深圳河流域2023年“9·7”极端特大暴雨分析及洪涝治理思考

城市暴雨洪涝灾害是目前我国城市最突出的水患灾害。2023年9月7日,深圳市发生极端特大暴雨,深圳河流域处于暴雨中心,造成较严重洪涝灾害,本次暴雨洪涝灾害为流域水安全保障敲响了警钟。通过全面总结深圳河流域暴雨洪涝特性及防御情况,分析暴雨洪涝灾害成因,在此基础上,从提高河道泄洪能力、增大流域洪水调蓄能力、加强城市排水防涝能力建设、强化超标准暴雨应急管理能力等方面提出洪涝治理对策,思考城市洪涝治理方式和理念,为系统解决洪涝问题、提升高密度城市洪涝防御能力提供参考。

潮汐强度与咸潮上溯距离试验

采用物理模型实验方法对不同潮差驱动下咸水入侵距离进行实验研究,结果表明存在潮差临界值使得咸水入侵距离最短,当潮差小于该临界值,咸水入侵距离随潮差增大呈快速减小趋势,而大于该临界值则呈缓慢增大趋势。基于实验数据对盐淡水混合进行理论分析,揭示了实验现象的产生机制:①潮差增大过程中盐淡水混合由高度分层变为均匀混合,导致驱动咸潮入侵的动力发生了改变;②当盐淡水为弱混合类型,盐淡水高度分层,重力环流输运是盐进入河口的主要方式,潮汐强度增大减小了盐淡水分层,减弱了重力环流的输运作用,因此入侵距离变小;③当盐淡水为强混合类型,盐淡水混合均匀,重力环流输运作用大大减弱,潮汐扩散成为主要的输运方式,潮汐增强使得扩散能力增大,因此潮汐强度越大,咸潮入侵距离越大。

水平荷载下底梁式全直桩码头横向荷载传递规律

针对常规内河全直桩高桩码头抵抗水平力差的缺点,提出了底梁式全直桩高桩码头结构,并对此结构进行了室内模型试验和数学模型试验.在室内模型试验中首先利用方程分析法和量纲分析法作相似分析,得到试验模型相似参数,然后通过一系列的前期土工模型试验对模型材料进行配制和选定,并在此基础上进行水平荷载作用下的码头结构-桩-土的试验.通过对比分析两种方法在水平荷载作用下结构的桩身位移、应变、弯矩和剪力,以及横梁和靠船梁的轴力,从而探讨结构的横向荷载传递规律.结果表明底梁式全直桩码头能较好地抵抗水平力的作用,可供同类工程设计参考.

水平力作用下底梁式全直桩码头单横向排架数值分析

考虑桩土相互作用,通过数值分析方法,对比分析3种不同方案码头结构的桩位移、弯矩变化以及剪力分配系数,研究底梁式全直桩高桩码头在水平力作用下的单横向排架受力变形机理。结果表明,底梁式全直桩码头能较好地抵抗水平力的作用,可供同类工程设计参考。

遮帘桩工作性状影响因素分析

遮帘桩作为挡土桩在深水建港、深基坑开挖及护岸工程中应用越来越广泛.为了研究开挖过程中遮帘桩的工作性状,运用大型有限元软件建立三维有限元的遮帘桩结构模型,模拟某板桩码头港池开挖.分析港池开挖后遮帘桩的刚度、桩长、桩间距及遮帘桩与板桩墙距等对板桩墙结构的影响,从而提出控制板桩墙结构变形、保持港池开挖后稳定的遮帘桩布置方法.研究结果表明,增加遮帘桩桩长和刚度能有效减小板桩墙的变形、陆侧主动土压力和弯矩,而遮帘桩间距和墙桩距的变化对遮帘桩挡土效果的影响不明显.

岳阳城陵矶底梁式全直桩码头物理模型试验设计

介绍了一种能够满足防洪要求、具有较高的靠泊等级并能够适应较大水位差的新型码头结构。为了研究这种码头结构的受力特性及力在立柱、桩上的分配情况,采用结构模型试验的相似理论,推导了相似指标。在此基础上,选择合适的材料建立模型对岳阳城陵矶新型码头进行缩尺模型试验研究。介绍了模型试验的结构设计和加载方法设计,其土的模拟方法能够为类似模型试验提供参考。

粤港澳大湾区咸潮综合防控体系研究

针对粤港澳大湾区咸潮逐年加剧、江河来水偏枯、供水需求增加的趋势,系统分析了珠江河口咸情面临形势及主要问题,揭示了珠江河口咸潮运动机理和上溯规律,结合珠江河口地区水资源时空分布和水厂取水、蓄水、供水格局特点,统筹考虑上游补水压咸、中游取蓄水避咸、下游工程措施阻咸3个层面的对策措施,创建了粤港澳大湾区咸潮综合防控体系。

低模量模型材料在码头模型试验中的应用

合适的低压缩模量、低弹性模量的模型材料是小尺寸码头模型试验的关键之一。根据相似理论及现有的实验条件,选择了合理的模型材料参数,并依据该参数制备了合适的模型材料,且对该模型材料的性能特点、配比组合进行了试验研究。在城陵矶新港的结构模型试验中应用该模型材料,取得了良好的效果,表明该模型材料在小尺寸模型试验中具有推广价值。

网络时代大学生阅读习惯的变迁

随着互联网数字化时代的到来,网络的普及和应用正深刻影响和改变着人们的思维和生活方式。虽然传统纸质阅读仍然是当前高校中阅读的主要方式,但不争的事实,网络阅读正在慢慢地被作为知识接收者和传播者的大学生群体所接受。有一项关于阅读纸质图书的调查,2013年,中国只有51.7%的国民阅读纸质书,比5年前下降8.7个百分点,这个百分点还会下降。这一调查是否具有权威性暂且不提,由此看出,传统阅读正受到网络阅读的挑战。通过对地方高校的大学生阅读习惯变化的现状及问题进行分析得出:纸质阅读尚未被网络阅读所取代;阅读渠道多元化、阅读性消费趋降;相比纸质阅读,大学生更倾向网络阅读;网络时代大学生缺乏良好的阅读习惯;网络阅读导致"浅阅读",阅读效率降低等现象。为此,针对以上现象提出如下对策及建议:通过校园主题活动,激发学生深度阅读的兴趣;加强图书馆馆藏资源与网络资源的整合;营造健康安全的网络环境;大学生要加强自身建设,趋利避害,合理地利用网络,正确阅读,促进自身发展等。通过研究,呼吁当代大学生注重纸质阅读和网络阅读的结合,脱离走马观花的"浅阅读",回归阅读的本质,感受到阅读的真正含义。

珠江三角洲顶点思贤滘分流自适应调节机制

近年来珠江三角洲顶点思贤滘区西、北两江分流发生重大调整,并影响三角洲的防洪及供水格局,开展思贤滘分流研究对于三角洲分流调控及治理具有重要意义。本文采用20世纪60年代以来思贤滘区水文地形资料,利用物理模型、数学模型、理论分析等方法,分析思贤滘分流自适应调节规律及其机制。结果表明:思贤滘是一个天然的洪水调节器,具有稳定西、北江洪水分流比的作用,洪水越大,西江马口与北江三水流量之比越稳定,其稳定值约为3∶1,思贤滘下游约7 km河段地形是洪水期间分流自适应调整的主控因素,河道受两岸堤防约束,随着上游流量的增大,西、北江过水断面面积之比趋于定值,驱使两江分流比也趋于定值;当枯水期下游潮汐顶托或闸门启闭等作用引起河段发生变动回水时,思贤滘分流相应调整,且分流比对北江下游水体变化更为敏感。

潮汐河道河床活动性时空变化研究——以深圳河为例

潮汐河道的河床冲淤演变关系到河道治理和航道畅通,研究河床活动性及其时空变化特征具有重要意义。选取潮控型河道深圳河作为研究对象,对比分析不同河段洪枯季的水沙关系变化特征,采用马卡维耶夫法计算河道洪枯季的造床流量,并分析涨落潮流和洪水对其影响程度,进一步探讨河床活动性与造床流量的时空变化规律。研究结果表明:潮流是塑造河床形态的主要动力,河道存在一个造床作用基本相当的造床流量群。下段河道深圳河口的造床流量范围介于200~280 m^(3)/s,且洪季造床流量大于枯季;上段河道罗湖的造床流量则为40~60 m^(3)/s,洪枯季造床流量差异较小。河床洪冲枯淤的演变特性与造床流量变化的关系良好,河道上下段河床活动性则呈现明显的空间差异。

截污箱涵系统水力冲淤可行性试验研究

分析截流式合流制、完全分流制排水体制的适应性和优缺点,为论证广州某城市截污箱涵系统设置水力冲淤设施的必要性和可行性,开展截污箱涵沿线淤积物厚度测量、样本取样、泥沙组分和淤积成因分析。建立截污箱涵水力冲淤物理模型,合理模拟水力冲洗设施边界条件和淤积物,测量截污箱涵不同泄流条件下的水动力参数,论证利用水力冲洗设施调蓄旱季、初小雨污水,实施“突然开闸、接力冲淤”辅助清淤措施的适用性和可行性。截污箱涵蓄水闸高度仅1.0 m,水力坡降0.10%,冲淤蓄水量有限,箱涵沿线清水动床物理模型试验成果表明:截污箱涵内部蓄水冲淤水沙动力条件不足,水力冲淤效果相对较差,建议取消该箱涵系统中尚未安装的水力冲洗设施,推荐采用“人工+机械”清淤方案。应根据截污箱涵工程特点,制定具有适应性、经济性的防淤、减淤和清淤对策,研究提出的为防淤和清淤策略可为类似截污箱涵工程提供技术参考。

遮帘式支挡结构的应用及数值分析

遮帘式支挡结构是由板桩、遮帘桩及拉杆组成,适用于山区道路、大型水利工程、城市深基坑开挖等。采用数值计算方法分析了遮帘式支挡结构与常规支挡结构的差别,遮帘桩与板桩墙间距对遮帘效果的影响及其荷载传递机理。

分层型河口咸水上溯对径流潮汐共同作用的基本响应

为探究径流主导分层的河口中径流潮汐共同作用对半月周期咸水上溯距离的影响,采用概化河口对分层型咸水运动进行了三维数值模拟试验。结果表明:恒定径流量下,半月周期咸水逐日最大上溯距离表现为随潮差顺时针围绕准平衡态变化的绳套曲线,径流量越小,与准平衡态差距越大,且小潮后强烈上溯持续的时间更长,退落也更迅速;分层混合过程的时效性导致咸水运动半月周期非线性调整,在文中概化条件下,咸水状态普遍具有最大上溯发生在最小潮后2~3 d和最小上溯发生在最大潮后1~2 d的时间特征;根据咸水运动的规律确立工程措施中增流压咸时机,在小潮时增加上游径流量并持续7 d至大潮,然后利用半月周期咸水自然退落,可达到明显压咸效果,节约枯季上游淡水资源。

磨刀门口夏冬季沿岸流特征及成因分析

根据2011—2012年磨刀门口的夏、冬季大、中、小潮定点观测资料,对欧拉余流、斯托克斯余流以及拉格朗日余流进行分析。结果表明:(1)外海测点的欧拉余流和拉格朗日余流,冬季在各潮型下均为一致的西南沿岸方向,夏季除东、西汊道点在强径流下表现为顺汊道指向外海方向,其余外海各点仍以西南沿岸方向为主;(2)斯托克斯余流远小于欧拉余流,夏季明显大于冬季,方向基本与欧拉余流相反;(3)冬季磨刀门口海域具有稳定西南向沿岸流特征,南海东北季风的驱动作用是其形成的主要原因;夏季磨刀门口各潮型下沿岸流特征各异,其影响的主要因素为径流和风,同时地形的影响不可忽略,特别是拦门沙形成的汊道分流作用,对强径流作用下水沙输移影响十分显著。

双辊混炼实现低缠结超高分子量聚乙烯熔融加工及高性能化

以低缠结超高分子量聚乙烯(dis-UHMWPE)和常规高度缠结超高分子量聚乙烯(c-UHMWPE)为原料,利用双辊混炼提供的复合力场,实现了纯超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的熔融加工,并制备了高性能的UHMWPE片材。力学性能测试表明,dis-UHMWPE力学强度由模压成型的56 MPa提高到了159 MPa,断裂伸长率为247%,综合性能优异。而c-UHMWPE力学强度无明显变化。差示扫描量热法(DSC)、X射线广角衍射(WAXD)、X射线小角散射(SAXS)和密度测试表明,在经过双辊混炼之后,dis-UHMWPE和c-UHMWPE片材的结晶度、取向度和密度无明显差别。而扫描电镜(SEM)表明dis-UHMWPE在双辊混炼后缺陷较少,形成结构均一的制品,而c-UHMWPE存在较多缺陷。因此,UHMWPE加工制品内部的结构均匀性是决定力学性能的关键因素。为制备高性能的UHMWPE片材提供了新思路。

磨刀门河口瞬时盐度分层状态及其动力分析

建立可以反映河口盐度分层状态的混合需能方程,并推导得到其时间变化率与重力环流作用、潮流剪切作用和潮流紊动作用的关系模型。基于该模型可知,重力环流作用总是抑制混合,潮流紊动作用总是加强混合,潮流剪切作用在涨潮阶段加强混合,在落潮阶段抑制混合,这3种驱动力在潮汐变化过程中交替起控制主导作用,使得磨刀门瞬时盐度分层状态呈现时空多样性,日平均混合需能在中潮时最小,小潮时最强,大潮时远小于小潮,略大于中潮。

珠江磨刀门河口悬沙浓度变化特征分析

根据2011年枯季和2012年洪季在大、中、小潮期间的多点同步现场观测资料,分析研究了磨刀门河口悬沙浓度变化特征。结果表明:磨刀门口悬沙浓度纵向分布呈近岸高,远岸低的趋势;横向分布具有季节性差异,洪季主槽大于滩地,枯季滩地大于主槽;垂向分布洪季主要以斜线型分布为主,枯季主要以抛物线型分布为主。潮周期平均含沙量大潮普遍大于中、小潮;洪、枯季磨刀门口外落潮含沙量普遍大于涨潮含沙量。洪季含沙量混合较为均匀,落潮时含沙量增大,涨潮时含沙量减小,枯季含沙量分层明显,。受波浪潮汐作用,一个周期内有多次明显的再悬浮过程,涨潮时增大,落潮时减小。

磨刀门咸潮物理模型试验-Ⅱ径流量对咸潮上溯的影响

径流的大小是影响河口区咸潮入侵的主要因素。通过磨刀门咸潮物理模型试验,变化上游不同的恒定径流量,观测磨刀门河道咸潮运动规律和咸潮入侵强度的变化特点。试验结果表明流量变化引起的盐度变化上游大于下游,表层大于底层,大潮期间大于小潮期间,落潮阶段大于涨潮阶段。流量对咸界的影响则表现为,流量增加咸界下移,咸界距离河口越远下移幅度越大,咸界距河口最远时咸界下移幅度最大。

珠江磨刀门河口环流结构动力特征分析

河口环流结构关系到物质输运、泥沙沉积和地貌变化等物理过程。根据2019年磨刀门河口原型观测平台洪枯季连续观测分层潮流资料,统计洪枯季、大小潮河口东、西汊的涨落潮流及历时变化特征,利用理论方法解析河口东西汊平面环流和重力环流结构,进一步引入混合参数研究河口纵向环流中的潮汐应变环流。研究发现枯季东、西汊在转潮时刻存在东涨西落的平面环流结构,洪季平面环流特征较不明显;枯季重力环流强度整体略大于洪季,西汊重力环流强于东汊,表层向海环流流速可达0.2~0.25 m/s,而底层向陆环流流速相对较小。洪季大潮期由潮不对称性驱动的潮汐应变环流相对较大,进而增强了纵向环流的强度。河口垂向余流结构同样表现洪枯季、大小潮的变化规律。洪季余流整体较大,西汊在小潮期表层余流流速超过0.6 m/s,而东汊余流则明显呈现表层向海、底层向陆的分布特征,枯季余流整体较小,表明其对物质输运和河口地形塑造作用较弱。