小波阈值与小波包对南水北调工程防渗墙监测数据去噪有效性研究

以南水北调北京段大宁水库防渗墙加高施工工程为背景,基于小波包变换去噪法和小波变换阀值去噪法,对现场监测数据进行了消噪处理,比较了两者在工程实际中的应用效果。研究表明,对防渗墙工程安全监测数据,小波包的处理结果更为理想,能够更有效地去除噪音突变信号,保留原始有用信号的突变点,使重构信号能够更光滑地重现原始信号,其去噪法性能比小波变换阀值去噪法更佳,具有更好的实际应用价值。研究结论为后期更加准确地评价防渗墙施工期间的变形和进行墙体长期稳定性分析提供重要依据,研究方法可为类似工程提供参考。     

带初始损伤混凝土的动态抗压性能研究

对65个直径为68 mm的混凝土圆柱体试件进行试验分析,系统研究了不同初始损伤程度的混凝土试件在冲击荷载作用下的动态抗压特性。通过对混凝土试件预加不同的静态荷载,从而在试件内产生不同程度的初始损伤;利用SHPB设备进行不同速率下的冲击试验,研究初始损伤程度对混凝土动态抗压强度、应力应变关系以及破坏模式的影响。试验结果表明,初始损伤对混凝土动态抗压强度产生重要影响,其影响程度与混凝土试件的初始损伤程度密切相关,损伤程度在阈值以下时对混凝土的动态抗压强度影响较小,超过阈值时影响显著;随应变率增加,带损伤混凝土的动态抗压强度显著提高;含水率的增加降低了带初始损伤混凝土动态抗压性能。基于试验结果,提出了综合考虑初始损伤程度影响和应变速率效应的抗压强度预测模型。     

基于超熵产生的河型稳定判别式

基于非平衡态热力学理论中的超熵产生研究河型的稳定性,对河型是否有可能转化做出定量判别分析。选择河流系统的广义力和广义流,构造出河流的超熵产生以及超能耗率,根据超能耗率推导出河型稳定判别式。应用该判别式分析了黄河下游5个河段3种不同河型的稳定性,计算结果表明这5个河段的河型是稳定的,近期没有发生河型转化的可能性,与实际情况相符。利用该河型稳定判别式,不仅可判别河型的稳定性,还可以预测河流调整方向,为河流整治工程提供科学依据。     

水库运行对下游河岸潜流带水位-温度影响研究

选取浙江省新安江大坝下游尾水至富春江水库某一河段作为试验场地,实时监测同一河流剖面的河道水位、温度以及河岸水位与温度分布。通过分析侧向潜流交换流量,定量描述侧向潜流交换的空间非均质性和动态特征,刻画河岸潜流带与河道水体水位、温度之间的响应关系。结果表明:本次试验剖面上的侧向潜流交换流量变化范围为-8.36~3.87 m2/s,监测时间段内单位长度上的潜流交换量可达2.49 m2;河岸带侧向潜流区同一剖面不同观测井处的潜流流量呈线性相关,且离河道越远,潜流区水位波动振幅消减越多,响应越滞后,潜流交换流量越小;受水库下泄水流影响,河道水温日波幅很小,河岸含水层具有显著的垂向温度分层。在垂直方向上,冬季浅层河岸温度较低,深层河岸温度较高,夏季则相反,同时浅层温度梯度较大,尤以地面以下0.8~1.7 m范围内温度梯度最大,深层温度梯度小;在水平方向上,离河道越远,受河道入渗水影响越小,温度越高。揭示了水库运行对下游河岸潜流带的影响规律,为河流潜流带生态影响评估提供参考。     

聚丙烯纤维对补偿收缩混凝土力学性能的影响

为了探究聚丙烯纤维对补偿收缩混凝土的强度和限制膨胀率的影响规律,通过对不同聚丙烯纤维掺量的补偿收缩混凝土与基准混凝土的对比试验,测出了不同聚丙烯纤维掺量下的补偿收缩混凝土的强度和限制膨胀率值。与基准混凝土测得的强度和限制膨胀收缩率值对比,得出了能使补偿收缩混凝土达到最大膨胀率和最大劈裂抗拉强度的聚丙烯的最优掺量为1.575 kg/m3,同时随聚丙烯掺量增加,补偿收缩混凝土的强度和限制膨胀率先增大后减小。     

渭河干流关中段季节性水环境容量研究

针对季节性河流流量具有周期性变化的特点,采用季节性污水排放计划(SDP)的季节划分方法,提出季节性河流水环境容量计算方法。以渭河干流关中段为例,将一年划分为旱雨两季,利用一维水质模型计算8个季节划分方案和1个对照方案在50%、75%和90%保证率下的水环境容量。研究结果表明:在相同保证率下,分季节计算的渭河干流关中段COD和NH3-N环境容量分别是传统环境容量计算方法的1.17~1.59倍和1.25~1.79倍,表明分季节计算的河流水环境容量明显大于以年为单位计算的河流水环境容量。     

三峡库区龙河流域降雨和人类活动对水沙关系变化贡献率分析

以三峡库区中心区域的龙河流域为研究对象,利用1963—2010年流域水沙资料,采用Pettitt突变点检验、累积距平法及双累积曲线法分析了该流域输沙量和降雨量的变化趋势,判别出降雨量在1982年、输沙量在1982年和1990年发生了突变。并采用累积量斜率变化率比较法分析了1963—1981年,1982—1990年,1991—2010年3个时段降雨量和人类活动在龙河流域输沙量变化中的相对贡献率。研究表明:以1963—1981年为基准期,1982—1990年间降雨量和人类活动贡献率分别为29.49%和60.51%,1991—2010年间分别为3.38%和96.62%;以1982—1990年为基准期时,1991—2010年人类活动对输沙减小的贡献率为100%。该研究揭示了1963—2010年输沙量的变化趋势及降雨和人类活动对其贡献率,研究不仅对该区水土流失治理、水土保持效益评价具有重要意义,同时为研究三峡水库区间水沙锐减的原因提供一定的理论支持。     

滦河流域生态流量保证程度分析

为更好地对生态流量满足程度进行定量化分析,提出了生态流量保证率的概念。通过对滦河1957~2011年降雨、径流的分析计算,得出如下结论：滦河生态流量在1979年后受人类活动影响较为剧烈,尤其在1998年后,滦河的生态流量保证率仅能维持在70%左右;降水量和水利工程用水是滦河近年来生态流量得不到满足的主要原因。研究结果可为滦河的河流生态环境保护及水资源科学配置提供参考。     

上海市不同历时暴雨组合概率研究

基于上海市徐家汇站1960—2011年的日降雨资料,分析上海市年最大1d和3d降水量年际变化和年代际变化特性;择优选择GH Copula函数构建了年最大1 d与3 d降水量的联合分布模型,并推算它们的同现重现期和组合风险概率。结果表明:年最大1 d和3 d降水随时间呈增加趋势,自20世纪70年代开始其均值随年代增加;年最大1 d和3 d设计暴雨同频遭遇风险率在75%~85%之间,且同现风险率随年最大1 d设计暴雨值增大而增加。在设计上海市防洪排涝标准时若考虑最大1 d和3 d降水量的遭遇组合,有利于提升防洪排涝能力,保障防洪安全。     

基于河道径流可变区间的河流水资源可开发利用率分析

为了确定水电开发活动对河流水资源的可开发利用率,建立分期展布的河道径流可变区间核算方法,其中河道径流包括河道最小生态需水和河道最大洪流,并以西藏拉萨河为例进行核算。结果表明:拉萨河河道最小生态需水和最大洪流年内动态变化分别为29.5~328.3 m3/s和95.1~1 673.4 m3/s。与河道最小生态需水约束相比,河道径流可变区间约束使得拉萨河年调节型水电开发的水资源可开发利用率从60.2%下降到18.7%。指出对于径流丰枯特征十分明显的季节性河流,大型水利工程在平衡径流季节分布的过程中,应该受河道径流可变区间约束,尤其是枯水期最大洪流约束下河道径流量的可增加空间。