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基于SWMM模型的城市化区域LID设施优化配置方案研究
章双双;潘杨;李一平;章豪;低影响开发(LID)设施多组合优于单一设施布设,为科学地选择不同组合设施占比下效益—经济组合的最优方案,以典型城市化区域——常州商务城为例,基于SWMM模型计算典型降雨频率为80%下的3组组合设施的径流总量,根据经济成本的函数计算不同情境下的经济成本,采用线性归一化法和最优化目标函数确定不同设施占比的最优化方案。结果表明在降雨频率为80%时常州商务城的最优占比下的透水铺装—下凹式绿地—生物滞留网格的占比率为46%—49%—46%,此时的径流量控制率为83%。耦合SWMM模型与最优化目标函数能计算出城市化区域不同低影响开发设施占比的经济—效益最优解。研究成果可为低影响开发设施优化配置提供思路,可为当地政府和决策者在低影响开发建设规划中提供技术参考。
基于FVCOM模型的海州湾纳潮量和水交换能力研究
张鹏;张瑞瑾;黄靖茗;盛昭君;王松;基于非结构化网格FVCOM海洋数值模式,开边界以8大主要分潮调和常数作为驱动,建立了海州湾三维水动力数值模型。利用潮位潮流资料对流场进行了验证,计算了海州湾纳潮量。在水动力模型基础上耦合对流扩散模型,分别对海州湾的欧拉余流场、保守物质浓度分布特征、半交换周期以及滞留时间空间分布特征进行了研究。结果表明:海州湾整体欧拉余流较弱,表现为沿岸大、湾内小,并且存在余流涡旋。在大、中和小潮时期,纳潮量分别为3.8×109 m3、3.0×109 m3、1.9×109 m3;整体半交换周期为72 d,离湾口越近,水交换能力越强。相同距离下,岚山区水交换能力最强,连云区次之,赣榆区最差。在对海州湾开发利用过程中,应结合纳潮量、半交换周期以及滞留时间分布,合理排污,充分利用海洋的自净能力。
基于风险传递网络的台风风暴潮灾害链风险评价
谭心如;王婷;黄显峰;游进军;田雨;王文睿;【目的】近年来台风袭击沿海地区事件发生频繁，造成了严重的人员伤亡、经济损失和环境破坏。因此，探究易发型台风灾害链的形成机制及风险评价方法，以期为近海城市防洪防潮工作提供科学支撑。【方法】针对典型的“台风-风暴潮-洪水-溃堤”灾害链，选取1999—2022年台风灾情数据，基于各灾种之间风险传递响应规律建立台风风暴潮灾害链的风险传递网络结构，在此基础上使用贝叶斯理论构建台风风暴潮灾害链风险评价模型，并在广东省珠海市、中山市、江门市和佛山市开展应用研究，模拟分析发生三种典型台风场景下的灾害链风险分布。【结果】结果显示：近海地区发生台风风暴潮灾害链的风险高于内陆地区，在情况最不利台风场景下(当发生16级风力以上且登陆型台风时),研究区“高”“中”风险区总面积占比达到29.9%,其中“高”风险区主要集中在珠海市、中山市的东部地区，“中”风险区主要分布在佛山市中东部、江门市南部。【结论】结果表明：在不同台风场景下，台风强度改变对风暴潮、溃堤的影响程度大于洪水，而台风路径改变对洪水、溃堤的影响程度大于风暴潮。研究成果可为粤港澳大湾区防灾减灾能力建设提供一定的参考借鉴价值。
干湿循环下红黏土边坡响应的模型试验
刘旸;陈开圣;吕梦飞;穆锐;针对降雨/干燥过程中边坡破坏问题,为了解干湿循环过程中红黏土边坡失稳机理以及内部响应过程,以贵州红黏土为研究对象,通过室内堆砌边坡模型,在模型内部不同位置埋设传感器进行了降雨/干燥试验,分析红黏土边坡在干湿循环过程中内部含水率、位移、孔隙水压力变化特征,并观察试验过程中边坡表面破坏发展,探讨红黏土边坡的失稳机理。试验过程中含水率、孔隙水压力皆随着降雨过程而增大,干燥期间逐渐减小,且随着边坡的深度增加,受外界气候变化影响越小,位移在循环过程中逐渐缓慢增加。边坡破坏形式分为降雨过程中面蚀、冲沟,干燥阶段裂缝发育。结果表明:边坡失稳主要是由于整体含水率的增加,导致孔隙水压力上升,土体有效应力下降,横向位移逐渐增加,最终导致滑坡发生,而降雨期边坡表面的破坏以及干燥期裂缝的发育更加剧了这一过程。
岩溶区矿山地下水通道精细探查与地质模型构建
马蓝建;陈世万;田浪;余会云;吴攀;【目的】岩溶区矿山岩溶通道发育，叠加强烈采矿改造作用，矿山地下水系统可发生显著改变。为查明岩溶区矿山水文地质条件，以贵州岩溶发育区紫木凼金矿为研究对象，开展系统的矿山水文地质调查与地质模型构建工作。【方法】提出地球物理勘探技术和三维地质建模技术相结合的方法，融合矿区勘探钻孔、地质剖面图和物探成果等多源数据，建立了紫木凼金矿区精细三维地质模型，精细刻画了该矿区岩溶通道空间展布，建立了融合岩溶通道的矿山水文地质概念模型。【结果】结果显示，矿区内受采矿作用影响的一中段暗河流向与矿区外未受采矿影响的太平洞暗河流向相反；矿区内F3断层和F6断层分别为矿区东西方向的隔水边界。【结论】结果表明：采矿活动显著改变了紫木凼矿区地下水系统，导致地下水流向改变；水文地质概念模型能够准确识别地下水岩溶通道与水文地质边界，厘清了矿区地下水“补-径-排”体系，实现了岩溶区矿山水文地质条件可视化。研究成果可为岩溶区矿山地下水污染科学防治提供支撑。
碾压混凝土坝的温度控制
张国新;从碾压混凝土的材料特性、施工特点、温度场温度应力的变化特点入手,结合几个工程总结了碾压混凝土重力坝、拱坝的分缝方式,降低浇筑温度、水管冷却、表面保温、施斜层碾压等温控措施,采用微膨胀混凝土、提高材料抗裂性能等改善材料性能措施及碾压混凝土温度场、应力场仿真分析的要求和应注意的问题。
三峡水库和下游河道泥沙模拟与调控技术研究
胡春宏;三峡工程泥沙问题是贯穿三峡工程论证、设计、施工、运行中的关键技术问题之一,针对三峡水库蓄水运用以来出现的新情况、新问题和新需求,开展了三峡水库和下游河道泥沙模拟与调控技术研究,取得了如下主要成果:揭示了三峡水库泥沙絮凝规律、清水冲刷条件下推移质输沙及河床二次粗化机理、坝下游典型滩群演变与水库水沙过程调节的响应关系;提升了水库和坝下游河道泥沙数学模型技术,大幅提高了模拟精度;建立了三峡入库泥沙预测模式,提出了三峡入库新水沙系列;揭示了长江与洞庭湖、长江与鄱阳湖江湖分汇关系调整机理及变化趋势;研发了透水坝头和台阶式坝头两种新型航道整治结构技术;提出了三峡水库泥沙调控与多目标优化调度方案,优化了"蓄清排浑"运用方式,拓展了三峡工程综合效益,为三峡工程高效安全运行提供了技术支撑。
郑州市“7·20”特大洪水对地铁工程防洪影响研究（英文）
徐苏容;周振民;近年来，随着全球气候变化，极端气象和气候事件频繁发生，严重影响了城市地下建筑工程的发展。针对2021年7月20日郑州发生的特大暴雨(简称“7·20”暴雨),提出了暴雨洪水广义极值分布模型和重现期计算方法。基于二维-非恒定流理论，构建了城市洪水模拟模型，对城市洪水进行了模拟。计算表明，郑州“7·20”暴雨超过了千年一遇水平。选择郑州市环型地铁5号线为计算实例，基于地铁5号环线的建筑工程分布特征并综合考虑地表与地下雨洪汇流特点，沿地铁5号线路设计了36个洪水风险点。应用暴雨模拟模型计算得到了地铁5号线沿途36个洪水风险点对应于不同洪水频率的淹没水深。通过对洪水模拟模型有关参数的验证，结果证明，计算得到的研究区域范围内的洪水过程基本符合研究区低洼处的洪水淹没情况，该模型也可以准确地描述市区街道洪水形成过程、道路和桥梁交汇处的累计淹没水深。构建的模拟模型也可以合理地模拟城市河道排水情况。计算结果表明，以郑州“7·20”暴雨为洪水设计验证标准，就地铁5号线而言，大多数洪水风险点的淹没水深超过2.0 m,最大淹没水深接近3.0 m。根据洪水模拟和重现期计算结果，提出了郑州市地铁工程洪水风险分类方法，并提出了洪水预警措施。通过检验证明，研究结果对于城市短历时极端暴雨分析、城市地下空间建筑工程防洪以及城市地铁线路运行管理都具有十分重要的参考价值。
BIM技术在水利工程成本控制的应用
张玉才;刘凯鹏;梁嘉斌;杨禹;王景洋;刘学瑶;张新宇;高松;在保证项目质量的同时，通过对项目投资进行有效管理，可以减少项目投资，增加项目投资收益。传统的成本管理方式存在着成本管理效率低、易受到人为误差干扰等问题，不利于提高成本管理的效率。将BIM技术运用到水利工程造价控制，可以充分发挥BIM模型可视化、参数化、数据化的优势，有效降低项目成本和风险，从而减轻造价人员重复的造价计算工作量，提升造价控制的效率与效果。
基于分布式水文模型的怒江流域气象干旱和水文干旱分析
彭雪婷;卢麾;汪伟;田富强;黎一杉;罗贤;为了评估气候变化对怒江流域干旱演变的影响,本研究建立了GBHM-NJ分布式水文模型,利用实测站点资料率定参数并验证模型精度,模拟了1961—2010年长时间序列流域水文过程,并分别采用标准化降水指数(SPI)和标准化径流指数(SSI)分析了流域气象干旱和水文干旱的时空演变特点。结果表明:(1)GBHM-NJ模型能较好地模拟怒江流域的径流过程和水文响应的空间特征。(2)1961—2010年间,怒江流域发生气象干旱的频率、覆盖面积和强度呈增加趋势,其中1994年和2009年气象干旱最为严重。(3)在空间上,怒江流域的年度气象干旱频率约为28%,中游地区干旱频率比较高、主要分布在左贡站和八宿站附近,上游地区次之,下游地区相对较低。(4)水文干旱进入20世纪90年代和21世纪以后明显增强,年尺度干旱以轻旱为主,季尺度干旱特旱多发生在秋冬季。总之,气候变化环境下怒江流域干旱呈现增强趋势。