The effects of initial soil moisture conditions on swale flow hydrographs          下载免费PDF全文

Hendrik Rujner  Günther Leonhardt  Jiri Marsalek  Anna‐Maria Perttu  Maria Viklander 《水文研究》2018,32(5):644-654

The effects of soil water content (SWC) on the formation of run‐off in grass swales draining into a storm sewer system were studied in two 30‐m test swales with trapezoidal cross sections. Swale 1 was built in a loamy fine‐sand soil, on a slope of 1.5%, and Swale 2 was built in a sandy loam soil, on a slope of 0.7%. In experimental runs, the swales were irrigated with 2 flow rates reproducing run‐off from block rainfalls with intensities approximately corresponding to 2‐month and 3‐year events. Run‐off experiments were conducted for initial SWC (SWC_ini) ranging from 0.18 to 0.43 m³/m³. For low SWC_ini, the run‐off volume was greatly reduced by up to 82%, but at high SWC_ini, the volume reduction was as low as 15%. The relative swale flow volume reductions decreased with increasing SWC_ini and, for the conditions studied, indicated a transition of the dominating swale functions from run‐off dissipation to conveyance. Run‐off flow peaks were reduced proportionally to the flow volume reductions, in the range from 4% to 55%. The swale outflow hydrograph lag times varied from 5 to 15 min, with the high values corresponding to low SWC_ini. Analysis of swale inflow/outflow hydrographs for high SWC_ini allowed estimations of the saturated hydraulic conductivities as 3.27 and 4.84 cm/hr in Swales 1 and 2, respectively. Such estimates differed from averages (N = 9) of double‐ring infiltrometer measurements (9.41 and 1.78 cm/hr). Irregularities in swale bottom slopes created bottom surface depression storage of 0.35 and 0.61 m³ for Swales 1 and 2, respectively, and functioned similarly as check berms contributing to run‐off attenuation. The experimental findings offer implications for drainage swale planning and design: (a) SWC_ini strongly affect swale functioning in run‐off dissipation and conveyance during the early phase of run‐off, which is particularly important for design storms and their antecedent moisture conditions, and (b) concerning the longevity of swale operation, Swale 1 remains fully functional even after almost 60 years of operation, as judged from its attractive appearance, good infiltration rates (3.27 cm/hr), and high flow capacity.  相似文献   

多年冻土区青藏铁路列车荷载作用下路基振动响应研究          下载免费PDF全文

董连成  徐禛  师黎静  胡新福  高德领 《地震工程学报》2018,40(6):1153-1160

针对多年冻土区青藏铁路列车荷载振动作用下的动稳定性,通过对北麓河和二道沟三个典型铁路路基横断面振动响应的二分量加速度观测,对比分析客运列车和货运列车引起的路基振动特性和衰减规律,研究不同防护形式路基的列车振动响应。结果表明,路基上的振动作用主要集中在40～80Hz频率范围内;防护形式对路基的列车动力响应有明显影响,热棒加碎石路基动力响应最小,其次为碎石防护路基,未采取任何防护的路基铁轨上的动力响应最大,建议对未采取防护的路基进行防护。分析结论为青藏铁路列车作用下的路基动稳定性评估提供实测依据,对多年冻土区的路基稳定性研究提供参考。  相似文献   

非饱和土中剪切S波的传播特性分析          下载免费PDF全文

柳鸿博  周凤玺 《地震工程学报》2020,42(4):960-966

基于对非饱和多孔介质的研究成果,考虑孔隙中的液相和气相的相互影响,研究非饱和土地基中剪切S波的传播特性。通过非饱和土中固相、液相和气相的质量平衡方程、动量平衡方程和非饱和土有效应力原理,建立问题的弹性波动方程,经过理论推导给出非饱和土中剪切S波的弥散特征方程。通过数值算例分析剪切S波的波速和衰减系数随饱和度、频率和固有渗透系数等因素的变化规律。结果表明,剪切S波的波速几乎不受饱和度的影响,但其随着频率的增大而减小,随着固有渗透系数的增大先不变后增大;剪切S波的衰减系数随着饱和度和频率的增加均增大,而随着固有渗透系数的增大先不变后增大最后减小。  相似文献   

2020年云南省巧家县M_S 5.0地震强震动记录初步分析     

赵昆  林国良  杨黎薇  崔建文 《地震地磁观测与研究》2020,41(3):200-208

2020年5月18日云南省巧家县发生M_S5.0地震,中国数字强震动台网的13个强震台站和昭通简易烈度计示范项目建设的43个烈度计台站,共接收168条强震动记录,经常规处理,绘制震区加速度峰值等值线图,并与云南地区常用地震动衰减关系进行对比,分析加速度峰值较大的几个台站频谱特性,计算地震动能量持时,讨论中小地震中高加速度峰值/低震害现象的成因,得到以下结论:(1) PGA等值线图形状较为平滑,其长轴呈NW—SE向展布;(2)云南地区常用地震动衰减关系预测值总体衰减趋势与观测值一致,但在近场(0—30 km)时,预测值基本偏小;(3)加速度峰值较大的几个台站记录主频集中在1—5 Hz;(4)小河镇台记录的能量持时较短,说明能量衰减较快,属脉冲型记录,不会对建筑物造成较大破坏。  相似文献   

中国东北及邻区竖直向地震动强度包络函数参数的确定及其衰减关系     

张美玲  张天雷  杜秋男  张永刚  王建勋  高东辉 《地震地磁观测与研究》2020,41(4):11-17

选用2008—2019年中国东北及邻区27次地震竖直向105条强震动记录，以三段式强度包络函数模型为目标，利用加权最小二乘回归方法，尝试建立了东北及邻区竖直向地震动时程强度包络函数参数的衰减公式，以使我国的地震动区域划分更具有普遍性。同以往的研究类似，上升段持时t₁和平稳段持时t_s的确定方法采用了70%能量持时法。所选地震的震级为3.3—5.8级，最大震中距为371 km。基于土层场地的竖直向记录，通过与我国目前常用的时程强度包络函数参数的衰减关系进行对比分析发现，t₁与震级之间有明显的相关性，实际应用中应考虑震级对t₁的影响；地震整体持时较短造成t_s上升趋势随距离的增加而变缓；下降段由衰减系数c的变化可见，记录整体衰减较快。  相似文献   

含流体致密砂岩的纵波频散及衰减:基于双重双重孔隙结构模型描述的特征分析          下载免费PDF全文

郭梦秋  巴晶  马汝鹏  陈天胜  张琳  庞孟强  谢剑勇 《地球物理学报》2018,61(3):1053-1068

致密砂岩普遍具有低孔、低渗及微裂缝发育的地质特征，并且呈现出很强的非均匀性.致密砂岩储层与常规砂岩储层比较，具有明显的岩石物理性质、渗流力学性质方面的差异.致密砂岩内部的非均匀性对弹性波频散、衰减有显著影响，其中包括孔隙结构的非均匀性，即岩石内部孔隙参数的不均一性，以及孔隙内部不相混溶流体的非均匀分布；此外，非均匀性的尺度也决定了波出现显著频散与衰减的频段.综合考虑致密砂岩孔隙结构非均匀性及流体斑块状饱和的非均匀性，本文采用双双重孔隙介质结构模拟了致密砂岩的弹性波响应，分析了同时具备两类非均质性岩石中的波传播特征.调查分析了两组分别来自中国鄂尔多斯盆地苏里格气田及四川盆地广安气田的不同类型致密砂岩储层的岩芯超声波实验数据，给出了岩石样本的弹性波速度频散与衰减曲线.结果显示理论模型预测结果与完全饱和、部分饱和岩石的实验数据吻合良好.对两个地区致密砂岩岩芯数据进行对比分析，苏里格致密砂岩样本总体上比广安致密砂岩渗透率高，在各孔隙度范围内，特征模拟显示苏里格样本的裂隙尺寸明显大于广安样本.广安致密砂岩在低孔隙度范围内发育了更多、更小的颗粒裂隙/接触.致密砂岩的速度频散与衰减结果受流体黏度、晶体破裂及流体斑块状饱和的共同影响.此外，孔隙度越大，部分饱和岩石中斑块状饱和机制对总衰减的贡献越低，与之相对，结构非均质性所占的比重则有所增强.  相似文献   

Wave Attenuation Performance and the Influencing Factors of A Lower Arc-Plate Breakwater     

LI Xue-yan  WANG Qing  YOU Zai-jin  GUO Wei-jun  ZHANG Jun-bin  ZHAN Chao  ZHANG Zhi-chen  WANG Li-xue  LI Qin 《中国海洋工程》2020,(1):89-98

Comprehensive experimental and numerical studies have been undertaken to investigate wave energy dissipation performance and main influencing factors of a lower arc-plate breakwater. The numerical model, which considers nonlinear interactions between waves and the arc-plate breakwater, has been constructed by using the velocity wave- generating method, the volume of fluid (VOF) method and the finite volume method. The results show that the relative width, relative height and relative submergence of the breakwater are three main influencing factors and have significant influence on wave energy dissipation of the lower arc-plate open breakwater. The transmission coefficient is found to decrease with the increasing relative width, and the minimum transmission coefficient is 0.15 when the relative width is 0.45. The reflection coefficient is found to vary slightly with the relative width, and the maximum reflection coefficient is 0.53 when the relative width is 0.45. The transmission and reflection coefficients are shown to increase with the relative wave height for approximately 85% of the experimental tests when the relative width is 0.19 0.45. The transmission coefficients at relative submergences of 0.04, 0.02 and 0 are clearly shown to be greater than those at relative submergences of 0.02 and 0.04, while the reflection coefficient exhibits the opposite relationship. After the wave interacts with the lower arc-plate breakwater, the wave energy is mainly converted into transmission, reflection and dissipation energies. The wave attenuation performance is clearly weakened for waves with greater heights and longer periods.  相似文献   

柔性水囊潜堤消波特性的溃坝水槽试验研究     

陈本毅  赵西增  刘竹琴  周琪坤  卞婧 《海洋工程》2020,38(5):71-79

柔性水囊潜堤由橡胶制成，内部充水，具有结构简单、造价低廉等优点，能较好满足人工岛、跨海桥梁、海洋平台等基础设施建设工程对简单便携、拆装方便的临时防波堤的需求。为了探究柔性水囊潜堤的消波特性，在溃坝水槽内开展溃坝波与半圆柱形柔性水囊潜堤相互作用的试验研究，重点探究柔性水囊潜堤与溃坝波相互作用过程中水位变化特性，并与半圆柱刚性潜堤的性能进行比较；同时分析柔性水囊潜堤内部初始水压和浸没深度等参数对其消波性能的影响。结果表明：柔性水囊潜堤能够用作临时防波堤来衰减波浪；与半圆柱刚性潜堤相比，柔性水囊潜堤在降低溃坝波无量纲最大水位、提高消波性能方面更具优势；内部初始水压是影响柔性水囊潜堤消波性能的重要因素，适当降低内部初始水压，有利于增强柔性潜堤的变形程度，进而增加波能耗散，可获得更好的消波效果；而增加浸没深度即潜深，会使得柔性水囊潜堤对溃坝波的影响程度降低，消波效果减弱。  相似文献   

车辆行驶振动对古长城影响分析及评价          下载免费PDF全文

杜浩  陈祥  王登科 《地震工程学报》2019,41(6):1448-1453

交通振动会对周边古建筑产生不利影响,研究振动规律对古建筑的稳定性评价非常重要。为此,利用振动探测仪采集古长城因周边道路车辆行驶引起的振动数据。通过解译振动波形了解场地的振动强度衰减过程及大小,确定振动强度及对长城的影响,以及各因素与振动强度的关系。以国家古建筑允许振动规范对波形解译结果进行评价,为解决此类文明遗址的保护问题提供了技术支撑。分析结果表明:不同路况,振动衰减规律不同,路况较好振动强度衰减迅速;行驶车辆的车速、荷载及行驶道路质量均可影响长城水平振动强度,车速越快、荷载越大、道路质量越差,长城水平振动强度越大;长城不同位置对车辆行驶产生的振动响应不同,长城脚水平振动强度大于长城顶水平振动强度。  相似文献   

宽频带流动地震台站中地震计浅井式安装研究     

刘政一  袁松湧  许卫卫  徐天龙 《地震地磁观测与研究》2019,40(4):130-137

在井下地震观测中，各种地表背景噪声具有显著衰减作用，针对中国地震科学台阵现有大量非专用浅井式设计的Guralp CMG系列地震计，以及目前多个新获批项目在高背景噪声区域的观测需求，设计一种野外实用浅井观测方式，在北京国家地球观象台进行不同深度、不同井壁材质的观测对比实验，分析研究观测数据的背景噪声功率谱密度，结果表明，随着浅井深度的增加，地震背景噪声在垂直、水平向得到改善，改善程度随频率变化有所不同。分析认为，在华北现有地质环境下，6 m浅井是较为经济的观测方式，性价比高、占地小、施工简便，可用于后续多个项目的宽频带流动地震台阵观测。  相似文献