跨流域调水具有巨大的经济、社会和生态环境效益,但是调水减少了水源区的水资源量,可能会增加其供水风险。对南水北调中线工程水源影响区——汉江中下游进行水资源供需风险分析:进行了风险识别,计算了供水风险的各项指标;以风险度定义危险概率等级,易损性定义缺水严重程度等级,通过不同的等级组合建立缺水风险分级标准,对汉江中下游供水风险进行风险分级。结合敏感性分析结果,针对各影响因素采取相应的对策措施,特别是编制枯水期应急预案等对策措施,以降低跨流域调水对其水源影响区供水风险的影响。
为了研究岩溶地区泉域系统演化过程及对泉流量进行预测,耦合了渗流模型和岩溶动力模型,对均质和非均质2种条件下泉域系统进行了溶蚀演化模拟。从模拟结果上可以看出,均质含水系统初期水位变化较小,中后期下降明显,而非均质含水系统初期下降明显,中后期水位稳定;在张开度方面,非均质模型在相同时段内张开度的最在值却比均质系统要大4~5 cm。2个泉域系统的泉流量都经过了初期较小,中后期迅速增大的过程,只是增大的时间和每个时间点的泉流量不同,非均质系统增大时间更早,流量更大,分别用指数函数和多项式函数来拟合了均质和非均质系统泉流量过程曲线。研究结果为岩溶地下水系统演化模拟提供了一个新方法,同时也为岩溶地区地下水资源评价研究提供了科学依据。
针对应用短期降雨预报信息实施水库防洪调度问题,研究降雨预报失误对水库调度的影响。以安康水库为例,分析了未来24 h短期降雨预报精度及分布规律,利用贝叶斯定理,计算考虑降雨预报信息的防洪调度风险发生事件寄予各个量级降雨预报失误造成的概率。结果显示:在当前的降雨预报水平下,安康水库利用不同量级降雨预报信息实施防洪调度时,Ⅰ量级(预报无雨) 降雨预报失误对水库调度影响不大,可用于指导水库优化调度;Ⅱ量级(“预报小雨”)降雨预报失误对小洪水调度影响较大;Ⅲ量级(预报中雨及以上)降雨预报失误对大洪水调度影响较大,可作为汛期水库优化调度的参考指标。
石板沟滑坡是南江县2011年“9.18”洪灾期间降雨诱发的大型顺层基岩滑坡。通过野外调研,详细研究了石板沟滑坡的地质环境和滑坡特征,并从多方面论述了其发生的地质成因机制及变形演化过程。研究表明:原三沟环绕的地形特征为石板沟滑坡的发生提供了非常大的汇水条件,超强度降雨引起斜坡所蕴藏的高势能、极高的静水压力、浮托力以及滑带土的液化,是致使石板沟滑坡高速滑动的主要原因;滑坡的变形演化过程大致经历基岩斜坡原生节理裂隙充水张开、初期短距离拉槽起动、中期槽谷缓慢扩张、后期槽谷充水剧烈滑移4个阶段。最后建议在地质调查详查工作中应注重对斜坡微地貌及风化卸荷带的调查,对预测预报这类具有隐伏性的顺层基岩滑坡具有重大意义。
三峡至葛洲坝两坝间航道曲折多变、水流条件复杂,三峡电站在泄洪和日调节时产生的非恒定流,使得两坝间的航行条件更为复杂。通过建立两坝间通航水流三维数学模型,针对电站机组开启过程下泄流量变率产生的非恒定流对两坝间河段通航水流条件的影响,开展了计算分析研究。计算分析了三峡电站机组不同开启时间和不同开启流量情况对典型河段水面比降、表面流速产生的影响及其变化规律。研究结果表明:机组开启时间变化情况下,通航最困难河段水面比降增幅随机组开启时间缩短而加大,但最大表面流速线性增大;机组开启流量变化情况下,水面比降和最大表面流速随下泄流量线性增大。
高坝工程泄洪形成的泄洪雾化现象对水利枢纽的正常运行、交通安全、周围环境甚至下游岸坡稳定均可能造成危害。通过全面细致的文献调研,对我国泄洪雾化相关的研究进展进行了归纳总结,梳理了对泄洪雾化危害的认识过程,总结了对泄洪雾化形成过程的逐步了解,对比了不同模型试验和数值分析的研究成果。在对当前研究现状的认识基础上,指出今后泄洪雾化相关研究工作的开展应该注重测量技术的改进,以获得更详尽的原型和模型观测资料。此外,对泄洪雾化雾源特性的研究是今后研究的一个重要方向。
延边地区公路沿线广泛发育一种膨胀性较强的软岩,具有较强膨胀性,致使这一地区公路边坡出现了多处滑坡现象,带来了较大的危害。为了描述该地区岩土介质材料的强度及变形特征,分析吉林省在建汪延高速公路上的新岩滑坡的稳定性并为支护设计提供基本参数,通过现场取样,进行室内固结不排水剪切试验。试验表明:试样的应力-应变关系曲线为典型的双曲线,在低围压下,土体表现出弱应变硬化型,在高围压下,土体呈现明显的应变硬化型。结合Duncan-Chang模型,对实验结果进行分析,得到了D-C模型参数,并在此基础上,研究该地区膨胀土的归一化特性,结果表明,当归一化因子为(σ1-σ3)ult时,归一化程度最好,同时建立了应力-应变关系特性的归一化方程,能较好预测应力-应变关系。
在天然边坡中进行开挖、建造水工建筑物等人类活动,扰动了边坡原有的稳定性,改变了边坡原有的结构,形成更为复杂的水工边坡。水工边坡的稳定性直接关系到水工建筑物的安全,甚至会影响水电工程的安全建设与正常运行。分别采用刚体极限平衡法和有限单元法,对某水电站调压井边坡进行了二维和三维稳定分析。研究结果表明:对于这类有竖井开挖的水工边坡,研究其稳定性时,需进行三维稳定分析;若对这类有竖井的边坡进行二维稳定分析时,应考虑剖面选取的位置,需要综合研究穿过竖井的剖面及竖井周围剖面边坡的稳定性,如果只选取穿过竖井的剖面,则其研究结果往往会与实际出现较大的偏差,使得实际稳定性较好的边坡得出不稳定的结论。研究成果可为此类复杂水工边坡的稳定性分析提供参考。
为研究降雨型滑坡滑带土力学性质的变化规律,通过三轴剪切试验,在不同含水率下对某滑坡滑带土的应力-应变关系、抗剪强度与变形模量以及强度指标进行了初步研究。研究表明,含水率对滑带应力-应变关系发展模式影响显著。当含水率小于塑限时,应力-应变关系的发展模式为弹性变形→应变硬化→出现峰值→应变软化,出现剪切破坏面;而当含水率大于塑限时,应力-应变关系发展模式基本上是应变硬化,出现鼓胀破坏。随含水率增大,滑带土抗剪强度降低,可分为3个阶段:塑限含水率以前,抗剪强度变化不明显;塑限含水率至17%(液限与塑限含水率的平均值附近)时,抗剪强度下降速率最大;随后变缓。随含水率增大,滑带土黏聚力降低,近似符合双线性关系。
为验证穿黄隧洞内衬预应力混凝土强度,根据穿黄隧洞双层复合衬砌结构的特点与作用模式,在考虑钢绞线与孔道摩擦、锚具变形及钢筋内缩等引起预应力损失的前提下,采用三维非线性有限元模型对内衬预应力混凝土强度进行了分析与验证。通过计算得出有效预应力在钢绞线上的分布情况,以及分别在张拉工况与设计水头工况下内衬混凝土的内外表面环向应力和平均环向应力的分布规律。计算结果表明:张拉过程中的预应力损失较为严重,需要在施工过程中严格控制张拉应力以及其他引起预应力损失的影响因素,以保证张拉后有效预应力满足强度要求;穿黄隧洞内衬混凝土在两种工况下均实现全截面受压,应力分布满足设计要求,可保证穿黄隧洞的长期有效运行;模拟计算结果的应力参数值与1∶1仿真模型试验值吻合良好,变化规律与关键参数均基本一致。
提出发展微水电是促进藏东农牧区社会经济全面发展、促进农牧民增收和提高生活水平的重要手段;运用SWOT方法分析了微水电发展的各种因素及其外部条件;剖析了当地具有的优势、劣势及其面临的机遇和挑战;在将各种内外因素相互匹配的基础上,给出了适合藏东农牧区微水电发展的基本战略和政策建议。
泸定水电站大型长廊式调压室结构复杂,作业面多,施工通风散烟难度大。为改善施工通风效果,保证施工能安全、高效、快速地进行,采用基于流体力学理论的三维数值模拟其不同通风方案下一、二期的施工通风流场和有害气体扩散特性。给出了一、二期最优通风方案,并提出了相应合理的通风散烟时间。研究成果为通风方案优化和通风散烟时间的合理确定提供理论依据和技术支持。
水量计量是实行计划用水、节约用水、按量征收水资源费、实现水资源科学配置的重要基础性工作。以“管道取水流量计现场计量校准技术研究”专题为基础,介绍了流量计量量值溯源工作原理、以及现场使用的标准表在量值溯源校准中的合格性评定方法。通过应用实例分析,说明标准表流量计量合格性评定方法是可行的,并提出了进一步研究思路。
