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水利
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多溶洞地层桩端极限承载力下限有限元法分析
为计算多溶洞地层桩基的极限承载力，通过MatLab平台编制了用于分析多溶洞地层桩端极限承载力下限的有限元法计算程序。采用平面应变模型，并假定材料符合Mohr-Coulomb准则和塑性关联流动法则。定义无量纲参数N来衡量各参数对桩端极限承载力的影响。根据桩与溶洞间的相对位置关系，详细探讨了6种工况下桩端极限承载力的变化规律，并分析了嵌岩深度hr、上覆土层自重qs和溶洞直径D的影响程度。分析结果表明:桩端极限承载力随hr的增大而增大，随D的增大而减小，而qs的影响基本可忽略不计。此外，还对不同工况下桩端的极限破坏模式进行了分析。最后，通过考虑无溶洞、有溶洞下的2种桩基算例，验证了本文方法的正确性。
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地震散射波法在岩溶区轨道工程中的应用
在对研究区岩溶发育情况进行分析的基础上，对地震散射波勘探技术从原理到成像剖面进行分析解释，并以贵阳市轨道交通2号线某一标段为例，对该方法探测结果进行分析。通过其他物探方法验证，地震散射波勘探技术对隐伏岩溶的探测效果较为明显，与实际情况基本相符。
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排污口设置对长江安徽段水质影响预测
为分析排污口设置对长江安徽段水质的影响，构建二维非稳态模型，利用水质水量实测资料对模型进行率定及验证，选取COD、氨氮等指标，预测分析不利条件下排污口的两种排放工况（改造前、改造后）对周边水域的扩散范围及其影响程度。结果表明，在两种工况条件下，敏感目标水质均未受影响；改造后排放产生的污染带影响范围及浓度最大增量值均小于改造前，但均在相应功能区范围内；两种工况下总氮排放产生的污染带范围最大，其改造前最大污染带长21面积为0.改造后最大污染带长2.面积为0..34km、2656km2，085km，2445km2。
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一带一路”主体水资源区国家水资源管理体制对比
“一带一路”主体水资源区水资源时空分布不均、各国制度及文化不同，导致水资源管理体制存在显著差异。为此，梳理并分析了沿线国家水资源管理体制，在11个“一带一路”水资源一级分区中选取了13个代表性国家，从水资源管理决策部门、组织结构和法律法规三方面对其水资源管理体制进行总结归纳，将其分为分散管理、多部门管理、大部门管理、专设部门管理和非政府机构参与管理五大类，并进行分类对比分析。最后从实现“一带一路”命运共同体的高度，对水资源管理体制改革提出四点建议，即完善区域内各国的流域管理与区域管理相结合的水资源管理体制;提出“一带一路”区域视域下的统一水资源管理框架;将公众参与管理的行为上升到政策层面进行管理和推动;推进“一带一路”区域水资源管理协商机构的建立。
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动荷载作用下山区道路边坡耐久性研究
借助威布尔分布函数描述岩坡微元发生破坏前后的存活率，结合损伤力学理论和有限元强度折减法，建立存活率、稳定系数和累积损伤因子的内在联系，实现山区道路边坡在全生命周期内的阶段式预警。结果表明:边坡疲劳稳定系数随疲劳寿命的消耗而降低，具有初期变化敏感、中间缓慢过渡和后期迅速下降的特点，边坡存活率随着剩余寿命和安全系数的减小而减小;边坡全生命周期内的阶段式预警可分为初始蠕变、稳态发展、快速发展、滑动破坏4个阶段，边坡的稳定系数、存活率和道路运营年限均随变形的发展逐渐减小，直至失稳破坏。提出耐久性因子，评价道路边坡在其全生命周期内的耐久性，边坡工程设计中应通过不断调整抗疲劳措施，使其处于稳态发展阶段。研究成果可为边坡工程的安全性与耐久性评价提供有意义的参考。
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堤防溃口应急抢险技术研究综述
我国江河堤防历史溃口频繁，堵口技术在无数次溃口抢险中逐渐发展，但目前堵口技术效率偏低，且过分依赖人力，机械化程度不高，亟须向现代化应急抢险技术转变。堤防溃口应急抢险相关研究和实践经验较多，总结可得以下结论:溃口过流量及流速可由口门形状及宽度、堤前后水深定量推算，其中，口门形状及宽度由水头差决定，受河道流量和堤身填料影响;不同流域的堵口抢险技术存在一定的差异，但核心思想均为逐步抛填，逐步降低流速;保证抛投物料抗冲稳定性是成功堵口的关键，抗冲结构体系是提高抛投物料抗冲稳定性的有效措施;轻便高效的现代化抢险装备是提高堵口抢险效率的重要途径。
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钢岔管采用振动时效工艺消除应力探讨
华安水电站扩建工程钢岔管应做水压试验,以消除焊后残余应力,但由于岔管管径大，工期紧,现场难具备水压试验条件,为提高钢岔管的结构完整性,消除焊后残余应力对钢岔管材料性能的影响，本文介绍利用振动时效工艺，大幅降低钢岔管的焊接残余应力，保证了构件的安全。
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耦合多维约束的高拱坝施工进度仿真研究
300m级特高拱坝工程大多水文地质条件复杂、工程规模大、工期紧张、质量控制严，其施工进度受诸多内外部复杂因素的共同作用和制约。针对白鹤滩工程双缆机平台及双供料平台布置、多标段施工、采用自升模板等新工艺、大风天气等特点，研究了多维约束条件对高拱坝施工进度的耦合作用机制，基于智慧大坝系统的智能感知信息并利用多维耦合的仿真分析技术，分析了白鹤滩高拱坝的施工进度控制关键因素和关键路径，为白鹤滩大坝和类似工程施工精细化管控提供了有效的支撑手段和决策依据。
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过滤法测定悬移质含沙量在三水(二)水文站的应用前景探讨
通过在三水(二)水文站进行悬移质含沙量采样测验，并分别使用烘干法和过滤法进行沙样分析处理，以探讨过滤法测定悬移质含沙量的应用前景。比较测验结果表明，烘干法工序复杂，耗时长，但测定结果更可靠;过滤法操作简便快捷，可以迅速得到结果，测定结果与烘干法关系良好，但存在一定偏差，其中低沙段偏差较小，中高沙段偏差较大。
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基于Kriging模型的重力坝非概率可靠性分析
为解决概率可靠性方法分析受限于重力坝不确定参数的统计信息较难获取，及其功能函数高度非线性且较难用显式解析表达式给予刻画等问题，构建了基于不确定参数界限的重力坝单元非概率可靠性(Non-probabilisticReliability，N-PR)指标计算模型，在此基础上，融合Kriging模型较强预测和拟合优势，发展了一种基于Kriging模型的重力坝N-PR指标计算方法。经实例考证，所给模型与方法可有效规避概率可靠性分析中要求不确定参数随机变化且计算结果对参数高度敏感的局限，较好适应了重力坝功能函数高度非线性甚至难以显式表达的特点，可较深入分析重力坝可靠性。
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考虑新能源的梯级水电中长期调度策略研究
研究风光水中长期互补协调调度对探索风光的接入对水电运行的影响有重要意义。以流域Y下游两库五级梯级水电站及其周边的风光资源为例，建立了计及发电量最大化和时段最小出力最大化的双目标模型，在求解时将时段最小出力最大化目标转化为约束条件，在约束破坏时对目标函数加以惩罚，以达到简化求解的目的。最后通过分析互补协调调度的效果及风光对水库蓄泄水的影响提取了互补运行中梯级水电的调度策略，即互补运行中，水库群蓄水时期的调度策略以水资源最优化为原则，供水时期需重点关注，应根据风光总发电特性进行策略调整。
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黄河万家寨河段河冰冰厚遥感提取及年内变化特征分析
冰凌观测是防凌的前提，是冰凌研究的基础，因此全面准确的冰凌观测可为科学防凌提供可靠的依据。为此，以黄河万家寨库区河段为例，通过冰厚反演算法对其冰厚数据进行遥感反演，利用Lebedev模型对反演结果进行验证，并对结果进行年内变化特征分析。结果表明，卫星遥感反演结果与实测及模型验证结果接近，相关系数为0.8;冰厚演变总体呈成冰、流凌、初封、稳封、融冰、开河的生消演变过程。反演冰厚结果可为黄河内蒙段防凌减灾等实际工作提供参考依据。
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几种河川径流序列突变检验方法的对比
水文序列变异的诊断方法众多，各种方法所得突变结果不尽相同。为避免单种方法检测的不确定性，通过研究比较6种常用突变检验方法，以黄河上游三条代表性河流的河川径流序列变异为案例，对上述方法的基本原理、假设条件和成果合理性进行实证性对比研究，基于此提出突变检验的建议方案。曲线直观类方法适于突变时间范围的勾勒，变异年份须借助统计方法检验;参数统计法与非参数秩检验法各有优点，为避免同类方法的重复，建议各选其一用于突变检测和成果对比;宜严格控制显著性水平检验，当两个或两个以上的检测结果较一致才能议为可信的突变结果。实证研究表明，黄河上游黑河和白河径流序列(1985-2015年)的突变均发生在1993年，洮河径流序列(1956-2015年)的突变年份发生在1991年。研究属多种方法应用于水文序列突变检验的有效范例，可为突变检验相关理论体系的完善和方法的创新提供参考。
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典型北方季节性河流生态需水量研究
在供水方面北方河流存在着水资源缺乏、水质恶化等水环境问题，按照工、农、生三产水资源配比情况，北方地区农业种植业需水量占总供水量的70%以上，同时污染负荷以面源污染负荷为主。以京津冀绿色农副产品的保障基地河北省洋河流域为例，基于前期海河流域(洋河流域为海河流域的一条二级支流)河流生态需水量计算方法学研究结果，选取水文学及目标水质法计算洋河干流左卫、响水铺、鸡鸣驿和八号桥4个典型断面最小、适宜和理想生态需水量。通过Tennant法为参照，计算结果表明:①以COD指标为生态目标计算的最小、适宜和理想生态需水量分别为0.82、1.64、2.48亿m3;②以NH+4-N指标为生态目标计算的最小、适宜和理想生态需水量分别为0.83、1.65、2.49亿m3。同时综合考虑洋河流域对京津冀农副产品保障的灌溉功能定位，从洋河盆地的农业灌溉生态需水量角度切入，利用CROP-WAT模型计算目标区域农作物需水量，提出了基于保障洋河流域作物灌溉问题生态需水量的计算，并制定了相应水库的调蓄方案。友谊水库作为洋河干流最大的水库，需向下游补灌60
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减压井超声波解堵试验初步研究
借鉴在石油工业中得到有效应用的超声波技术，自主研制了适用于砂土地基堤防减压井的超声波解堵系统。在室内大型渗透仪中模拟了减压井倒灌淤堵过程，采用自制超声波设备进行了解堵试验，并通过常水头渗透试验分析了超声波技术作用效果，研究了试验砂样装样密度和驱动水力比降对超声波解堵效果的影响。试验结果表明:倒灌悬浊液使得试样含水层发生了堵塞，井管排水能力减弱，承压水头增加;经超声波解堵后，减压井及其周边含水层综合渗透性得到提升，出水口流量增加，减压能力增强，超声波解堵效果明显，可使淤堵减压井恢复60%以上。减小装样密度使得砂样孔隙率增加，可提高淤堵前排水减压能力，但发生倒灌淤堵程度增加。装样密度对超声波解堵程度影响不显著，但在较小的装样密度下，超声波能在较短的时间内达到同等解堵效果。提高超声波解堵过程中驱动水力比降，更易于带动剥离的淤堵细颗粒从含水层孔隙中析出，能增加超声波解堵效果。
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土地利用变化影响的灞河流域潜在非点源污染风险时空变化特征
流域内土地利用方式改变引起非点源污染源的时空变化，已显著影响地表、地下水环境质量。以人类活动影响强烈的灞河流域为例，采用改进后的潜在非点源污染指数模型(PNPI)，探讨近20年半干旱区城市型河流土地利用变化影响下的流域潜在非点源污染风险时空变化特征及其主导因素。结果表明:灞河流域主要土地利用方式为林地与耕地，共占流域面积的85%。1995-2015年间西安实施区域融合发展战略，河流下游平原区城镇用地扩张近4倍，侵占大量原有草地与耕地;基于Quantile分类法，将研究区潜在非点源污染风险值划分为极低、低、中等、高和极高等级，区域流域内潜在非点源污染风险呈现两极分化现象，即人类活动影响区的非点源污染风险增强，极高风险区迅速扩张，同时上游水源区的非点源污染风险降低;近期，西安市城镇化的快速推进是流域极高潜在非点源污染风险区域迅速扩张的主要原因。
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1960-2015年洞庭湖水资源演变特征分析
洞庭湖是我国第二大淡水湖，也是长江流域重要的调蓄湖泊。由于受下垫面变化、人类活动和气候变化等的影响，洞庭湖流量、水位呈现新的变化趋势，研究洞庭湖水资源演变特征可为洞庭湖保护提供依据。采用Mann-Kendall突变检验方法对洞庭湖出口控制水文站城陵矶(七里山)及长江干流水文站枝城站、螺山站的1960-2015年流量、水位的年际和年内变化趋势进行分析。结果表明:洞庭湖上游长江枝城站在2000年以前径流量变化不大，但从2001年起呈现下降的趋势，水位呈现先上升后下降的趋势，洞庭湖出口城陵矶(七里山)站整体径流量呈现下降的趋势，而平均水位呈现上升的趋势，洞庭湖下游长江螺山站径流量整体上变化不显著，平均水位则呈现上升的趋势;三峡枢纽运行后，3个水文站汛期(4-10月)的径流量和水位均呈现下降趋势，枯水期(1-3月)则出现水位上升趋势;长江上水利工程尤其是三峡工程的修建，对洞庭湖水资源的调节影响明显。
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基于BIM的大坝安全监测信息管理系统开发研究
针对现阶段大坝安全监测信息管理系统可视化程度低、信息管理繁琐等问题，引入可视化程度高、集成信息强的建筑信息模型（BIM）技术，并以Revit作为开发平台，以SQLServer作为后台数据库管理系统，将BIM模型与监测数据相关联，开发了大坝安全监测信息管理系统。该系统具有载入仪器族、插入测点、查询测点信息、查询数据等功能，实现了BIM模型与监测数据的交互，对其他BIM信息管理系统的开发具有借鉴意义。
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混流式水泵水轮机转轮径向间隙对周围流场特性的影响
混流式水泵水轮机转轮周围流场的特性会影响机组的稳定性，以某机组真机尺寸的全流体域k-ω模型进行CFX非定常仿真研究，共设置5组间隙组合模型，模拟机组在3个导叶开度下的运行状态。通过对无叶区、顶盖下腔和底环上腔内各个测点压力数据的分析，揭示了不同转轮径向间隙对周围流场特性的影响程度，明确了无叶区和顶盖下腔、底环上腔内压力脉动在机组运行过程中的变化规律和相关性，从而为混流式水泵水轮机的结构优化和水力优化提供了一定依据。
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土壤水分对玉米蒸腾特性的影响
针对干旱半干旱地区的农业用水短缺问题，以节水灌溉及水资源的合理利用为目标，利用包裹式茎流计对甘肃省会宁县玉米的蒸腾进行连续观测，并同步监测玉米地不同埋深下的土壤水势、土壤含水率及周围气象因子，研究土壤水分对玉米蒸腾特性的影响。结果显示:(1)在不同天气条件下，玉米蒸腾速率的日变化情况大致相同，均呈“几”字型的变化曲线。(2)不同埋深下土壤水势及含水率的日变化幅度不大，均呈缓慢下降趋势。土壤水势及含水量在晴天的变化情况比阴雨天的对称性更好;7月至8月，气温升高，玉米蒸腾耗水增加，土壤水势及含水率逐渐下降，20cm深处的土壤水势变化幅度最大;20~30cm深处的土壤水势与蒸腾速率的相关性稍好于10~20cm深处的土壤水势与蒸腾速率的关系，这主要跟玉米的根系分布有关;各埋深下土壤水势与玉米蒸腾累积量的相关性都呈极显著正相关;30cm埋深处土壤水分对蒸腾作用的影响比5cm深处土壤水分对蒸腾作用的影响大。(3)对比发现蒸腾速率与土壤水势的相关性比与土壤含水率的好。结果表明，土壤水分是影响玉米蒸腾耗水差异的重要原因