为研究北京西南部山前平原区地下水水质状况和主要影响因素,本文以北京市丰台区为例,分别采用单因子指数评价法和模糊综合评价法对17口监测井的水质状况进行评价,并分析了空间分布规律。结果表明:丰台区地下水水质Ⅲ级以上占比为53%,未达标水质占比为47%。污染指标以总硬度、溶解性总固体、硝酸盐氮等为主,其中总硬度为水质超标最严重的指标。在空间分布上,西北山区地下水水质优于东南平原区。从自然和人为因素分析对地下水水质的影响,西北山区主要受地质条件及农业污染等影响,东南平原区主要受区域降水蒸发、工业和生活污染、地下水开采等影响。

玉龙喀什水利枢纽混凝土面板堆石坝高度为230.5 m,为超高型的面板堆石坝,高度接近目前世界最高的同类坝型。本文依据高面板堆石坝渗流控制设计原则,对坝体进行了分区设计,提出了坝体混合料和全爆破料两种分区方案。使用三维有限元法,全面分析了坝体坝基的渗流场状况。结果表明:在正常运行条件下,上游水头由面板、趾板、高趾墩、坝基帷幕承担,渗控系统发挥了良好作用,面板及各填筑分区水力梯度均小于破坏水力梯度;全爆破料方案的坝体填筑料的最大水力梯度小于混合坝料方案,但是面板的防渗负荷相对较大;在面板发生整体渗漏的极端情况下,坝内浸润线和下游溢出高程升高的程度有限,但是极可能发生渗透破坏;坝基灌浆帷幕减少两岸渗漏的作用明显,河床和两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量略大于左岸。本文成果可供相似工程借鉴。

针对单一粒径粗粒组和细粒组混合而成的不良级配粗粒土,采用计算流体力学与离散元耦合方法,考虑孔隙水与固体颗粒的相互作用,模拟了一定水力比降作用下的渗透变形过程,研究了细粒的运动规律,对比分析了初始细粒含量对渗透变形过程的影响。在水力比降作用下,土样中细颗粒运移会经历两个阶段,初期渗透压密,运动速度较低,之后随着渗透变形发展,渗流通道和运移通道逐步开敞,细颗粒运移速度加快。渗透变形发展过程中,土样出水口和入水口位置细粒含量降低、局部水力比降减小,而中部细粒含量增大、局部水力比降缓慢增加。当土样中初始细粒含量达到40%时,土样中部细粒含量会提高,并逐渐出现明显淤积层。土体渗透变形取决于整个渗径上的渗透稳定性,土料自身颗粒粒径几何关系确定的内部稳定性不能完全表征土体的渗透稳定性。

尾矿库是具有高势能的泥石流灾害源,一旦发生溃坝会对下游人员和设施造成极大威胁。本文基于离心机振动台,针对含弱透水夹层的上游法堆石尾矿坝开展了动力离心模型试验,模拟了典型尾矿库在地震作用下的破坏过程。重点探究了尾矿库内部孔隙水压力变化规律、地震作用下尾矿液化的形成和发展规律以及库内弱透水层对液化破坏过程的影响。试验结果表明:尾矿坝受地震荷载作用时,初期坝的安全程度较高,不易发生破坏,溃坝则主要是由于尾矿库内部孔压升高造成局部发生液化,进而导致尾矿坝发生变形和破坏。尾矿坝发生变形前期,主要以尾矿水平向下游流动为主,未发生液化的部分则以相对完整的整体发生位移;尾矿库内部的弱透水层会影响内部孔压积累的过程,同时会加速附近土体的液化过程。

本文利用吐鲁番盆地1987-2017年降水数据,分析了近30年该地区降水年内、年际变化特征,并对降水的趋势性进行了分析。对吐鲁番盆地1988-2016年地下水位埋深数据进行了年内、年际变化特征分析,并运用克里金插值法进行空间插值,得出地下水位埋深分布及变幅。利用pearson相关分析方法分析了影响吐鲁番盆地地下水水位动态的因素。分析结果显示:近30年吐鲁番盆地多年平均降水量为16.5 mm,降水主要集中在6-8月(夏季),夏季降水总量占全年降水的50%以上;降水的年际变化没有明显的趋势性。地下水位埋深在空间上由南向北逐渐增大,南盆地地下水位埋深0~50 m,北盆地埋深在50 m以上。不同地貌区年内地下水位埋深变化呈现出不同形态,整个盆地范围内地下水位埋深逐年增大,近30年吐鲁番盆地地下水位埋深增加了5.5 m。降水和潜水蒸发与地下水位埋深不存在相关性,开采量是影响吐鲁番盆地地下水位埋深的主要因素。

集鱼系统进口位置的合理选择决定着鱼类能否顺利发现并进入集鱼系统,关系着过鱼设施的运行效果。为选择大坝过鱼设施集鱼系统进口位置,本文以长江流域某水力枢纽工程为例,对坝下尾水河道2.83 km范围内水流流场进行了二维数值模拟,以当地鱼类上溯洄游流速的偏好范围为评判指标,分析了不同发电工况下适宜鱼类上溯的水域范围,并针对不同发电工况给出了集鱼系统进口的适宜布置区域,可为过鱼设施集鱼系统的布置提供依据。研究结果表明:左右岸电站发电机组下泄流量比为1:0和2:1时,模拟区域适合鱼类上溯洄游区域的占比较大,这两种工况下,集鱼系统进口应布置在坝下右岸;其他工况下,适合鱼类上溯洄游区域难达坝下,集鱼系统进口或集运鱼船应布置在坝下稍远区域,以保证集鱼系统在不同工况下的集鱼效率。

本文基于低影响开发理念及海绵城市建设,以河南省扶沟县城南新区作为研究区域,采用SWMM模型,研究分析了雨水涵养池在不同上下游区域、不同布设密度和不同降雨重现期的情况下,其对雨水径流的调控效果和污染物的削减作用,并通过对比分析后确定空间布局最优方案。结果表明相同降雨重现期和布设密度时,雨水涵养池布设在上游区域对污染物削减效果明显,排放口洪峰削减大;并且相同降雨重现期,涵养池布设在上游区域时,其分布越分散,污染物和洪峰的削减效果越好。

以江西赣江的虎山流域(嵌套香屯、婺源和德兴流域)和南城流域(嵌套南丰和沙子岭流域)两组嵌套流域为研究区域,对比基于嵌套的参数移植方法与基于相似的参数移植方法;采用相似性指标排列组合法识别在相似性判断中起主要作用的指标;并初步探究了参数移植的方向性问题。结果表明基于嵌套的参数移植与基于相似的参数移植效果均较好;地形指标和土地利用/覆盖在判断流域相似性时起主要作用,采用它们作为相似性指标开展参数移植效果最优;基于嵌套的参数移植与基于相似的参数移植均不能避免参数移植方向性问题,基于地形指标和土地利用/覆盖作为相似性指标的参数移植可降低参数移植方向性的影响;此外研究发现,采用不同相似性指标排列组合开展参数移植方向性问题研究是一条值得进一步探索的途径。

针对成都市内涝灾害频发的问题,本文利用IFMS/Urban构建了成都市中心城区一二维耦合内涝模型。模拟了不同重现期(2 a、5 a、10 a)及不同降雨历时(1 h、3 h、6 h)下中心城区内涝积水情况,结果表明:(1)三环以内区域管网现状排水能力为2年重现期,三环至绕城高速区域为1~1.5年重现期;(2)依据积水深度将内涝灾害划分为无(h<0.15 m)、低(0.15 m ≤ h ≤ 0.2 m)、中(0.2 m<h ≤ 0.4 m)、高(h>0.4 m)4个风险等级,分析表明成都市中心城区内涝以中等风险为主;(3)成都市地形及降雨的空间分布导致中心城区南部区域的内涝更为严重。