河流系统生态完整性评估的回顾与展望

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作者 李欣桐 王远铭 +3 位作者 梁瑞峰 冯镜洁 李然 李克锋 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2256-2272,共17页

为明确定义河流生态系统的完整性内涵,研究影响河流生态完整性退化的主要因素,以及选择科学、合理、可行的指标对其进行定量刻画等,运用文献计量方法梳理国内外河流生态系统的完整性的广义内涵,将河流的生态完整性具象为水文过程完整性... 为明确定义河流生态系统的完整性内涵,研究影响河流生态完整性退化的主要因素,以及选择科学、合理、可行的指标对其进行定量刻画等,运用文献计量方法梳理国内外河流生态系统的完整性的广义内涵,将河流的生态完整性具象为水文过程完整性、生境过程完整性和生物过程完整性.系统总结了河流生态完整性评价的研究进展与应用,统计了各类评价指标的使用情况,提出了现有河流生态完整性评估在评价指标和参照状态选取等方面存在的问题.以小水电开发河流的生态完整性评价为例构建了评估框架,分析了河流生态完整性研究面临的挑战与未来发展趋势. 展开更多

关键词 河流 生态完整性 指标 评估

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泸定地震诱发灾害特征分析 被引量：1

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作者 邓建辉 韦晓 +1 位作者 戴仕贵 邓辉 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期117-126,共10页

2022年9月5日,四川省泸定县海螺沟景区发生6.8级地震,震中烈度Ⅸ度。相较于2008年汶川8级地震和2013年芦山7级地震,此次地震震级要小,但是地震区为山区,地质灾害发育,造成交通中断、118人死亡或失踪。为探究泸定地震损失情况,作者对泸... 2022年9月5日,四川省泸定县海螺沟景区发生6.8级地震,震中烈度Ⅸ度。相较于2008年汶川8级地震和2013年芦山7级地震,此次地震震级要小,但是地震区为山区,地质灾害发育,造成交通中断、118人死亡或失踪。为探究泸定地震损失情况,作者对泸定县和石棉县的主要地震影响区进行了为期5 d的考察。基于考察成果和区域地质资料,对地质灾害孕育、建筑结构震损和人员伤亡情况进行了分析,以期为灾后重建提供参考。主要结论如下:1)地质灾害的上盘效应不突出,灾害主要分布于烈度Ⅶ度及其以上地区,规模小,以崩塌或落石和浅层滑坡为主,偶见基岩平面滑动和土体圆弧形滑动。2)地质灾害形式受地质条件控制。泸定县得妥镇以上为干热河谷,山坡卸荷较强,风化程度低,主要灾害形式为落石;得妥镇以下降雨量相对较大,山坡卸荷、风化严重,主要灾害形式为浅层滑坡。3)地质灾害主要出现在山脊、陡缓坡交接部位、侵蚀沟槽两壁,以及公路沿线。工程扰动是地质灾害密集分布和人员伤亡的促发因素。4)建筑结构震损主要出现在Ⅸ度烈度区,以磨西镇的震损最为严重。农村自建房屋和老旧建筑施工质量是影响结构抗震能力的主要问题,灾后重建房屋选址需要考虑场地效应影响。5)在高山峡谷地区,公路边坡加固和建筑结构避开落石影响区是降低地震伤亡率的有效措施。 展开更多

关键词 泸定地震 地质灾害 结构震损 地质条件 场地效应 防控措施

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基于跌坎压力自相似分布的明渠水深−流量关系推求

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作者 李乃稳 黄滟淳 +2 位作者 陈小攀 李龙国 刘超 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期218-227,共10页

明渠流量计量是高效灌溉、合理分配水资源和进行用水有效管理的重要手段。跌水是常见的明渠水流上下游衔接的水利设施。当跌落水流不受跌坎下游水流影响时形成自由跌流,可用于明渠流量的精确计量。受自由跌流影响,跌坎断面水流由缓流向... 明渠流量计量是高效灌溉、合理分配水资源和进行用水有效管理的重要手段。跌水是常见的明渠水流上下游衔接的水利设施。当跌落水流不受跌坎下游水流影响时形成自由跌流,可用于明渠流量的精确计量。受自由跌流影响,跌坎断面水流由缓流向急流转变,压力分布显著偏离静水压力分布规律。而获得跌坎压力分布及其准确描述方程则正是明渠自由跌流流量公式推求的关键,其准确与否决定了利用跌流进行流量计量的精度。本文首先通过模型试验和数值计算对矩形明渠自由跌流的断面压力分布特征进行研究,而后利用理论推导建立了明渠跌流的水深−流量关系公式。研究发现,明渠跌水跌坎断面压力呈典型自相似分布规律,其无量纲压力值分布倾向于一条曲线,压力最大值为0.238he(he为跌坎水深),出现在竖向距跌坎0.209he水深处,并且压力自相似分布规律与明渠流量、渠道底坡和边壁糙率无关。在此基础上,结合幂函数和尾迹函数提出了描述跌坎断面压力分布的函数方程,并给出了最大压力和最大压力位置的计算公式,然后根据动量方程和流量连续方程推求了明渠自由跌流的流量计算公式。最后,对本文和其他研究者提出的流量计算公式采用试验数据进行了对比分析,结果表明:本文提出的流量公式在明渠流量为5~100 L/s,底坡为–0.0112~0.0534、糙率为0.0930~0.0193的研究范围内,具有更高的精度和适用性,计算误差在±5%之内,可适用于该流量、底坡和边壁糙率范围内矩形明渠自由跌流的流量精确计算。本文研究结果对于利用自由跌流进行明渠流量计量提供了理论与技术支撑,具有重要的工程应用价值。 展开更多

关键词 明渠 自由跌水 压力分布 水深−流量关系 流量计量

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深地工程多维信息感知与智能建造的发展与展望

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作者 张茹 吕游 +5 位作者 张泽天 任利 谢晶 张安林 严志伟 米欧 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1259-1290,共32页

随着大数据、云计算、人工智能等数字技术的加速演进,各领域智能化、信息化、数字化已成为未来的大势所趋。深地工程作为国家重大战略科技问题,必然面临智能化升级。然而,深部岩体“三高一扰动”的复杂特征给深地工程智能化转型带来严... 随着大数据、云计算、人工智能等数字技术的加速演进,各领域智能化、信息化、数字化已成为未来的大势所趋。深地工程作为国家重大战略科技问题,必然面临智能化升级。然而,深部岩体“三高一扰动”的复杂特征给深地工程智能化转型带来严峻的挑战。为实现深地工程与数字技术的高效融合,研究基于“感知-传送-解译-分析-决策”的智能化实践路径,系统回顾了地下工程中智能感知、实时传输、信息解译、数据分析、智能决策等领域的代表性研究进展,并针对性提出了“多感知、快响应、大数据、优方法、精模型、强平台、易推广”的深地工程智能建造发展方向。研究表明:①前沿的深地工程感知技术包括:光纤传感器、MEMS传感器、计算机视觉、自动化机器人等,待数据采集完毕后,通过兼具配置简单、容错能力强、可移动性好等优点的无线通信协议完成数据的实时响应,以实现深地工程监测数据的精准感知与实时传输;②深地工程原位监测技术获取的数据类型主要包括图像、波、点云等,对原始数据解译及分析的模型众多,采用新一代的人工智能技术,如:人工神经网络和深度学习技术,可显著提高解译与分析的效率;③智能决策系统具备高效的学习能力,能够适应复杂环境下的不确定性,通过循环自主学习,以进行决策问题的智能解答。当前,我国深地工程智能建造的政策与产业体系已基本建立,大量智能建造系统已应用于实践。基于此,从智能感知与信息解译、围岩评价及安全评估、围岩控制与动态修复、平台开发及应用推广等4个方面展望了数智化深地工程的发展方向,进而构建了基于多源信息的深地工程围岩稳定性综合评价与分析系统构想。 展开更多

关键词 深地工程 人工智能 实时响应 信息解译 数据分析 智能决策

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考虑人体与水流相互作用的溃坝洪水生命损失评估模型

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作者 彭铭 马福军 +4 位作者 沈丹祎 蔡一坚 石振明 周家文 刘西军 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期127-137,共11页

溃坝洪水会给下游人民群众造成巨大的生命损失,开展溃坝洪水造成的生命损失风险定量评估对应急抢险救灾具有重要的现实意义。本文在已有生命损失贝叶斯网络HURAM1.0模型基础上,引入了人体稳定性物理模型,考虑人体与水流相互作用关系,对... 溃坝洪水会给下游人民群众造成巨大的生命损失,开展溃坝洪水造成的生命损失风险定量评估对应急抢险救灾具有重要的现实意义。本文在已有生命损失贝叶斯网络HURAM1.0模型基础上,引入了人体稳定性物理模型,考虑人体与水流相互作用关系,对处于洪水中的人先进行稳定性判定,并进行溺水判定,运用蒙特卡洛模拟方法,综合了水深和水流速对生命损失的影响,建立HURAM2.0模型;并将该模型应用于唐家山堰塞坝溃坝洪水生命损失分析。结果表明:HURAM2.0模型建立了水流流速对生命损失影响的定量关系,更精确地刻画了人体在水流中的稳定性和求生能力,相比HURAM1.0模型对较强洪水强度条件下的生命损失预测结果更准确。同时,在本文建立的模型中,除水深度、洪水严重程度变化不大,其余变量的敏感性均有所上升,其中居民区住宅层数、在建筑物中庇护情况和溃坝时长等变量对模型计算结果的最大影响程度分别增加142%、95%和93%,加强了模型在低、中、高3类洪水强度下的解释性,与HURAM1.0相比在贝叶斯反演分析中更占优势。在唐家山堰塞坝溃坝风险分析中,HURAM2.0能区分出不同水流速条件下的生命损失,更符合实际情况,即开挖泄流槽前风险大、死亡率高,在现场勘测和开挖泄流槽后风险及死亡人数大大降低,建议结合预警疏散以降低生命损失风险。 展开更多

关键词 溃坝 人体稳定性 生命损失风险 贝叶斯网络 堰塞坝溃决洪水

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基于Rockfall数值模拟的边坡落石防护网修复加固方案研究

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作者 陈媛 刘然 +4 位作者 罗常炜 孙涛 覃壮恩 侯争军 杨宝全 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期313-321,共9页

某水电站尾水支洞边坡多次发生落石灾害,原被动防护网已发生局部破损,严重威胁着尾水支洞施工期和运行期的安全,需对原防护网进行修复加固。由于山体陡峭、地貌复杂,人工调查无法确定落石源,采用高精度无人机航摄初步排查出四处可疑危... 某水电站尾水支洞边坡多次发生落石灾害,原被动防护网已发生局部破损,严重威胁着尾水支洞施工期和运行期的安全,需对原防护网进行修复加固。由于山体陡峭、地貌复杂,人工调查无法确定落石源,采用高精度无人机航摄初步排查出四处可疑危险源区域,利用Rockfall软件进行落石轨迹模拟计算,通过对比分析计算成果与观测到的落石落点位置与威胁区域分布情况,反分析确定了两处落石源。在此基础上,根据落石源的落石运动特征,复核分析了原防护能力不足的原因,发现原防护网的能级和高度不足是导致落石灾害发生的主要原因。通过提高防护网的能级和高度,提出了原位修复和增高加固两种方案。研究结果表明:两种方案均能有效减小落石威胁区域面积、降低落石率、改善运动特征参数。其中增高加固方案的防护效果更加显著,落石被全部拦截,落石弹跳高度和动能的最大值分别降低了69.64%、66.02%。对被动防护网破损部位的修复加固,综合考虑现场实际情况与落石模拟计算成果进行修复方案设计更为科学合理。研究成果可为该工程的落石防护方案提供科学依据,为类似工程设计与落石分析提供参考。 展开更多

关键词 落石灾害 被动防护网 落石轨迹模拟 落石源确定 修复加固效果

原文传递

基于多层土壤湿度数据同化的小流域径流模拟

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作者 黄媛媛 祁永靓 +2 位作者 吴雪梅 郭立 李红霞 《水电能源科学》 北大核心 2024年第3期6-10,共5页

土壤水分状态在水文循环中起关键作用,对径流预报的准确性影响很大。以美国宾西法尼亚州中部的Shale Hills流域为例,研究多层实测土壤湿度数据同化对径流模拟的作用。首先利用新安江模型对研究区内2008~2012年的日径流进行模拟,同时通... 土壤水分状态在水文循环中起关键作用,对径流预报的准确性影响很大。以美国宾西法尼亚州中部的Shale Hills流域为例,研究多层实测土壤湿度数据同化对径流模拟的作用。首先利用新安江模型对研究区内2008~2012年的日径流进行模拟,同时通过集合卡尔曼滤波算法构建基于新安江模型的水文数据同化模型,并设置未同化的开环试验作为对比,研究模型同化土壤湿度对改善径流模拟和土壤水分的能力。模拟结果显示,新安江模型在该流域有较好的适用性;相比于同化前,模型同化多层土壤湿度后径流量相对误差降低了5.2%,纳什效率系数从0.62提高到0.66,土壤含水率的均方根误差从16.4 mm减小到3.0 mm。其次对单层土壤含水率同化结果进行比较,结果表明,下层土壤含水率同化比上层同化对径流模拟作用更明显,但仅加入上层实测土壤含水率同化能够降低下层土壤水模拟的不确定性。研究结果表明同化多层土壤湿度可提高径流模拟精度,同时也能够有效优化土壤水的模拟结果。 展开更多

关键词 新安江模型 径流模拟 数据同化 多层土壤湿度

原文传递

基于水文学法的生态流量适宜性评价研究

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作者 赵渔亨 晁立强 +2 位作者 王远坤 李然 王远铭 《人民长江》 北大核心 2024年第2期101-108,124,共9页

水资源开发利用改变了河流天然水文情势,影响了河流生态环境,提供适宜的生态流量对保障河流系统健康具有重要意义。考虑径流非一致性及数据冗余,运用M-K检验法、累积距平法、PCA-IHA指标体系等能更准确地判断河流水文情势的改变程度;基... 水资源开发利用改变了河流天然水文情势,影响了河流生态环境,提供适宜的生态流量对保障河流系统健康具有重要意义。考虑径流非一致性及数据冗余,运用M-K检验法、累积距平法、PCA-IHA指标体系等能更准确地判断河流水文情势的改变程度;基于生态流量计算的水文学法,建立了完整的生态流量适宜性评价体系,提出了阈值区间保证率、偏差指数、达标率等3个评价指标,并综合成适宜性指数这一综合指标,在赣江干流进行应用。结果表明:①赣江干流1960~2015年的水文情势改变度较低,变异点为1991年;②各水文学法在所提出的评价指标中各有优劣,且适宜性指数差异较大,说明该评价体系可以较好地筛选出对研究区域适用的计算方法,其中赣江干流最适宜的为逐月频率法,适宜性指数为0.8。研究成果可为完善生态流量适宜性评价体系提供科学参考。 展开更多

关键词 生态流量 适宜性评价 水文学法 水文情势 赣江

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乔庄河下游段裁弯取直工程数值模拟分析

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作者 张涌 刘兴年 +1 位作者 陈日东 沈焕荣 《水利规划与设计》 2024年第4期113-118,146,共7页

山区河流的裁弯取直可畅泄水流,降低上游水位,提高上游防洪能力,但由于山区河流坡陡水急,需进行消能优化,降低下游的防洪风险。文章以乔庄河裁弯取直工程为例,基于实测资料建立二维数学模型,分析20年一遇洪水不同方案裁弯工程前后平面... 山区河流的裁弯取直可畅泄水流,降低上游水位,提高上游防洪能力,但由于山区河流坡陡水急,需进行消能优化,降低下游的防洪风险。文章以乔庄河裁弯取直工程为例,基于实测资料建立二维数学模型,分析20年一遇洪水不同方案裁弯工程前后平面流场特征和流速分布,得出推荐方案。结果表明,工程实施后河道比降增大,流速增大,河道整体水位降低。推荐方案采用2m-2m-1m的三级潜坝方案,该方案在工程出口处的水流经过充分消能降低流速,出流平顺,增大行洪面积。研究成果可为山区河流的裁弯工程设计及应用提供参考。 展开更多

关键词 裁弯取直 河道治理 数值模拟 水流特性 消能

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高山峡谷区山洪沟口泥沙堆积特征数值试验

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作者 聂一品 兰玲 王协康 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期237-244,共8页

山洪泥石流是高山峡谷区一种常见的自然现象,其运动过程通常伴随剧烈的沟道侵蚀,并在沟口形成显著的泥沙堆积体。由于高山峡谷地区山高谷深,难以通过实地调查及模型实验等传统的研究手段追踪沟床泥沙受山洪泥石流冲刷的运动过程,无法揭... 山洪泥石流是高山峡谷区一种常见的自然现象,其运动过程通常伴随剧烈的沟道侵蚀,并在沟口形成显著的泥沙堆积体。由于高山峡谷地区山高谷深,难以通过实地调查及模型实验等传统的研究手段追踪沟床泥沙受山洪泥石流冲刷的运动过程,无法揭示山洪泥石流挟带泥沙的堆积形态及堆积体中泥沙粒径分布特征,易产生对灾害影响范围估计不足导致的区域人员伤亡和财产损失。为探究山洪沟口泥沙堆积形态和粒度特征,以概化的高山峡谷区山洪沟为研究对象,采用耦合的计算流体力学(CFD)与离散单元法(DEM)数学模型,模拟了受到不同流变特性山洪泥石流冲刷的泥沙颗粒在沟口的堆积过程,重点分析了山洪泥石流体积浓度对堆积区中不同粒径泥沙颗粒堆积发展过程的影响。结果表明:泥沙堆积体的发展速度随着山洪泥石流体积浓度增加呈现先增加后减小的趋势,过高的体积浓度促使堆积体形态发生改变。泥沙平均堆积距离随时间变化可以分为高速增加、初次减速、增速恢复和稳定发展4个阶段。随着粒径的增大,泥沙与堆积体中心的平均距离也增大但堆积分散程度减小。泥沙颗粒的分散程度随时间变化过程与泥沙粒径和体积浓度密切相关,可以使用具有3个参数的幂函数对这个过程进行预测。泥沙颗粒粒径的增大加快其在堆积体中的分散速度而山洪泥石流体积浓度的增大使泥沙颗粒的分散速度先增加后减小。研究可为进一步理解山洪泥石流堆积致灾机理提供科学依据。 展开更多

关键词 高山峡谷区 山洪沟 泥沙堆积 堆积形态 CFD–DEM

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静水压环境下岩石动态压剪耦合力学响应与本构模型

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作者 杜洪波 王鑫婷 +2 位作者 魏明东 阿比尔的 王浩然 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期186-195,共10页

静水压环境是深部岩石的典型应力赋存状态,并且岩石内存在多尺度的结构面,易遭受压剪耦合的复杂动力扰动。因此,探究静水压环境下岩石动态压剪耦合力学响应及损伤本构模型对于深部岩石结构安全评估和动力灾害防控极为重要。本文应用霍... 静水压环境是深部岩石的典型应力赋存状态,并且岩石内存在多尺度的结构面,易遭受压剪耦合的复杂动力扰动。因此,探究静水压环境下岩石动态压剪耦合力学响应及损伤本构模型对于深部岩石结构安全评估和动力灾害防控极为重要。本文应用霍普金森压杆试验装置,对倾斜砂岩试样进行动态压剪耦合试验,揭示静水围压、动态荷载压剪耦合比及加载率对岩石力学特性的影响规律;基于Drucker–Prager准则和Weibull分布,建立静水压环境下深部岩石动态压剪耦合损伤本构模型。结果表明:1)岩石动态强度及变形模量随着加载率及静水围压的增大呈增加趋势,强度的围压效应及加载率效应明显,动态荷载中的剪切分量能削减岩石承载能力并提升岩石的变形能力。2)随着动态荷载剪压比和静水围压的增加,岩石冲击破坏模式由拉伸主导的内部锥形破裂面及表面劈裂转变为剪切主导的单一平面破坏;动态荷载中的剪切分量对静水围压作用下岩石的动态破碎存在明显的限制作用。3)采用极值解析法推导了模型分布参数F0和m的解析表达式,探究了模型分布参数F0、m和损伤修正系数q的物理意义及其对本构模型的影响规律;同时,对比不同工况下试验和理论应力应变曲线,验证了该模型的合理性。本文揭示的静水压环境下岩石动态压剪耦合动力响应与建立的损伤本构模型,可为复杂动力扰动下深部岩石工程安全建设与灾害防护提供理论支撑。 展开更多

关键词 深部岩石 静水围压 霍普金森压杆 动态压剪耦合 动力响应 损伤本构模型

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消力坎对跌坎消力池坎控水跃影响的试验研究

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作者 郭川靖 蒋雷 刁明军 《四川水力发电》 2024年第2期120-127,共8页

跌坎消力池的设计一直是水利工程领域的热点问题,设计合理的消力池可以保证在短距离内有相当大的消能。笔者通过模型试验研究了跌坎消力池中不同高度和不同位置的消力坎对坎控水跃的影响,并与不加消力坎时消力池内相同水跃流态进行对比... 跌坎消力池的设计一直是水利工程领域的热点问题,设计合理的消力池可以保证在短距离内有相当大的消能。笔者通过模型试验研究了跌坎消力池中不同高度和不同位置的消力坎对坎控水跃的影响,并与不加消力坎时消力池内相同水跃流态进行对比。结果表明:增设消力坎可有效缩短越长,减小共轭水深比,增大水跃消能率。随着消力坎距跃首距离的减小或者消力坎高度的增加,消力坎在减小水跃长、共轭水深比,增大消能率方面的作用越来越大。同时经过无量纲分析得出了消力坎设置在不同位置和高度条件下,相对水跃长度、共轭水深比和消能率的经验公式。该研究结果可为类似水工建筑物的设计提供参考。 展开更多

关键词 水跃 消力坎 跌坎消力池 模型试验

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宽尾墩—跌坎消力池脉动压强试验研究

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作者 金靖林 刁明军 +1 位作者 田中耀 杨思远 《西南民族大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第6期699-708,共10页

宽尾墩与跌坎消力池联合消能使跌坎消力池内的水力参数更加复杂,研究消力池底板的脉动压强特性对宽尾墩体型设计具有参考作用.基于模型试验研究5种收缩比(a=0.38;0.44;0.50;0.56;0.62)Y型宽尾墩与跌坎消力池联合消能下消力池的脉动压强... 宽尾墩与跌坎消力池联合消能使跌坎消力池内的水力参数更加复杂,研究消力池底板的脉动压强特性对宽尾墩体型设计具有参考作用.基于模型试验研究5种收缩比(a=0.38;0.44;0.50;0.56;0.62)Y型宽尾墩与跌坎消力池联合消能下消力池的脉动压强特性.试验结果表明:脉动压强峰峰值可以达到设计水头的1.03~1.36倍,收缩比的减小可以削减峰峰值,消除跌坎后的负压;消力池底板脉动压强均方根沿程呈现单峰与双峰型,最大脉动压强系数出现在跌坎之后,减小收缩比使消力池主要脉动消能区域增大前移,最大脉动压强系数降低;脉动压强概率密度基本符合正态分布,存在正偏与负偏现象,水流速度偏向底板为正,偏离时为负;消力池底板脉动压强主要由10 Hz以内的低频脉动组成,随着收缩比的减小,消力池前端的脉动能量增大,后端脉动能量减小. 展开更多

关键词 宽尾墩 跌坎 消力池 收缩比 脉动压强

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引水式电站压力钢管爆裂洪水对厂区影响研究

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作者 张晓龙 张法星 +1 位作者 汪振 王辉义 《水电能源科学》 2024年第5期1-6,共6页

为研究引水式电站压力钢管发生爆管事故后对厂区建筑物的影响,采用重力相似准则设计了大沫水电站压力钢管爆裂影响区域物理模型,对钢管爆裂事故影响情况开展了系统试验,比较了压力管道局部破裂和完全破裂后爆管水流运动过程的差异,研究... 为研究引水式电站压力钢管发生爆管事故后对厂区建筑物的影响,采用重力相似准则设计了大沫水电站压力钢管爆裂影响区域物理模型,对钢管爆裂事故影响情况开展了系统试验,比较了压力管道局部破裂和完全破裂后爆管水流运动过程的差异,研究了管道完全破裂后不同响应时间和前池水量下爆管水流的水力参数特征。结果表明,压力管道局部破裂与完全破裂时水流流态存在明显差异,对下游建筑物淹没过程和冲击荷载也明显不同。局部破裂时水流沿环向缺口喷出并形成大量散裂水滴覆盖厂房和水处理室,并未对建筑物产生明显冲击荷载;完全破裂后爆管水流直冲下游建筑物,并沿建筑物墙面爬升到较大高度,对建筑物底部产生较大冲击荷载。爆管水流对房屋的最大淹没深度和最大冲击荷载与爆管发生后前池通过压力钢管泄露水量密切相关。爆管事故发生后,缩短响应时间(尽快关闭钢管进口事故闸门),可有效降低各建筑物被淹没的时间。研究结果可为制定引水式水电站压力钢管爆裂事故应急抢修预案提供参考。 展开更多

关键词 引水式电站 压力钢管 爆管 洪水 冲击荷载 灾害防范

原文传递

基于振动信号的推移质输沙率监测研究

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作者 吴小康 罗铭 +2 位作者 刘兴年 黄尔 陈政 《泥沙研究》 CAS 2024年第2期1-8,共8页

推移质输沙率精确测量是河流动力学的研究难点之一,传统的推移质直接测量方法受限于推移质运动的复杂性和测量仪器的局限性,无法对推移质进行长时间的连续监测。为了连续监测推移质运动,采用推移质间接测量方法,利用安装振动传感器的冲... 推移质输沙率精确测量是河流动力学的研究难点之一,传统的推移质直接测量方法受限于推移质运动的复杂性和测量仪器的局限性,无法对推移质进行长时间的连续监测。为了连续监测推移质运动,采用推移质间接测量方法,利用安装振动传感器的冲击板系统对推移质运动产生的振动信号进行高分辨率采集,提取振动信号特征值,并建立与推移质输沙率及流量之间的关系,进一步采用人工神经网络算法对推移质输沙率进行有效预测。结果表明:推移质振动信号的特征值均值与推移质输沙率有良好的相关性;中等流量条件的神经网络预测效果最佳,小流量条件的预测效果次之,大流量条件的预测效果相对较差,且其最优输入参数与流量及河床变化均有关系。 展开更多

关键词 振动信号 推移质输沙率 间接测量法 人工神经网络

原文传递

基于测雨雷达与地面雨量站的山洪模拟及灾害预警时效分析

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作者 孔坚 许泽星 +1 位作者 舒毅 王协康 《中国防汛抗旱》 2024年第5期27-31,44,共6页

传统暴雨山洪预警主要依靠地面雨量站降雨数据,易出现虚警漏警或难以满足预警时效的情况。流域面雨量实时监测和前移山洪预警响应时间是满足山洪灾害防御目标的重要技术手段,测雨雷达技术的应用也为山洪灾害防治提供了新的预警思路。以... 传统暴雨山洪预警主要依靠地面雨量站降雨数据,易出现虚警漏警或难以满足预警时效的情况。流域面雨量实时监测和前移山洪预警响应时间是满足山洪灾害防御目标的重要技术手段,测雨雷达技术的应用也为山洪灾害防治提供了新的预警思路。以湖北柳林镇2021年8月12日暴雨山洪事件为例,采用模块化分布式水文模型(MDHM)模拟山洪过程并进行预警分析,对比基于测雨雷达、地面雨量站降雨输入条件下的灾害预警时效,评估两种降雨数据源下山洪预警的有效性和可靠性,结果表明测雨雷达预报降雨结合水位陡涨率预警法能显著提高预警效果,可为暴雨山洪防灾减灾提供技术支撑。 展开更多

关键词 山洪灾害 测雨雷达 山洪模拟 雨量站 预警时效 湖北随州柳林镇

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浙江省剡溪小流域“2023.7.22”短历时暴雨山洪致灾成因分析

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作者 王淑英 孙英军 王雨歌 《中国防汛抗旱》 2024年第5期32-37,共6页

2023年7月22日,浙江杭州富阳区遭遇短历时强降雨,诱发山洪灾害,造成剡溪小流域人员伤亡及财产损失。为全面了解此次暴雨山洪过程,揭示受灾区山洪致灾机制,基于实地调查资料,从降雨特征、山洪过程及人类活动3方面分析山洪致灾特征。结果... 2023年7月22日,浙江杭州富阳区遭遇短历时强降雨,诱发山洪灾害,造成剡溪小流域人员伤亡及财产损失。为全面了解此次暴雨山洪过程,揭示受灾区山洪致灾机制,基于实地调查资料,从降雨特征、山洪过程及人类活动3方面分析山洪致灾特征。结果表明,短时强降雨是该区域山洪致灾的主要成因,站点最大1 h雨量100.5 mm,最大3 h雨量150.0 mm,重现期均超100 a;水文过程模拟及典型断面洪水位分析结果表明,流域出口断面峰值流量达185.2 m3/s,洪水过程呈历时短、陡涨缓落的特点,水位迅速抬升形成漫滩洪水,最大陡涨率超1 m/h,极大限制了沿河居民避险转移时间;人类活动如围滩造地等行为严重侵占河道行洪面积,2000-2022年,流域居民用地增加160.3%,且沿(跨)河建筑物的阻水效应进一步阻碍行洪,加重了山洪灾害规模。 展开更多

关键词 暴雨山洪 灾害调查 降雨特征 洪水分析 人类活动 剡溪小流域

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基于SWMM模型的成都市降雨-径流响应研究

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作者 王婷婷 韩迅 《水利规划与设计》 2024年第5期41-47,共7页

随着大型都市城市化进程的不断深入,城市内涝的情形也日益频繁,解析城市降雨-径流响应规律是进行城市雨洪管理的重要手段。文章以成都市二环路以内区域为主要研究对象,利用SWMM模型,通过构建成都市雨洪模型,模拟多种重现期条件下的降雨... 随着大型都市城市化进程的不断深入,城市内涝的情形也日益频繁,解析城市降雨-径流响应规律是进行城市雨洪管理的重要手段。文章以成都市二环路以内区域为主要研究对象,利用SWMM模型,通过构建成都市雨洪模型,模拟多种重现期条件下的降雨径流过程。结果表明,同一透水率的子汇水区在不同空间分布下的径流系数和峰现时间未见明显差异,而峰值系数则表现出差异性和随机性。在同一设计降雨条件下,透水率的减小使得径流系数逐渐增加,峰现时间逐渐减少,部分研究结果可为成都市城市防洪提供参考。 展开更多

关键词 降雨径流响应 SWMM 透水率 城市雨洪管理

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测雨雷达在暴雨山洪灾害防御中的应用初探

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作者 舒毅 王协康 +1 位作者 雷声 许小华 《中国防汛抗旱》 2024年第5期21-26,共6页

面对全国极端天气灾害带来的防汛新形势和新挑战,测雨雷达建设是提升暴雨山洪灾害防御能力的必然要求。分析了传统地面点雨量站在应用中存在的不足和雷达定量降水估算方法。探讨测雨雷达布局和在暴雨山洪灾害防御中的应用:在测雨雷达布... 面对全国极端天气灾害带来的防汛新形势和新挑战,测雨雷达建设是提升暴雨山洪灾害防御能力的必然要求。分析了传统地面点雨量站在应用中存在的不足和雷达定量降水估算方法。探讨测雨雷达布局和在暴雨山洪灾害防御中的应用:在测雨雷达布局中,雷达0°仰角观测覆盖范围应尽可能减少重点区域观测盲区;在暴雨灾害预警应用中,测雨雷达可有效前移灾害防御时间线和提高灾害防御识别区确定性;在洪水流量模拟应用中,测雨雷达将洪峰预报时间提前了25 min,但出现模拟流量峰值相对实测流量峰值偏低的情况。未来,测雨雷达与气象卫星、地面水文站网和监测平台实现更深入的融合应用可为防灾、减灾、救灾工作提供更好支撑。 展开更多

关键词 测雨雷达 0°仰角观测覆盖范围 暴雨灾害预警 洪水流量模拟

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