水利学报-CNKI

作者：唐洪武;丁兵;杨明远;
摘要：根据输沙平衡原理及水流挟沙力公式推导出河口治导线放宽率计算式,并分析了放宽率与潮差、落潮历时和单宽落潮流量等各个参数之间的关系。研究表明该公式中放宽率与各个影响参数的关系符合河床演变规律。以珠江虎跳门河口段及长江深水航道二期整治工程为例,分别对本文公式、罗肇森公式和陈志昌公式计算的放宽率进行了比较:本文公式计算的结果介于罗肇森公式及陈志昌公式之间;计算得到的虎跳门河口段及长江深水航道二期整治工程的放宽率分别为1.15%和0.43%,与工程实际采用值1.35%和0.47%相近。可以采用本文公式确定河口地区治导线放宽率。

作者：孙林松;张伟华;
摘要：本文以拱坝拱圈线型值点坐标、拱端厚度和半中心角为体形参数给出了三次样条线型拱圈的构造方法,并给出了三次样条拱轴线的保凸条件;以拱冠梁和拱圈体形参数为设计变量,建立了三次样条线型拱坝体形优化设计模型。以某拟建拱坝体形优化设计为例,采用有限元等效应力描述应力约束条件,利用加速微种群遗传算法求解。计算结果表明,三次样条线型拱坝优化体形比设计部门经过优化提出的抛物线体形坝体体积减小了58.4万m3,说明三次样条线型拱坝体形的优越性。

作者：刘学军;王永君;任政;卢华兴;
摘要：本文提出了一种基于不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)的河网水系提取算法。讨论了河网水系的结构模式,包括河网水系的组织结构、层次结构和拓扑结构,并给出了河网水系描述的拓扑数据结构。在分析TIN中三角形各边的汇流特性基础上,依据矢量代数理论,讨论了三角形各边和水流方向的关系,并给出了各边汇流特性的判断准则。基于上述理论,设计了TIN的河网水系提取算法,并通过实例进行了分析验证。

作者：赵晖;蔡袁强;徐长节;
摘要：通过势流理论研究了简谐荷载作用下的无黏性流-圆桩-土体系统的动力响应。采用动力Winkler弹性地基梁模型模拟桩与土的相互作用,考虑无黏性流体和桩体的耦合作用,将圆桩散射的特征函数展开,由解析法给出了埋置在土中的圆桩在无黏性流体中的稳态动力响应。最后将实测的钱塘江涌潮冲击荷载用傅立叶变换展开成正余弦荷载。考虑由流体黏性引起的速度力和黏性阻尼的Morison公式的速度力分项,研究分析了涌潮作用下桩式丁坝的受力特性及桩身振动响应。计算结果表明:埋置桩的自振频率较高,而涌潮荷载中高频分量相对较小,所以涌潮下桩式丁坝不易发生共振,工程中可采用静力方法进行设计。

作者：申冠卿;张原锋;曲少军;尚红霞;
摘要：黄河下游在洪水过程中的泥沙输移效果与峰型、含沙浓度和泥沙组成等因素有关。本研究在假定洪水经水库调控前后水体的含沙量和泥沙组成都相差不大,仅改变洪水过程线形状的基础上,从洪水调控的基本原则出发,考虑到洪水调控后输沙能力变化、水库的可操作性及下游漫滩程度等综合因素的影响,从机理上探讨了不同类型洪水的输沙效果,得出洪水调控系数λ≥0.32后,水库调控后的平头峰(恒定流量)并不比未经调控的自然洪水过程输沙效果差的结论。研究成果对小浪底水库科学调控水沙过程有参考意义。

摘要：1·文稿要求主题明确、结构严谨、数据可靠、文字准确、简练。重点论文每篇一般不超过8000字,一般论文每篇不超过5000字,讨论每篇一般不超过1500字,科技动态每篇一般不超过1000字。文后附参考文献...

作者：陈丁江;吕军;沈晔娜;金树权;
摘要：本文应用非点源污染河流水质的BP人工神经网络模型,模拟长乐江水体的总氮、总磷和溶解氧浓度的变化。通过模拟的水质参数相关性分析,协同非点源污染河流的机理性水质模型分析,确定适当的BP网络模型结构。采用实测的水质、水文逐月数据资料,对不同结构的BP网络模型进行了训练与验证。结果表明,相关性与机理性模型协同分析的方法,能较好地解决BP网络输入层参数的选择问题,所选择的参数较全面地表达了流域非点源污染发生的主要驱动因素和河流中污染物自净过程的主要影响因素。BP网络模型可以较精确地模拟非点源污染河流的水质变异,各水质参数模拟结果的平均相对误差在±10%以内。单隐含层结构的BP网络模型模拟结果比多隐含层结构模型结果更准确;单参数输出结构的网络模型模拟结果,优于多参数输出结构模型的模拟结果。

作者：吕谋;董深;王磊;
摘要：目前大多数基于遗传算法的给水管网优化设计在供水安全性和经济性方面都存在不足。本文针对这些不足,对优化设计的目标函数进行了改进,加入了流速约束,提出了流量已初分配的给水管网多工况的优化设计,并采用罚函数法予以实现。最后对青岛市出口加工区管网进行了优化求解,通过优化结果的对比,验证了该设计方法的实用性及其在供水安全性和经济性方面的优点。

作者：邢贞相;芮孝芳;崔海燕;余美;
摘要：本文在贝叶斯预报系统的框架下,利用BP网络能描述非线性映射的特性建立了基于BP网络的先验密度和似然函数的模型,并采用基于自适应采样算法(Adaptive Metropolis algorithm,简称AM)的马尔可夫链蒙特卡罗模拟方法(Markov Chain Monte Carlo,简称MCMC)求解流量的后验密度,最后给出流量的概率预报。实例表明,基于AM-MCMC的BP贝叶斯概率水文预报的精度高,且能给出预报的方差,使得防洪决策可以考虑预报的不确定性。

作者：乾爱国;段杰辉;纪平;
摘要：本研究应用EFDC三维水动力学数学模型,对典型受纳水体富水水库中核电站的低放射性废水排放进行了数值计算。富水水库库容较大、水体较深、水面窄长。先对由排放引起的水库内浓度场的稳定过程和稳定时间进行了预备计算,之后对表层排放、底层排放两种不同的排放方案进行了计算与分析,给出了表、底层排放核素分布的三维结构。模拟结果表明:污染物在环境水域中的运动规律,主要由环境流场决定。水库水深大,水体的稀释能力较强,且有向流速大的水层输移的趋势;不同半衰期物质,其浓度分布因水流输运作用与自衰作用的影响程度不一,同样条件下,半衰期长的核素浓度线包络面积也较大。

作者：王艳平;刘沛清;张俊华;
摘要：为进一步研究紊流浑水异重流交混区阻力规律,并简化该阻力计算方法,通过对紊流浑水异重流交混区上下两部分流速分布的研究,提出了最大流速点以上流速分布修正公式及适合高含沙水流的最大流速点以下流速分布公式。在此基础上对紊流浑水异重流交混区阻力系数进行了探讨,推导出了水库紊流异重流交界面阻力系数公式,并对其进行了讨论,论证了公式的合理性。并利用天然实测资料和实验室异重流试验数据对公式进行了验证,结果表明:推导出的异重流交界面阻力系数计算方法可以较好地模拟异重流交界面阻力变化规律。

作者：李畅游;史小红;
摘要：为研究干旱半干旱地区湖泊水动力学的特殊性,本文以位于我国北方河套灌区中的草型浅水湖泊乌梁素海为研究对象,将实测的湖泊流量、流速、水深监测数据与空间数据结合,以湖泊水平面二维水动力学模型为基础,考虑旱区特殊的水文气象因素,主要包括蒸发与风速,建立适合旱区湖泊水动力学的模型。模型求解采用有限差分法中的交错格点显式差分法,利用人为控制入口、出口边界,并在模型的参数选择上采用实测的气象资料进行逐日输入,从而提高了模型结果的精确度。经实测资料验证表明,所建模型对于干旱半干旱地区将蒸发、风力因素考虑进模型中是合理的,能够更准确地描述该地区中湖泊的水动力过程,可应用于对湖泊污染过程水质变化的定量研究。

作者：张翠然;陈厚群;
摘要：分别采用窗口滑移、Kameda多重滤波和Nakayama窄带滤波方法得到El Centro NS地震记录的渐进谱,经比较,选择Nakayama方法用于本文的渐进谱研究。分析了有限带宽白噪声、强度非平稳时程与实际地震记录的渐近谱,发现可从渐进谱分布规律的角度解释这些时程的特性差异。在Nakayama方法基础上建立了一个地震动合成模型,指出地震动时程的幅值和频率非平稳应同时与渐进谱和时频非平稳的相位相关。由本文和Kameda模型合成时程与实际地震动记录的渐进谱和相位的对比分析表明,依照本文模型合成时程的渐进谱和相位同时表现为时频非平稳,这与实际地震记录的特性完全相符。

作者：方修君;金峰;
摘要：利用扩展有限元法对裂隙水压作用下混凝土结构的开裂过程进行了模拟,裂纹中的流体运动在立方定理的基础上求解,混凝土开裂力学行为采用了黏聚裂纹模型来描述,采用松散型的耦合方式考虑裂隙水流和开裂结构间的相互作用。推导了在基于虚节点法的扩展有限元法框架下的耦合模型控制方程,通过双层迭代结构进行总体方程求解,对混凝土试件在裂纹水压作用下的开裂过程进行了数值模拟。不同加载速率条件下的计算结果反映的裂纹水压变化规律均与试验相近,结果也说明了扩展有限元法是处理连续-非连续问题的一种有效方法。

作者：陈拯;金峰;王进廷;
摘要：本文基于三维拱坝有限元模型,建立了采用ASHRAE晴空模型,利用光线追踪算法准确计算周围地形和自身遮蔽的坝面太阳辐射计算框架。该方法能够准确计算拱坝坝面太阳辐射的不均匀分布,为温度场计算提供准确的边界条件。现场实拍照片与计算瞬时坝面辐射的比较,验证了光线追踪算法的准确性。冬季和夏季日平均太阳辐射计算结果表明,坝面太阳辐射分布随季节变化明显,以某工程为例,冬季左右岸差值可达100W/m2。考虑太阳辐射以后的计算温度场与实测值符合良好,证明该方法可用于工程实际。对计算结果的分析表明,拱坝的日平均太阳辐射主要是太阳直射辐射。坝面辐射分布主要由拱坝朝向决定,辐射强度由坝址纬度和朝向共同作用。

作者：吴智敏;董伟;刘康;杨树桐;
摘要：本文将起裂断裂韧度作为材料参数,提出了混凝土Ⅰ型裂缝扩展准则,即当外荷载引起的裂缝尖端应力强度因子与黏聚力引起的裂缝尖端应力强度因子的差值达到起裂断裂韧度时,裂缝开始扩展。在此基础,上采用有限元法对混凝土Ⅰ型裂缝的断裂过程进行了数值模拟,分别计算了不同尺寸混凝土试件的荷载-裂缝口张开位移全曲线、临界裂缝亚临界扩展量、失稳断裂韧度并与应用DIANA软件的数值分析结果及试验结果进行了比较,吻合良好。研究还表明,只要给出混凝土的弹性模量、抗拉强度和起裂断裂韧度,即可用本文提出的方法计算混凝土失稳断裂韧度及裂缝扩展全过程。

作者：刘成;王兆印;隋觉义;
摘要：本文利用"中国河流泥沙公报"数据,结合各流域长系列年降水量资料,利用趋势分析和水沙双累计曲线方法相结合分析径流模数和输沙模数的变化,探讨我国主要入海河流水沙的历史变迁。数据系列至2006年,大多数数据长达50年。根据河流下游站历年水沙变化趋势,将我国主要河流大致分为3类:水量基本不变沙量降低、水量和沙量均降低、几近断流断沙。按地域看,我国淮河及其以南河流年水量无明显的改变趋势,而年沙量呈明显下降趋势;淮河以北地区河流水沙量均呈明显下降趋势,特别是黄河径流量的近10年平均值仅为多年平均值的1/3,输沙量从20世纪五、六十年代的约12亿t/a锐减至近10年的约1.6亿t/a,而海河水系的河流下游几乎是断流断沙。总体上,我国大多数河流的沙量明显下降,本文所列的10条河流下游站近10年的输沙量年平均值低于多年平均值的一半。流域降水量的变化不是河流入海水沙量的明显降低的主要原因,水沙量的降低主要是人类活动造成的。

作者：刘卫林;董增川;王德智;
摘要：将遗传算法中的进化思想和蚁群算法中的群体智能技术有效地耦合,提出了一种基于两者的混合智能算法,应用于供水水库群系统的优化调度研究中。算法利用蚁群算法的并行性、正反馈性以及良好的全局寻优能力,避免搜索陷入局部最优,同时借鉴遗传算法的进化思想,利用杂交、变异算子来进行局部寻优,使其能快速搜索到全局最优点。在种群随机搜索过程中嵌入确定性的模式搜索,使得算法同时具有随机性和确定性。结合模拟退火思想,构造了罚因子处理约束条件,使该算法对水库优化调度问题以及其他优化问题具有一定的通用性。通过实例验证,并与大系统聚合分解经典算法进行比较,结果表明该算法是可行的和有效的。

作者：顾莉;华祖林;何伟;胡叶亮;
摘要：提出一个确定河流污染物纵向离散系数的新方法——演算优化法。该方法采用示踪剂在两个断面的时间浓度过程数据,将上游断面的实测浓度过程视作下游断面的连续投放源。在下游断面浓度计算值与实测值的平方误差达到最小的条件下,利用优化方法求出河段的平均流速和纵向离散系数。该方法摈弃了传统演算法采用的冻结云团假设,客观地反映了污染物上游浓度变化过程对下游浓度变化过程的影响,同时避免了演算法中繁琐的试算过程。采用Fischer的室内示踪试验数据,对演算优化法与传统演算法进行比较,结果表明演算优化法的计算过程比演算法更快捷,计算出的离散系数更精确可靠。

作者：徐精文;张万昌;符淙斌;
摘要：针对传统的DEM(Digital Elevation Model)洼地和平坦区处理方法存在的速度慢等问题,提出了新的DEM处理方法。新方法由两个新算法组成:其一为DEM快速分位数分类算法,此算法先利用DEM的统计特征计算出分位数,然后分类,其时间复杂度仅为O(N),速度远大于传统分类方法的O(NlogN);其二为对分类后洼地和平坦区处理的新算法,此算法从高程最小的一类开始逐类处理,直到处理结束。用90m DEM对不同方法进行评价的结果表明:新方法在保证结果准确性前提下显著提高了DEM洼地和平坦区的处理效率。而且,新方法除了可将洼地填平之外,还可对洼地增加微小高程,生成无平坦区的DEM。新方法已成功地应用到地形指数的计算及TOPMODEL水文模拟,还适用于基于DEM的大尺度水文气候模拟与分析。