来河段水沙变化的影响,构建了松花江干流悦来河段的平面二维水沙数学模型,分析了引水工况对松花江悦来河段的流速、水位、分流比和冲淤分布的影响。研究结果表明:松北引渠引水入松花江致使入江处水位抬升为0.03~0.04 m,由于松南引渠引水,致使取水口附近的主河道水位下降约0.03 m;在天然条件下,松南下口引渠位置分流量为78 m~3/s,分流比为8.8%,在取水方案下,松南上口引渠分流量为104 m~3/s,分流比为8.5%,松南下口引渠分流量为323 m~3/s,分流比为28.9%;在天然条件下,悦来河段主河道呈现冲刷状态,冲刷深度为1.0 m左右,双口引渠导致取水口附近的泥沙淤积较天然条件有所增加,其中松南引渠下口淤积更为显著,引渠口门处淤积厚度可达1.0 m以上。

摘要：堆积体广泛分布于我国西南大江大河的河谷地带,在降雨条件下其稳定性直接关系到大坝的安全稳定。设计了水库库岸堆积体边坡强降雨离心模型试验系统,开展了强降雨诱发库岸堆积体边坡失稳离心模型试验,对降雨作用下滑坡地质演化及灾变过程进行研究。基于试验结果,进一步开展数值模拟研究,分析了满库容不同降雨强度下强降雨对不同库水位及堆积体渗透性的边坡稳定性影响。结果表明:水库蓄水阶段堆积体边坡前缘在浮托力和泡水软化作用下造成抗滑力下降。但指向坡体内的渗透压力对坡体起到加固作用。两种竞争机制作用下产生的后缘细微裂缝对降雨阶段边坡变形发展产生重要影响。降雨主要造成坡表侵蚀及径流,少部分从裂缝入渗造成后缘浅层下沉。若不加处理,则边坡有可能发生推移式整体破坏。因此,库岸堆积体边坡后缘裂缝的处置是地质灾害防治的关键。

摘要：分析了钢丝的预应力作用机理和管道的破坏过程,提出了一种基于力学仿真分析的PCCP断丝预警与报警阈值评估方法。通过ABAQUS程序建立了PCCP有限元模型,模拟了包括铺设垫层、安装管道、分步回填在内的完整施工过程,计算了不同埋深、不同设计工作压力近百种工况下管道预应力钢丝、钢筒和管芯混凝土的应力状态,提出将管芯混凝土在水锤作用下起裂的最大允许断丝数作为爆管预警阈值,将管道埋地承载力极限状态的最大允许断丝数作为爆管报警阈值,并分析了不同工作内压和埋深条件下PCCP断丝预警与报警阈值之间的关系。

摘要：pH值异常升高(pH值>9)正日益成为滇池及其他高原湖库的主要水环境问题之一。为了探索近年来滇池为何频频出现pH值异常升高的现象,并识别分析其主要的驱动因素,采用相关分析和多元线性回归对滇池外海2016—2019年期间8个监测点的7个水质指标进行了系统性研究,结果表明:滇池pH值异常升高的现象主要出现在夏、秋、冬三季,其中夏、秋两季无水质指标与pH值呈显著正相关,冬季pH值与DO浓度、叶绿素a浓度存在显著的正相关关系。夏、秋、冬三季叶绿素a浓度对pH值异常升高都有较大的贡献,它们的标准化系数分别为0.260、0.231、0.444,且这种贡献在秋冬季都要高于其他理化因子并具有显著性。夏、秋、冬三季的多元线性回归模型均具有统计学意义,且变量共线性和回归残差偏态均不严重,明确指出了滇池pH值异常升高的主要原因是浮游植物异常增殖。研究成果可为高原湖泊及水库pH值异常升高成因识别与科学施治提供方向。

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。