摘要：土壤入渗特性的变异特征具有明显空间依赖性和尺度效应,其多尺度上的参数估值是农田灌溉设计和管理的重要基础。该研究以在关中平原进行的52组双环入渗试验为基础,通过比较不同方法计算的标定因子对Kostiakov公式的标定效果,结合小波分析和通径分析方法识别并量化分析标定因子和土壤特性参数(土壤机械组成、容重、初始含水率和有机质含量)在多尺度的相关性,在此基础上分别利用多元线性回归(Multiple Linear Regression, MLR)、BP神经网络(BP Artificial Neural Network, BP-ANN)和支持向量机(Support Vector Machine, SVM)3种方法构建估算标定因子的土壤传递函数。结果表明,采用最小二乘法计算标定因子对Kostiakov公式的标定效果最优,所有测点标定后累积入渗量与实测值的均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)、平均偏差(Mean Bias Error, MBE)、相对误差绝对值均值(Mean Absolute Value of Relative Error, MARE)分别为1.83 cm、0.24 cm、21.2%;多尺度条件下,土壤容重、砂粒、黏粒和有机质含量组合是引起研究区域标定因子空间变化的主要变异源,其中标定因子与砂粒和有机质含量呈显著正相关关系(P<0.05),总通径系数分别为0.78和0.65,与黏粒和土壤容重呈显著负相关关系(P<0.05),总通径系数分别为-0.74和-0.68;采用SVM法构建估算标定因子的土壤传递函数精度最高,其验证集所得入渗量估算值与实测值具有较高的一致性,两者间的RMSE、MBE和MARE分别为1.92 cm、0.05 cm和27.6%,说明SVM法可用于构建估算标定因子的土壤传递函数。研究结果有助于揭示多尺度上土壤入渗特性的变异特征和解决入渗参数难以快速获取的问题。

摘要：低影响开发(LID)雨水系统构建是海绵城市实现雨水控制与利用的有效手段,其中雨水生物滞留系统的设计对城镇区域削减雨水径流量与降低径流污染等具有重要的意义。在综合国内外研究成果的基础上,探讨了雨水生物滞留系统的规模、填料、植物、布局等关键设计要素的选择和确定方法。首先,对雨水生物滞留系统的规模设计方法进行了归纳总结,并阐述了不同种类填料改良的效果以及对雨水生物滞留系统性能的影响;然后,介绍了雨水生物滞留系统常用的优化模型和布局优化研究进展,并对雨水生物滞留设施中的植物应用研究进行了归纳和讨论,指出寒冷地区影响LID设计的关键因素是冻融与融雪剂,湿陷性黄土地区LID设计的要点在于防渗漏及避免土体沉降;最后,提出雨水生物滞留系统设计中存在的问题和未来需要加强研究的重点方向。

摘要：为了准确高效得出三角堰泄流系数的大小,本研究基于广义神经网络、最小二乘支持向量机和遗传规划对三角堰流量系数进行智能建模.将无量纲参数堰顶角、弗劳德数、堰顶长与堰高之比、堰顶长与堰顶水深之比作为模型输入参数,流量系数作为模型输出参数.研究表明,最小二乘支持向量机性能优于广义神经网络和遗传规划.在测试阶段,均方根误差为0.00073,散射指数为0.00102,决定系数为0.99959,最大误差为1.7%.该模型精度较高,预测值较准确,具有较强的工程适用性.本研究通过对三角堰流量系数进行智能建模,采用机器学习对非线性物理关系进行高精度拟合,准确高效得出三角堰流量系数的大小,可为水利水电工程设计人员和我国灌区精确量水用水提供一种新的方法和思路.

摘要：冲击式水轮机是开发利用高水头段水能资源的主力机型,能够在宽运行区间内实现高效率且低振幅的稳定运行,但其过流部件在结构上不连续、内部流动尺度多变以及流动特性具有强烈的瞬态特征等方面均给试验研究和数值模拟带来了不小的挑战,严重制约了冲击式水轮机性能预测及结构优化设计相关研究。该文针对近三十年来冲击式水轮机内部流动与泥沙磨损特性的研究工作展开综述,系统归纳并介绍了流动过程中存在的不稳定现象与其形成机理,阐明了冲击式水轮机内部不良流动与泥沙侵蚀破坏对机组效率和过流部件寿命的影响,总结了改善不良流动和减少泥沙磨损的相关经验以及技术措施,讨论了磨损与空化耦合作用的研究难点,指出更高精度的湍流模型选择、多尺度侵蚀模型的优化改进以及空化与磨损耦合的多相流模拟等方向是未来研究的关键难点,为冲击式水轮机的进一步优化设计以及机组高效可靠运行的实现提供理论基础与技术支持。

摘要：针对合流制管网系统在雨天溢流污染严重,造成城市水体黑臭现象的问题,以银川市某高密度城区合流制管网系统为例,基于SWMM模型,在短历时设计降雨和长历时设计降雨两种条件下,模拟分析了合流制溢流(CSO)调蓄池、雨污管道混错接改造、绿化带海绵化改造等“灰绿”协同措施对CSO污染的影响。结果表明:CSO调蓄池、雨污管道混错接改造、绿化带海绵化改造及“灰绿”措施结合4种方案在短历时、长历时设计降雨条件下,随着降水量的增加,溢流水量及溢流污染物负荷均增加,溢流削减率均逐渐减小,其中“灰绿”措施结合方案对溢流污染的削减效果最为显著;重现期小于5 a时,溢流水量削减率与溢流污染物负荷削减率基本达到80%;降雨条件为中雨时,污染物负荷削减率基本达到75%;重现期为20 a时,溢流水量削减率及TSS、COD、TP、NH^(+)_(4)-N负荷削减率分别达到64%、70%、70%、70%、70%;降雨条件为大雨时,溢流水量削减率及TSS、COD、TP、NH^(+)_(4)-N负荷削减率分别达到28%、32%、26%、31%、33%。

摘要：为了探索在不同转速下均可有效提高压气机失速裕度的扩稳方法,以跨声速压气机为研究对象,利用缝式机匣处理和叶顶喷气进行耦合设计,并参数化研究了缝数目、缝长、缝宽及喷嘴周向宽度对压气机性能的影响规律,结合非定常数值模拟揭示了耦合型机匣处理的扩稳机理。研究结果表明,在100%、80%、60%转速下,压气机失速裕度分别提高9.31%、8.26%、8.68%,设计点效率分别降低0.77%、0.23%、0.41%。缝数目、缝长、缝宽是影响压气机失速裕度及效率的显著因素,而喷嘴周向宽度对压气机失速裕度及效率的影响较小。耦合型机匣处理内形成了抽吸、喷气的耦合流动循环,耦合强度的增加有利于压气机失速裕度的提高,但会降低压气机效率。耦合型机匣处理提高了叶顶负荷,但降低了叶顶泄漏强度,极大消除了叶顶泄漏涡引起的叶顶堵塞,这是压气机失速裕度提高的主要原因。耦合型机匣处理具有在不同转速下均能有效扩稳的潜力。

摘要：为了研究高延性混凝土(high ductile concrete,HDC)加固震损古旧砌体的抗震性能,对6个HDC加固震损古旧砌体试件进行低周反复荷载试验,研究HDC加固面层总面积、砌筑砂浆强度、试件开洞口数量等因素对各试件的破坏特征、滞回曲线等抗震性能指标的影响程度。试验结果表明,用HDC加固后古旧砌体的峰值荷载较加固前最大提升可达313.4%,延性位移系数较加固前最大提升可达151.3%。在试验基础上,通过确定骨架曲线恢复力模型、卸载刚度退化规律并结合加卸载滞回规则,建立适合HDC加固震损古旧砌体结构的三折线恢复力模型。所得到的计算曲线与试验曲线吻合度较好,该三折线恢复力模型可用于地震作用下HDC加固震损古旧砌体的非线性动力反应分析。

摘要：为探明城市更新发展中局部片区改造对整体地表径流过程和地下管网排水过程的影响。本文应用耦合水文和水动力学过程数值模型,以银川市西夏区南部和金凤区北部分别作为老城和新城更新片区,进行老城管网雨污分流改造及新城城市边缘区居民用地扩建研究。研究表明:雨污分流对老城地表积涝和管网堵塞均有显著提升作用,不同组合方案局部改造较原始地块可减少地表积涝水量25.06%~49.63%,在峰值时刻和退水3 h后管网充满度<1所占比例较改造前分别提升1.51~2.39倍和1.32~2.66倍(1≤P≤5)。不同面积占比的新城扩建(0.56%、0.30%、0.19%)对城市地表积涝和降雨径流控制率影响随着降雨重现期增加而增大,但其增速在P=20时变缓。因此应充分考虑局部改造对整体城市区域雨洪过程的影响,以避免因城市更新而导致城市洪涝灾害加剧,达到防患未然效果。

摘要：利用高延性混凝土(high ductile concrete,HDC)良好的黏结性能和裂缝控制能力,对19根达到极限承载力的无腹筋混凝土梁进行加固处理,并对其进行四点弯曲性能试验,研究了HDC加固震损混凝土梁受弯的裂缝开展情况、破坏形态、承载力、挠度及应力变化的影响,分析了不同HDC厚度、配筋率对HDC加固震损混凝土梁的受弯性能影响。试验结果表明:利用HDC加固震损混凝土梁的承载能力得到了明显的提高,峰值荷载最高提升89%;破坏后的裂缝较原梁多且发展完全;提高加固层厚度的加固效果要明显优于提高配箍率;开裂荷载及破坏时的极限挠度分别最大提高了250%和189%,延性得到明显改善;最大裂缝没有发生在界面处,新旧混凝土之间黏结非常好,协同工作性能良好。

摘要：应用任意地形河谷沉积层散射波源的格林函数公式,基于间接边界积分方程法(indirect boundary integral equation method,IBIEM),分析了SH波斜入射下梯形沉积河谷场地地震动特性和分布规律,研究了地震波斜入射角度、斜坡坡度、介质阻抗比对地震动特性及非一致分布规律的影响机制,深入分析了河谷散射效应对地基截断边界地震动场的影响规律。结果表明:斜入射使得河谷表面峰值位移的放大效应和非一致效应显著增强,最大峰值位移达入射地震动峰值的5倍以上;当河谷底宽较大时,沉积河谷的边缘效应明显;当底宽较小时,沉积河谷的聚焦效应明显,表面最大值出现在河谷中心处;斜坡坡度对楔形体内、外表面附近地表处的地震反应影响强烈,该现象可以由地表折射波干涉区域与斜坡坡度、入射角、波速的确定函数关系得到解释;随着阻抗比的增大,位移幅值放大越来越显著;当斜入射时,刚度越小的软弱沉积层对地震波传播起到的屏障作用越大;无论是空心河谷还是沉积河谷,散射效应对边界处地震动场影响都较为明显,相对于平坦基岩自由场,底边界、右边界误差最大可达30.8%,54.8%,应考虑将散射效应的总场作为输入。