摘要：为高效高精度模拟大尺度城区的排水过程,掌握城市地表径流机制和管网排水规律,以银川市约310 km^(2)的城区为研究区域,应用耦合地表径流及城市地下管网排水过程的GAST模型,结合当地污水处理厂、管网、地形和土地利用等特征,基于普适性的数字地形高程DEM数据处理、土地利用类型划分、合流制排水管网和污水处理厂概化等技术,提出了一种基于复杂高密度管网结构优化技术的城区排水过程高效模拟方法。采用理想地形和实际地形对该方法模拟的精度和效率进行了验证,结果表明:对一级支管做删除概化处理对实际的管网排水过程模拟结果影响较小,20.46 km^(2)区域内一二维耦合节点数可削减27.8%,模型计算效率提高12.18%,且研究区域越大,计算效率提升越明显;模拟结果与实测值误差在6%以内,在保证模拟精度的同时大幅提高了计算效率。

摘要：低影响开发(LID)设施在治理城市内涝和径流污染中发挥重要作用,在我国海绵城市建设中应用广泛。溶解性有机质(DOM)是一类具有较强的吸附、络合作用的溶解态物质,其质量占比高达径流污染物的50%以上。为阐明DOM对LID设施运行的影响,结合国内外研究现状及进展,综述DOM自身性质及其对LID设施中重金属(HMs)、持久性有机物(POPs)的归趋以及对微生物环境的影响,指出DOM会通过吸附、络合与HMs、POPs作用,造成LID设施填料吸附位点饱和、填料堵塞、微生物相对丰度(RAs)改变等。本研究旨在为LID设施设计和运行优化提供参考。

摘要：以陕西省西安市天福和园小区为例,基于SWMM原理构建了水质水量计算模型,借鉴国内外相似地区相关模型参数的选取并结合实测数据确定模型参数。设计了9种重现期和5种雨峰系数条件的45场降雨,以分析不同降雨条件下研究区域的径流控制率与非点源污染负荷削减率的协同关系。结果表明:相同雨峰系数降雨条件下,径流控制率与非点源污染负荷削减率呈线性关系,COD、TN、TP和TSS 4种污染物的拟合函数曲线的协同系数均大于0.989;雨峰系数对拟合函数曲线的斜率与截距影响不大;建筑小区尺度下径流控制率与非点源污染负荷削减率存在高度的线性关系,可根据径流控制率推算出污染负荷削减率。

摘要：为探究极端暴雨条件下城市涝情的变化特征,应用二维水动力模型(GAST模型),对宁夏固原市主城区开展多暴雨工况下的积水模拟分析。采用2017年7月27日实测降雨数据对模型进行验证,经验证模型精度满足要求。基于研究区高精度地形数据、土地利用数据和实测数据,对12种短历时设计暴雨条件下的城市内涝时空变化过程进行模拟。模拟结果表明:随着降雨量的增加,道路积水面积及积水总量峰值均随之增大,但积水面积峰值增加趋势逐渐趋于平缓,积水总量峰值与之相反,增加趋势逐渐增大;降雨量越大,风险最大的Ⅳ级内涝积水面积及积水总量峰值增加趋势越明显,尤其在降雨量大于100 mm后,其增加趋势更加显著。研究成果揭示了固原城市极端暴雨下的内涝积水变化过程,对合理应对城市防洪排涝等方面具有借鉴意义。

摘要：在输水工程中,由于地形、地质等因素的限制,分叉型结构管道得以广泛推广和应用,分叉结构输水管道泄漏是国内外学者非常关注的一个重要问题,而瞬变流法是目前高效、精确且快速的泄漏检测方法之一。基于此,本研究构建了含分叉结构输水管道的瞬变流模型,探究了影响阀门末端压力变化的因素。结果表明,压力曲线的差异性随分叉管长度的增加而增大;压力曲线的衰减速率随阀门关闭时间的增加而变慢;泄漏量对压力曲线变化周期影响不大,但随着泄漏量增大,压力曲线的面积积分变小;泄漏位置不同,压力曲线在幅值处的形状不同,当泄漏位置位于管道上半段时,曲线在幅值处会凸起,当位于管道下半段时,曲线在幅值处会出现凹陷的趋势。

摘要：目前断丝是预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe, PCCP)结构性能评估时考虑的主要因素。由于砂浆对钢丝的握裹作用,断丝预应力损失的初始范围、扩展时机和扩展幅度是研究管芯预压应力保有量的关键指标。本文基于分布式光纤传感器,考虑了3类荷载作用下2类断丝的影响,对4根相同设计参数的PCCP进行了断丝直到破坏的原型试验研究。在恒定内压下集中与离散断丝、循环内压下离散断丝以及恒定外压下集中断丝试验中,管体破坏时的极限断丝数(率)分别为60(19.8%)、185(61.1%)、140(46.2%)和150(49.5%)。试验获得了不同工况下管体破坏过程中各层材料初始损伤和管体最终破坏时对应的断丝数量,揭示了管芯的预应力损失和破坏规律,展现了断丝PCCP结构性能评估时应注意的关键因素,为开发断丝破坏过程的数值模拟方法提供了依据。

摘要：受气候变化和人类活动的双重影响,传统水文序列的一致性假设受到破坏,在考虑非一致性的条件下探究相邻季节间旱涝复合事件的动态变化及主导因子,对区域的粮食安全与旱涝灾害防御意义重大。为探究非一致性条件下旱涝复合事件的动态演变特征及其主导因子,该研究以黄土高原为研究对象,基于广义可加模型拟合单季节标准化降水指数的边缘分布,构建二维Copula模型分析旱涝复合事件(中、重和极端情景下)的发生概率,并利用变量投影重要性准则探究复合事件动态变化的主导因子。结果表明:(1)1982—2015年间正常转旱、旱转正常、正常转涝和涝转正常事件分布广泛且发生频次较高(高于22次);(2)春-夏内蒙古持续干旱、夏-秋青海持续干旱、秋-冬宁夏持续干旱、冬-春山西持续干旱、夏-秋陕西持续洪涝、夏-秋甘肃持续洪涝事件的发生概率较大;(3)春-夏由旱转涝、夏-秋持续洪涝、秋冬由涝转旱、秋-冬持续干旱和冬-春季持续干旱事件的发生概率显著上升,对该区域社会经济与生态将产生不利影响;(4)复合事件发生概率动态变化的主导因素为北极涛动指数和太阳黑子指数。研究成果将为黄土高原地区旱涝复合事件的精准防御提供科技支撑。

摘要：为实现水电开发和生态保护的和谐发展,科学、定量、高效地分析水电站运行对河流生态的影响,已成为当前水利科学研究的热点。本文将基于Godunov格式有限体积法求解的水动力模型与栖息地适宜模型相耦合,并引入GPU加速技术,建立高效高精度栖息地适宜模型。以野狐峡下游为研究河段,花斑裸鲤为目标鱼类,对不同流量下河段产卵生境进行模拟,以确定电站建成后适宜目标鱼类产卵的生态流量。结果表明:流量在87.5~139m^(3)/s和338~562.5 m^(3)/s时,适宜花斑裸鲤繁殖的有效栖息地面积占其最大值的90.0%以上。为保障产卵栖息地状态良好,建议生态流量在499.2 m^(3)/s附近。该成果对保护黄河上游土著鱼类栖息地具有重要的生态意义,也可为评价水利工程对水生生物的影响提供科学支持。

摘要：水工洞室内基础地质现象在一定程度上可以反映地质灾害的发生,其分类与识别对于了解洞室内结构面分布状况、围岩性质以及指导下一步洞室勘探有重要意义。对水工洞室内地质现象和地质结构的分类识别分析通常采用手动作业的方式,但传统分析方法费时费力,难以实现分析过程的自动化。因此,采用多种深度学习模型和机器学习模型对水工洞室内基础地质现象图像进行分析,通过运用不同深度学习模型,并将Softmax分类器、随机森林及支持向量机应用于基础地质现象分类,对比并选择性能较好的模型进行耦合,可建立较优的水工洞室基础地质现象图像智能识别模型,在一定程度上实现了洞室内基础地质现象的自动识别分析,减少了地质工程师的工作量。

摘要：以亭口水库为例,在明晰反调节库与亭口水库互馈过程基础上,考虑修建新集-盘口水库对亭口水库的影响,并结合水库初期实际供水情况和入库水沙条件的丰枯特性,利用亭口水库水沙调度模型,对运用初期不同最高蓄水位下水库冲淤及供水过程进行模拟.通过多方案优化比较,绘制出可供水量与最高蓄水位之间的关系曲线,据此得出水库运行初期合理的水沙调度方式,即依据实际供水需求确定最优蓄水位.该成果不仅为亭口水库投运后运用管理提供技术支撑,也为多沙及高含沙河流类似水库的理论探索、规划设计及运用管理提供参考.