浑河流域沈抚段区域丰平枯年型划分

流域内丰、平、枯年型的划分是研究水资源调度的先导步骤,适宜的年型划分结果是得到准确生态需水量的必要前提,也对研究水资源可持续利用有重要意义。根据不同方法对年径流丰、平、枯年型的划分进行讨论,结果利用保证率方法进行划分更适合应用于浑河流域沈抚段区域。将研究区域内3个水文监测站20年径流量系列水文资料划分为特丰水年、偏枯水年、平水年、偏枯水年和特枯水年五大类别,分析发现平水年和偏枯水年出现的频率较高。     

基于MIKE11的沈阳市南北运河水质水量调控模拟

针对沈阳市南北运河水体富营养化严重和水体黑臭现象,采用MIKE11软件对沈阳市南北运河研究区域建立水质水量调控耦合模型,结合实测水文和水质数据进行模型的参数率定和验证。通过南北运河上游、中游、下游所设置的8个监控断面进行监测和水质分析,应用所建立的模型研究了排污口截污、支流河达标、生态补水和综合措施处理四项治理调控方案的改善效果。结果表明:通过综合措施处理可切实保证所研究区域水环境情况得到明显改善,为南北运河水污染治理工作提供借鉴。     

小清河(济南段)水质污染现状调查及研究

通过对小清河(济南段)流域内干、支流水量及水质的实地排查和检测,分析了小清河(济南段)水质污染规律,并采用MIKE11软件对小清河(济南段)进行了河道水动力和水质模拟,构建了小清河流域的降雨径流模型(NAM)、一维水动力模型(HD)和对流扩散模型(AD)。通过模型运算分析了小清河各类污染源的污染权重值,结果如下:小清河现状水源(污染源)中,污染贡献程度排序为污水厂(站)尾水(34.0%)>雨水径流(33.0%)>直排污水(29.1%);水量贡献程度排序为污水厂(站)尾水(58.8%)>雨水径流(26.1%)>直排污水(5.5%);削减难易程度排序为直排污水>污水厂(站)尾水>雨水径流。     

基于水质水量分析的多种工业废水处理工艺优化设计与应用

某工厂在硅新材料生产过程中,排放强酸性高氟废水(污酸)和酸性废水,对其两种废水进行处理,是本工程设计的技术难题。通过对两种工业废水的水质、水量特点的分析,确定了分质前处理与混合后续处理的最佳技术方案,在确保水质处理效果的前提下,有效地降低了工程投资与运行成本。     

基于水量水质的污水收集处理系统效能分析

从流域治理角度提出了一种基于水量水质的污水收集处理系统效能分析方法,并以沙河流域为例,系统调查典型排水户、管网及污水处理厂的水量水质特征,分析污染物沿程“损失”率,计算各片区污水及污染物的实际收集处理率,识别出重点问题区域,以期为流域治理及提质增效提供参考。研究表明,沙河流域的污水处理厂总体进水浓度偏低,其中管网是造成污染物沿程“损失”的关键环节,“损失”率在61%～69%;降雨对污水厂进水水量和水质影响较大,部分片区没有处理超量混合污水的能力,雨季溢流污染问题突出;污水及污染物收集处理率可作为城市污水收集处理系统效能定量评价的重要参考,经计算,沙河流域的污水收集处理率为71%,COD、NH3-N、TN和TP的收集处理率分别为59%、50%、55%和62%,符合流域水环境质量及污水管网建设的实际情况。     

基于区域水量-水质的水资源承载力研究

目前国内外对水资源承载力的研究都存在较多关注水资源数量而忽略水质的问题,然而在水资源的实际利用中,最小生态需水量、水环境容量也是水资源承载能力的重要约束条件。基于此,对水资源承载力的概念提出新的理解,从水量和水质角度出发,建立了以最小生态需水量、水环境最大可容纳量为约束条件的水资源承载力模型,提出以人口和经济承载规模来表征水资源承载力。以北京市房山区为例,选取COD和NH₃-N为主要污染因子,通过一维稳态水质模型计算研究区域内河道纳污能力,进而推算出在水量-水质约束条件下的水资源可利用量对研究区域经济系统的支撑能力。结果表明:房山区不同水功能区由于其河段长度、现状水质不同,导致纳污能力差别较大;河流对COD和NH₃-N的纳污能力分别为4 411. 92 t/a和121. 61 t/a,预测2030年房山区水资源承载力即GDP规模为3 348. 43亿元、人口数量为243万人。     

福州市感潮河网水动力水质耦合模型研究

针对福州市江北城区感潮河网的水动力和水质特点,构建河网一维水动力水质耦合模型,并进行模型验证。耦合模型的模拟结果能较准确地反映江北城区感潮河网在景观生态补水和外江潮位共同作用下的水动力特性以及河道污染物在内河中的迁移情况。模型成果可实现江北城区河网水系景观生态补水的合理配置,为更好地改善福州市城市水环境提供强有力的理论指导。     

模型与水质特征因子耦合的污水管网数值诊断方法

采用基于管网模型与多参数智能在线监测设备相结合的数值化诊断方法“管网医院”,可对静态设施属性进行分析,解决管网的拓扑与状态问题;对动态运行数据进行分析,解决管网的监测与运行问题。针对佛山市顺德区某污水处理厂服务范围内污水管网系统的入流入渗问题进行了空间分布解析,并诊断出污水管网外来水入流量和污水溢流量。结果表明：污水主干管网存在81个污水溢流排放口、2处孤立管段、1处大管接小管和1处逆坡管段;污水处理厂大部分时段处于高水位运行状态,导致污水外溢,应将现状末端窨井的水深由7.50 m降至6.22 m,保证旱季各溢流口无污水溢流;占污水管网总长6.7%的局部管段,其外来水入流量占总入流量的47.3%,对污水管网入流情况严重和较为严重的3处管段进行修复,可显著降低整个管网系统的入流量等级。     

基于模型评估的水体综合治理水环境目标可达性分析

为响应中山市水污染防治行动计划和贯彻小榄镇内河清流及雨污分流防治工程,小榄镇积极制定了一套完整的水体综合治理方案。为验证综合治理方案的可行性,在已有MIKE 11水动力模型研究基础上,结合SWMM水质模型,论证水环境目标可达性及合理性。主要着重介绍模型计算原理及构建过程,并针对提出的各类整治措施,计算整治效果,从而对小榄镇水质环境目标近期及远期可达性进行评估。     

基于耦合模型的地下隧道抗震分析研究

在考虑了土与结构的相互作用的基础上,采用耦合模型来模拟土体的分层性、非线性以及土体和钢筋混凝土之间的滑移、拉裂、嵌入以及土体的半无限边界条件。文中首先阐述了接触元建立的方法以及单元刚度矩阵的积分方法;由于无限远处的土场位移、地震作用力皆为零,计算中对该单元刚度矩阵的形式不同于四节点等参元,文中推导了平行无限元的单元刚度矩阵方,并介绍了无限元单元刚度矩阵组装原理。通过对一双洞口矩形截面隧道的地震反应进行分析,为地下结构的抗震设计提供参考意见。     

基于连续介质离散元的双重介质渗流应力耦合模型

 为模拟边坡在库水涨落和降雨作用下的渐进破坏过程,发展基于连续介质离散元的双重介质渗流应力耦合模型。它分为固体计算模型、孔隙渗流应力耦合模型和裂隙渗流应力耦合模型3个部分。固体计算模型能够反映地质体的破坏规律,可以模拟从连续到非连续的破坏过程;孔隙渗流应力耦合模型可以方便地计算出自由水位线(浸润线)的位置;裂隙渗流应力耦合模型可以避免由于不连通裂隙(孤立裂隙)存在所导致的收敛性问题;假设只考虑库水涨落和降雨的最终状态,裂隙渗流产生的水头分布和由库水涨落所引起的水头改变作为孔隙渗流的变边界条件,从而实现孔隙渗流场和裂隙渗流场的耦合。典型算例计算结果表明,基于连续介质离散元的双重介质渗流应力耦合模型对于库区古滑坡的研究是很有效的。     

基于双重孔隙介质模型的渗流-应力耦合并行数值分析

为模拟天然岩石中孔隙和裂隙的不同渗透性能及应力耦合特性,基于双重孔隙介质模型,建立渗流–应力耦合分析的迭代计算模型。岩石基质渗透系数和孔隙率通过体积应变进行更新。裂隙系统的耦合模型通过立方体单元模型来建立,渗透系数和孔隙率随有效应力的变化进行更新。考虑到耦合分析时步多、计算量大的问题,采用基于element-by-element策略的有限元并行计算方法进行数值模拟。编制相应的耦合分析并行程序CoupledGF,并在分布存储的并行机上实现。对包含一个生产井和一个注入井的封闭区域进行渗流–应力耦合分析,模拟约22 000个时步。计算结果表明,并行耦合分析模型对于渗流应力的耦合分析是很有效的。     

基于双重孔隙介质模型的渗流–应力耦合并行数值分析

为模拟天然岩石中孔隙和裂隙的不同渗透性能及应力耦合特性，基于双重孔隙介质模型，建立渗流–应力耦合分析的迭代计算模型。岩石基质渗透系数和孔隙率通过体积应变进行更新。裂隙系统的耦合模型通过立方体单元模型来建立，渗透系数和孔隙率随有效应力的变化进行更新。考虑到耦合分析时步多、计算量大的问题，采用基于element-by-element策略的有限元并行计算方法进行数值模拟。编制相应的耦合分析并行程序CoupledGF，并在分布存储的并行机上实现。对包含一个生产井和一个注入井的封闭区域进行渗流–应力耦合分析，模拟约     

基于Sobol方法的SWMM模型参数全局敏感性分析

以北京师范大学校园为研究区域,通过自行开发的SWMM-UQ模块采用Sobol方法对SWMM模型水量和水质参数进行全局敏感性分析。结果表明:①对于水量模拟参数,不透水面积比率(Pct-Imperv)、子汇水区特征宽度系数(K-Width)、管道曼宁系数(Manning-N)对模拟结果(目标函数)均呈现显著敏感性,这些参数对研究区的产汇流过程起着决定性的作用,是模型进行水量模拟的关键参数;②对于水质模拟参数,只有道路的最大累积量(R_MaxBulidup)、冲刷系数(R_WashoffCoef)和冲刷指数(R_WashoffExp)对模拟结果(目标函数)显著敏感,其余均不敏感,说明土地类型对水质模拟参数的敏感性有较大的影响;③无论是水量还是水质模拟参数,相对于参数的单一作用,参数的相互作用更大程度上影响着模型结果的变化。     

基于耦合模型的河网湖泊污染物输移扩散效果分析

针对补水循环及水系贯通工程2种水环境治理工程中常用手段,以老港基地水系为例,基于一、二维耦合的水动力及水质模型,对其治理效果进行研究.研究表明:补水循环和水系贯通工程对于改善区域水环境状况非常有效,可促使水系内水流单一方向流动的工程方案治理效果较好,贯通断头河道可改善水系局部水动力条件.研究结果可为工程规划提供依据,也...     

冻土地区土壤水热耦合温度场的分析

分析了冻土地区土壤水热迁移的影响因素,探讨了冻土水热迁移的研究方法及成果。建立了考虑相变潜热及土壤冻结后含冰量的土壤水热耦合温度场模型,并进行了数值求解,得到了冻土区不同深度土壤的水热耦合温差场,总结温度变化趋势的规律。     

基于N-K模型的重型货运交通安全风险耦合分析

为探究重型货运交通事故发生的关键因素,从人、车、路、环境4类风险因素的耦合关系出发,构建交通事故风险耦合网络分析模型,运用N-K模型对重型货运交通安全风险耦合值进行定量计算,由单因素、双因素以及多因素耦合方式下风险发生的概率,得出各种耦合方式下的风险耦合值,最后以北京重型货运交通事故为例,利用所构建的模型计算各种耦合方式下的风险大小。结果表明：参与耦合的风险因素数量越多风险越大;重型货运交通安全受主观因素影响较大;四因素风险耦合不轻易形成,但一旦形成,其引起的安全风险最大。     

基于多层统计分析法的河流水质发展模型研究

采用多层统计分析法,以大沽排污河为例,建立了主要污染因子COD、NH3-N的随机截距发展模型、随机截距/斜率发展模型以及纳入时间变化协变量的随机截距/斜率发展模型,其中NH3-N随机截距/斜率发展模型和纳入时间变化协变量的COD随机截距/斜率发展模型能较好地反映水质沿不同水期(枯水期、平水期、丰水期)的纵向变化规律以及采样点处污染物浓度的时空变化规律。模型的成功运用将为河流的综合整治和科学管理提供科学依据。     

基于Holt指数平滑模型的地下水水质预测

地下水水质预测是地下水污染防治研究工作的重要组成部分。本文介绍了Holt指数平滑模型的基本原理及平滑参数的确定方法,在此基础上,以阿拉善腰坝绿洲地下水水质预测为实例对地下水HCO3-、Cl-、SO42-和TDS进行了预测,并与灰色模型预测结果进行了对比。结果表明2006年HCO3-、Cl-、SO42-和TDS浓度值将分别达到198．260、77．290、114．850和508mg／L。应查清地下水各种污染源及各污染源对地下水水质的影响程度,以便采取有效措施,遏制地下水水质进-步恶化。Holt指数平滑模型统-考虑了所有已有时间序列资料对预测值的影响,提高了预测精唐．适用于已有较长时间序列资料前提下的预测。     

基于桥梁节段模型的颤振稳定性参数分析

随着跨海工程的发展,桥梁跨度不断增加,使得风致振动问题日益突出,其中颤振稳定性是桥梁抗风设计首要考虑的问题。节段模型风洞试验是桥梁颤振性能预测的重要手段,但节段模型在实桥结构的质量和刚度等参数模拟中会存在有限元建模误差和设计加工误差,进而导致颤振预测结果的偏差。基于二维频域颤振分析方法,分别对一典型闭口和开口断面节段模型进行颤振稳定性参数分析,系统研究了结构参数模拟偏差对颤振临界风速预测值的影响。结果表明,颤振临界风速对竖弯相关的结构参数敏感性很低,而对扭转相关的结构参数较为敏感,应充分考虑不利情况下的误差修正;颤振性能关于结构质量和刚度参数的敏感性与断面形式关联不大,但对于扭转阻尼比,开口断面的敏感性明显高于闭口断面。