管道流模型参数敏感性分析及其在许家沟泉域的应用     

武亚遵  李彦涛  林云  曲鹏冲 《水文地质工程地质》2020,47(2):68-75

在岩溶含水系统中，作为主要排水通道的管道对泉流量动态具有一定的控制作用，而管道特征参数对流量变化亦有影响。为确定管道各参数的影响，前人以管道发育的岩溶水系统为研究对象，进行了短时间序列泉流量响应的分析探讨，而对岩溶管道不十分发育的岩溶水系统的研究较薄弱。为此，本研究结合北方岩溶水系统的发育特征，借助CFP管道流模型对管道各参数对岩溶系统流量和流态的影响程度及各参数的敏感性进行了分析，而后基于河南鹤壁许家沟泉域岩溶水文地质特征构建了泉域的MODFLOW-CFP模型，对泉域岩溶地下水渗流进行了模拟，并对不同降水保证率下的泉流量进行了预测。结果表明:管道流量与管壁渗透系数、管道坡度和管径呈正相关，而随弯曲度和埋深的增加管道流量呈先增大后减小的趋势。管壁粗糙度对流量的影响较小，且呈现出一定的波动性，尤其是当管壁粗糙度较小时，波动比较明显。经敏感性分析发现，管壁渗透系数和埋深的敏感性最高，其次为弯曲度和管道坡度，而管道直径和管壁粗糙度敏感性最低。许家沟泉域在25%降水保证率下，年最大泉流量为0.45 m3/s，平均泉流量为0.36 m3/s；在75%降水保证率下，年最大泉流量为0.41 m3/s，平均泉流量为0.31 m3/s，与实际情况吻合。该法可为我国北方岩溶区水资源评价及泉域水资源开发保护提供借鉴。  相似文献   

黄河干流头道拐河段凌汛期小流量过程变化及其影响因素研究     

全栋  李超  路新川  史小红  杨朝霞 《冰川冻土》2020,42(2):620-628

黄河干流内蒙古段河道冬季流凌封河期， 河道水量除一部分转化为冰量外， 很大一部分转化为槽蓄水量而贮存在河道中， 导致下游头道拐河段出现小流量过程， 上游河道流量转化为槽蓄水量和贮存的冰量越大， 小流量持续时间越长， 开河期发生凌汛洪水风险越高。通过对1998 - 2016年头道拐站凌讯期流量变化过程分析， 重新界定了小流量上限阈值为330 m³·s^-1， 并且以此值为标准进行小流量过程研究， 分别采用R/S极差分析法、 Fourier变换分析法对近年来小流量过程变化特征进行分析； 结合非线性概率Logit模型和Probit模型对小流量过程的影响因素进行讨论。结果表明： 小流量持续天数变化呈现缩短趋势； 同时， 小流量过程与上游相对来水之间变化关系显著且过程同步， 而滞后于河道槽蓄水量变化过程； 通过Logit模型和Probit模型分析各影响因素变化时相应小流量持续时间变化的响应概率大小， 明确河道冰流量是小流量过程第一影响因素， 气温条件是小流量过程的决定因素， 首封位置和相对来水量是小流量过程重要影响因素。  相似文献   

白令海峡区域太平洋入流水主要特征及其影响因素研究进展          下载免费PDF全文

张瑜  邓永飞  陈长胜 《极地研究》2020,32(2):151-163

作为北极海洋要素的重要来源之一,白令海峡区域的太平洋入流水在北冰洋表层海洋环流和物质能量输运过程中发挥着重要作用,对区域乃至全球气候和生态系统产生深远影响,然而现今的研究对太平洋入流水出现的新变化以及其如何参与北冰洋的海洋–大气过程了解得还不够深入。本文梳理了目前国内外有关太平洋入流水流量、环流与水团等主要特征的相关研究进展,总结了太平洋入流水的流量变化和驱动机制、环流路径和影响因素,以及与太平洋水有关的水团特征,并在前人研究的基础上对未来的研究方向予以展望。  相似文献   

基于HYCOM再分析数据研究琉球海流的形成与起源     

汪敏  刘昭君  朱小华  闫晓梅  张钟哲  赵瑞祥 《海洋学报(英文版)》2019,38(11):1-10

The origin of the Ryukyu Current(RC) and the formation of its subsurface velocity core were investigated using a 23-year(1993–2015) global Hybrid Coordinate Ocean Model(HYCOM) dataset. The volume transport of the RC comes from the Kuroshio eastward branch(KEB) east of Taiwan and part of the North Pacific Subtropical Gyre(pNPSG). From the surface to 2 000 m depth, the KEB(p-NPSG) transport contributes 41.5%(58.5%) to the mean total RC transport. The KEB originally forms the subsurface velocity core of the RC east of Taiwan due to blockage of the subsurface Kuroshio by the Ilan Ridge(sill depth: 700 m). Above 700 m, the Kuroshio can enter the East China Sea(ECS) over the Ilan Ridge, meanwhile, the blocked Kuroshio below 700 m turns to the right and flows along the Ryukyu Islands. With the RC flowing northeastward, the p-NPSG contribution strengthens the subsurface maximum structure of the RC owing to the blockage of the Ryukyu Ridge. In the surface layer, the pNPSG cannot form a stable northeastward current due to frequent disturbance by mesoscale eddies and water exchange through the gaps(with net volume transport into ECS) between the Ryukyu Islands.  相似文献   

生态最相关水文指标的优选及其在洞庭湖环境流量估算中的应用     

程俊翔  徐力刚  姜加虎 《湖泊科学》2018,30(5):1235-1245

水文改变指标(IHA)能够较为全面地描述水文状况,在评估水文情势改变及其生态系统影响方面具有广泛的应用.尽管该指标体系较为完善,但是数量众多的水文变量仍然存在信息冗余问题.根据洞庭湖城陵矶水文站1955-2014年的径流量数据,采用主成分分析(PCA)筛选了生态最相关水文指标(ERHIs),结合ERHIs改进了用于估算环境流量的变化范围法(RVA),并将其应用在洞庭湖出口的环境流量估算中.基于PCA选取了年最大90日流量、年最小3日流量、年最小流量出现时间、3月流量、6月流量、流量逆转次数和低流量年内平均历时7个变量作为洞庭湖出口的ERHIs.纵向和横向的对比分析都表明选取的ERHIs是合理的.ERHIs不仅有效缓解了IHA的冗余性问题,还有利于抓住最关键的生态水文变量.根据ERHIs改进的RVA方法在设定洞庭湖出口环境流量时,极大地简化原来的众多管理目标,对生态水文研究、水资源管理和生态保护都具有重要的参考价值和借鉴意义.  相似文献   

吕宋和台湾岛以东黑潮季节与年际变化规律的对比分析     

武杰  张林林  闫晓梅 《海洋与湖沼》2020,51(4):839-850

黑潮是北太平洋副热带环流系统的一支重要的西边界流。前人对不同流段黑潮的季节和年际变化进行了诸多研究,然而基于不同数据所得结论仍存在差异,尤其是不同模式计算所得流量差别很大,而且以往研究往往着眼于某一流段,对不同流段黑潮变化之间的异同及其原因涉及较少。本文基于卫星高度计数据,评估了OFES(Ocean generalcir culation model For the Earth Simulator)和HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)两个模式对吕宋岛和台湾岛以东黑潮季节与年际变化的模拟能力,进而对两个海域黑潮变化的异同及其物理机制进行了分析。结果表明:HYCOM模式对黑潮季节变化的模拟较好,而OFES模式对黑潮年际变化的模拟较好。吕宋岛以东黑潮和台湾岛以东黑潮在季节与年际尺度上的变化规律均不相同,且受不同动力过程控制。吕宋岛以东黑潮呈现冬春季强而秋季弱的变化规律,主要受北赤道流分叉南北移动的影响;而台湾岛以东黑潮呈现夏季强冬季弱的变化特点,主要受该海区反气旋涡与气旋涡相对数目的季节变化影响。在年际尺度上,吕宋岛以东黑潮与北赤道流分叉及风应力旋度呈负相关,当风应力旋度超前于流量4个月时相关系数达到了-0.56;而台湾岛以东黑潮的流量变化则受制于副热带逆流区涡动能的变化,且滞后于涡动能9个月时达到最大正相关,相关系数为0.44。本研究对于深入理解不同流段黑潮的多尺度变异规律及其对邻近海区环流与气候的影响具有重要意义,同时对于黑潮研究的数值模式选取具有重要参考价值。  相似文献   

基于HEC-HMS模型的不同雨型泥石流流量变化特征          下载免费PDF全文

熊江  唐川  龚凌枫 《水文地质工程地质》2019,(3):154-154

为了探究不同雨型条件下泥石流流量变化特征，通过搜集汶川震区典型泥石流降雨数据，将其概化为三次峰值早到型、三次峰值型、三次峰值晚到型三种雨型。以HEC-HMS水文模型构建高家沟流域模型，在获得流域清水流量结果基础上采用雨洪修正法计算不同雨型下泥石流流量。结果表明三次峰值早到型、三次峰值型、三次峰值晚到型峰值清水流量分别为33.5，41.5，45.8 m3/s，泥石流峰值流量分别为166.83，206.67，228.08 m3/s，误差为-25.6%、-7.8%、1.7%；三种雨型下流量从上游至沟口以线性方式演变，且随降雨峰值推迟其演变速率不断增大，而增长幅度逐渐减小；泥石流暴发出现在峰值降雨前后，属于降雨激发型泥石流；三种雨型随降雨峰值推迟，流量增长阶段所需时间越长，分别为5.5，6，9 h，而衰退阶段所需时间越短，分别为14.5，8，2.5 h。研究表明该模型能为缺少降雨监测数据地区泥石流研究提供技术支持。  相似文献   

基于流体体积法的劈裂注浆有限元分析     

朱旻  龚晓南  高翔  刘世明  严佳佳 《岩土力学》2019,40(11):4523-4532

劈裂注浆作为一种有效的土体加固方法，其理论研究落后于工程实践。提出了基于弥散裂缝模型和流体体积法的劈裂注浆有限元分析方法，并通过ABAQUS二次开发编写劈裂注浆有限元程序。数值分析结果能与室内试验较好吻合，验证了有限元算法的合理性。在此基础上研究了注浆孔埋深和注浆流量对劈裂浆脉形状的影响。结果表明，劈裂注浆过程可分为起劈和劈裂发展两个阶段。当劈裂浆脉扩展到模型边界后，继续注浆会引起注浆压力的大幅提高和已有浆脉宽度的增加。随着注浆孔埋深的增加，浆脉分支减少，长度减小，宽度增加，劈裂浆脉形状的主要控制因素从土体参数的随机性变成大小主应力值的差异。注浆量一定的情况下，注浆速率越大，劈裂浆脉长度越短，宽度越大，注浆终压也越大。研究为劈裂注浆的工程应用提供理论支撑。  相似文献   

降雨诱发边坡破坏数值模拟两个关键问题的解决方法     

汪华斌  李建梅  金怡轩  周博  周宇 《岩土力学》2019,(2):777-784

研究降雨因素对边坡稳定性的影响,最有效的方法是室内外试验和数值模拟方法,最为重要的是设置与实际情况接近的降雨入渗边界与动态流量边界下初始孔隙水压力分布问题。为有效地解决这两方面的问题,首先将现有的降雨数值边界施加方法所得模拟结果与室内试验结果进行了对比分析,指出了传统方法的不足之处,并在此基础上提出了新的降雨数值边界条件,即在土体表面施加一层很薄的"空气单元",表述的是一个动态的边界条件。降雨入渗边界施加在"空气单元"表面,而不直接施加在土体单元表面,应用该方法完成的入渗土柱数值模拟结果更加接近现场和试验测得的降雨入渗率,为有效模拟降雨诱发边坡破坏的边界条件提供准确、真实可行的方法。同时,由于相对渗透系数和负孔隙水压力均为饱和度的函数,通过设置流体的抗拉强度来赋予节点负孔隙水压力模拟基质吸力,在数值模拟中每一个计算步根据节点饱和度自动更新负孔隙水压力和相对渗透系数,可实现FLAC软件中非饱和土的有效渗流分析。此外,为解决非饱和区土体施加负孔隙水压力所带来的问题,提出数值模拟过程中施加动态的流量边界,通过模拟自然界中地下水的补给,很好地解决使用FLAC进行数值模拟时动态流量边界条件下初始孔隙水压力的分布问题。  相似文献   

持续大流量过程对黄河内蒙古河段河道塑形能力的分析与思考     

方立  冯缠利  郑宝旺  沈国庭 《地下水》2020,(1):152-154,266

2018年伏秋汛期黄河流域上游持续来水,为保证2108-2019年度黄河流域凌汛期安全,黄河流域重点水库进行了大流量持续下泄。以2018年9月的实际数据为基准,通过对重点水库实际日均出入库调度情况,内蒙古河段的重点水文站实际日均流量过程和三个年份汛期大断面套绘成果对比分析研究,可以得出水库大流量持续下泄对内蒙古河段河道塑形能力起到了关键性作用,有效的提高了主槽过流能力,河段最小平滩流量得到一定的恢复,对下一步研究黄河流域河道过流能力提供了有利的数据支撑和参考价值。  相似文献