室内水景观艺术设计的美学意蕴——评《室内水景观艺术设计》

水不仅是一种造景资源,也是一种独特的传统文化意象,中国古人以“乐山乐水”来表述本性倾向及意趣驱动,“无水不园”已经成为景观艺术设计的基本原则。但随着人类社会发展、居住形式变迁,对水景的审美需求及设计形式也产生了新变化。一方面,由开阔居住环境(如庭院)向促狭居住环境(如单元房)的迁徙过程中,有限空间无法为自然水景提供充足的存在条件,迫切需要将传统水景缩微化。另一方面,室内环境要素与户外环境要素截然不同,前者是人居功能占主导地位,后者是自然生态占主导地位,这就需要室内水景观与人居功能要素(如灯光、家具、厨卫等)保持和谐。整体上,为满足水景观从户外向室内的迁移,室内水景观的艺术设计模式需要重新构建,才能满足其生态价值与观赏价值的统一。

基于组合赋权与GRA-TOPSIS的污水处理PPP项目运作方式选择研究

为了科学地选择出与污水处理PPP项目相匹配的运作方式,在分析探讨污水处理PPP项目运作特征与运作方式分类的基础上,建立了包含项目自身特征、政府能力、项目实施、项目收益、融资风险五个方面的污水处理PPP项目运作方式选择指标体系。运用DEMATEL主观赋权法与信息熵客观赋权法相结合的方式对指标体系进行组合赋权,使用灰色关联理论改进TOPSIS法,优化相对贴近度的计算形式,构建了基于组合赋权与GRA-TOPSIS的污水处理PPP项目运作方式选择模型。而且,运用该模型对青岛市某污水处理PPP项目运作方式选择进行实例验证。通过计算得到六种运作方式的综合排名:DBFO>BOOT>股权转让>DBTO>DBO>BOO,由此确定DBFO是该项目的最佳运作方式,证明了该方法能够对污水处理PPP项目运作方式作出科学、准确的判断,能为污水处理PPP项目的未来发展提供一定的帮助。

导流洞二次衬砌混凝土抗裂性提升技术研究

水电工程中混凝土裂缝控制是影响工程质量的关键技术,导流洞二次衬砌作为易开裂部位之一,亟需开展混凝土抗裂性提升技术研究。以西南某水电站工程为例,对其导流洞边墙二次衬砌混凝土进行实体结构监测,研究其温度/变形变化规律。使用高效抗裂剂提升二次衬砌混凝土抗裂性能,抗压强度、自生体积变形、模拟实际工况温度变形等试验结果表明,高效抗裂剂能够满足混凝土强度要求同时提升其体积稳定性,有利于混凝土抗裂性能提升。采用数值模拟的方法对二次衬砌混凝土进行开裂风险评估,结果表明高效抗裂剂能有效降低混凝土开裂风险,研究成果也为相关工程提供了良好的借鉴意义。

杨房沟水电站地下洞室关键岩石力学问题及工程对策研究

杨房沟水电站地下洞室群规模宏大、地质条件复杂,施工期围岩稳定问题突出。为解决洞室开挖过程中普遍揭露的脆性岩体高应力破坏、缓倾结构面导致的顶拱变形破坏、喷层开裂脱落等岩石力学问题,结合施工地质、监测成果和数值模拟开展动态反馈分析,对洞群围岩稳定性进行了系统地分析和预测。结果表明,在洞室群开挖过程中,上游侧拱肩位置存在应力集中,是导致脆性硬岩发生片帮破坏的主要原因,而及时、有效的系统支护对抑制围岩应力型破坏至关重要;缓倾结构面对顶拱围岩变形与稳定起着控制性作用,主要表现为断层下盘岩体坍塌破坏和深层变形问题;在中高地应力条件下,受不利地质构造和施工质量等因素控制,洞室顶拱混凝土喷层容易发生开裂、脱落问题。通过开展施工期围岩监测反馈分析,不仅能够解释围岩变形破坏机制,而且能够为支护设计优化和信息化施工提供科学依据。

基于Massflow模型的甘肃省岷县二马沟泥石流危险性评价

二马沟位于甘肃省岷县茶埠镇上半沟村,曾多次暴发泥石流,对当地居民的生命安全和生产生活造成了极大的损失。为了研究二马沟泥石流的危险性,以2012年5月10日发生的泥石流灾害为基础,选取了二马沟及其左岸的河沟沿、扁坡沟、鹞子沟泥石流沟为研究对象,经过详细的资料收集和野外调查,获得了该流域内地形、物源、水源等资料,通过试验和计算分析得到了模拟所需的参数值,结合网络化的数字高程模型,在ArcGis中将研究区DEM栅格数据转换成Massflow软件可以读取的ASCII格式,建立计算模型。利用Massflow软件模拟了1%、2%、5%降雨频率下泥石流冲出物的流动速度、堆积深度、堆积范围,根据泥石流的强度与危险性分区标准,将研究区划分为高危险、中危险、低危险三个区域。结果表明:在实际降雨频率下模拟得出主沟泥石流最大流速为11.05 m/s,最大泥深为13.05 m,堆积范围为3.47×10^4 m^2,堆积方量Qz为18.55×10^4 m^3,模拟精度到达80%以上;高危险范围占据了整个危险范围的60%以上,中危险和低危险分布面积较小,说明二马沟是一条危险性较大的泥石流沟,研究成果为当地的防灾减灾工作提供一定的科学指导意义。

基于WRF/CALMET模型的河谷地形近地面风场的数值同化研究

处于河谷之中的大型水利枢纽所产生的泄洪雾化在一定程度上受到河谷地形局部风场的影响。由于泄洪雾化所引起风场的变化范围属于微小尺度的范围,WRF/CALMET模式难以达到河谷风场的精细化解析。以河谷风场的精细化解析为研究目标,提出WRF/CALMET模式的数值同化方法,并针对一个典型河谷地形——安宁河谷,进行了数值试验研究。为对比分析WRF、WRF/CALMET风场数据数值同化的影响,设置了4组试验方案。结果表明:对于安宁河谷2009年7月4日2:00-20:00的风场,应用WRF/CALMET模式的数值同化方法所得到的风速更接近观测值,风速模拟值和观测值的相关系数为0.56,平均绝对误差为0.79 m/s,均方根误差为1.01 m/s。将WRF/CALMET模式和数值同化方法结合,能够有效地提高河谷地形局部风场的模拟精度,为模拟泄洪雾化所形成的局地风场提供了一种新方法。

基于D-S证据理论融合采空区多源信息的大坝安全评价

为结合周边采空区性状对大坝进行安全评价,构建了基于D-S证据理论融合多源信息的安全性评价模型。结合现场勘查、物理力学试验、数值计算、实地测量以及监测结果,获取多种定性及定量指标,组成多源证据指标体系。通过欧氏距离法加权优化传统D-S证据理论,确定各证据指标所属评价等级的质量分配函数,采用多比例两两对比法与熵值法确定各证据指标的权重从而融合多源信息。应用此评价主法以周边存在采空区的某均质土坝为例进行安全评价,结果显示,定性指标中地质构造与覆岩岩性所占权重较大;定量指标中水位的影响最大达到0.446 1,其次是大坝沉降为0.221 3。而影响因素重要性分析表明,观测信息的结果最能表现大坝运行形态,所占比重为0.498 1。综合评判结果显示大坝处于"较不安全"的信任值最大,结果与安全鉴定"三类坝"结论一致,验证了多源证据指标体系评价方法的可行性和有效性。

水利工程中混泥土建筑物施工研究——评《水利工程施工》

水利工程是为了控制、利用和保护地表及地下的水资源与环境修建的各项工程建设的总称,具有工序多、周期长、施工条件复杂、技术要求高等特点。近年来,随着我国水利工程数量的不断增加,水利工程规模的不断扩大,人们对水利工程质量和安全提出了更高要求。对此,如何保证水利工程施工质量是当前水利工程建设过程中需要重点考虑的问题。混凝土建筑物施工作为水利工程施工过程中一个重要的环节,其性能的好坏将直接影响到水利工程的整体质量和使用年限,因此,为了更好地保证水利工程整体质量和效率,就必须做好混凝土建筑物施工。

高拱坝抗震安全研究

我国是多地震国家,高坝大库多建于西部强震区,其中坝高超过200 m的大坝多为混凝土拱坝,其抗震安全至关重要。结合2018年11月颁布实施的《水工建筑物抗震设计标准》(GB 51247-2018)的编制工作,在高拱坝抗震方面取得的主要研究成果,包括大坝抗震设防水准框架、大坝地震动参数的合理确定、大坝地震动输入机制、大坝-地基系统整体抗震稳定分析和大坝坝体强震损伤破坏机理分析,据此提出了最大可信地震下高拱坝抗震安全定量评价指标。

火灾后再生混凝土型钢构件力学性能研究

针对国内废弃混凝土循环利用率低的问题,本文通过对再生骨料混凝土的研究,结合H型钢混凝土柱刚度大、承载力高、抗震性能好等特点,制备了H型钢再生混凝土(H-RC)柱,对其火灾后的粘结性能及轴压性能展开分析研究。研究结果表明:随再生细骨料(RFA)替代率的提高,再生混凝土立方体抗压强度逐渐降低;试件的质量损失率随着RFA取代率的增加而逐渐增大,同时构件的火灾抗裂性能降低。试件的受火温度越高,质量损失越严重。RFA取代率100%试件的压缩变形呈明显的三阶段,最终的破坏荷载稳定在55%~65%极限荷载;受火温度的升高能明显降低,H-RC构件的承载力及型钢与混凝土之间的粘结力,取代率100%的H-RC构件易压缩。研究结果对于合理评估火灾后型钢混凝土结构的力学性能具有重要意义,旨在推动再生混凝土在建筑中的大量运用。

河北省潜在蒸散量变化特征及主导因子辨析

潜在蒸散量(ET 0)是地球表面水循环研究及水资源规划管理中重要因素,明确其变化规律及特征对区域水资源利用及农业生产布局有重要意义。根据河北省及周边地区1960-2018年24个典型气象站点逐日气象数据,利用Penman-Monteith模型、偏相关分析、敏感性分析、M-K检验法及空间插值法分析了河北省潜在蒸散量(ET 0)时空分布特征。结果表明:(1)59a来河北省ET 0平均值为1 077.13 mm,平均下降幅度为-2.31 mm/10a,整体呈由西向东、由南向北减少趋势。(2)偏相关分析与敏感性分析表明,RH(平均相对湿度)、WS(风速)和SH(日照时数)对年均ET 0变化影响程度较大;WS、SH与年均ET 0变化趋势一致,而RH与年均ET 0变化趋势相反;RH、HT(日最高气温)、SH是影响ET 0变化的敏感因子,而AT(平均气温)及LT(日最低气温)则为相对不敏感因子。(3)河北省年平均ET 0变化的主导因子为SH,其次为WS;主导因子随季节变化有所差异。春季SH主要影响偏北部地区,WS集中影响中部及偏东部;夏季SH大致影响河北省全境;秋季河北省偏北部地区主要受RH影响,中东部及偏南部地区主要受WS影响;冬季河北省大部分地区受SH影响。研究成果可为河北省水资源的优化配置及农业发展提供一定理论支撑。

河道断面形式与护坡材料的选择分析

近年来,随着人们安全意识和环保意识的增强,河道治理要求兼顾河道防洪与生态景观。本文对河道梯形断面、矩形断面、复式断面3种断面形式进行比较,并选取了混凝土护坡、砌石护坡、石笼护坡、土工植生袋护坡、草皮护坡5种护坡材料进行比较,以新河为例,根据河道周边现有建设、规划情况,综合考虑防洪安全、生态景观要求以及工程投资等因素,选取合适的河道横断面。

风荷载作用下施工栈道钢管桩施工稳定性分析

针对钢管桩上下部剪力撑不同施工次序所引起的风荷载响应问题,为了揭示施工过程中风荷载对钢管桩稳定性的影响规律,以黄河大桥施工栈道钢管桩施工过程为背景,采用谐波叠加法合成了风荷载,对钢管桩不同施工次序中风荷载的影响进行了分析研究.结果表明:钢管桩施工过程中,风荷载的作用会使钢管桩产生位移;当下部剪力撑焊接完毕而上部剪力撑未焊接时,风荷载作用下桩顶平均位移为0.337 m,最大位移为0.384 m;当上部剪力撑焊接完毕而下部剪力撑未焊接时,风荷载作用下桩顶平均位移为0.704 m,最大位移为0.767 m;当上部剪力撑和下部剪力撑焊接完毕后,风荷载作用下桩顶平均位移为0.3447 m,最大位移为0.404 2 m;同一时刻,风荷载作用下,钢管桩位移随着钢管桩高度位置的增大而增大,钢管桩的最大米塞斯应力随着桩项位移的增大而增大,钢管桩最大米塞斯应力位于钢管桩中下部.研究成果对钢管桩剪力撑的施工次序设计具有参考价值.

近断层脉冲型地震动对深厚覆盖层上高土石坝动力响应的影响研究

近年来,近断层地震动引起了工程界的密切关注,水工方面的相关研究主要集中在混凝土重力坝,对高土石坝的研究甚少,尤其是近断层脉冲型地震动的影响尚不明确。因此,结合我国西部强震区一些已建和拟建在深厚覆盖层上的高土石坝,开展脉冲型地震动对高土石坝抗震安全的影响研究是十分必要的。采用弹塑性本构模型进行有限元计算,对比分析脉冲型与非脉冲型地震动作用下大坝的动力响应。结果发现,脉冲型地震动对深厚覆盖层上高土石坝的加速度响应有一定影响,并使坝体在极短的持时内产生较大的坝体变形,不利于大坝安全。因此,建议在强震区、深厚覆盖层上修建高土石坝时,将近断层脉冲型地震动作用下的大坝抗震安全评价作为一个关键环节。

基于应力解除法的九岭山隧道洞壁二次应力场分布规律研究

为了解九岭山隧道开挖后洞壁二次应力场分布规律及其与岩爆发生状况之间的关联性,采用应力解除法沿九岭山隧道全线选取岩体完整,受开挖扰动小的部位进行了洞壁二次应力的实测,并结合现场岩爆实际发生情况,对洞壁二次应力场的分布规律进行综合对比分析,并结合应力判据对岩爆进行了二次准确预测。研究结果表明:洞壁二次应力值与隧道埋深呈现近似线性关系,二次应力量值呈现σ_1>σ_θ>σ_x>σ_3>τ_(xy)的特征;洞壁切向应力σ_θ最大为63.944 MPa,最大主应力σ_1最大值为77.17 MPa,二者量值相差7.5%,对岩爆的发生均起主导作用;洞室开挖后的洞壁切向应力σ_θ与埋深的相关系数为0.933 23,相比最大主应力σ_1与埋深的相关系数0.897 22,σ_θ与埋深的相关性更好;隧道开挖后,切向应力σ_θ在30～50 MPa范围内时可初步判定将可能发生微岩爆,σ_θ大于50 MPa时可初步判定将可能发生中等岩爆;以此为基础,再结合应力判据可对岩爆发生等级做出准确预测。研究成果为高地应力硬岩隧道岩爆预测提供新的思路。

串列条件下静止圆柱对振动圆柱的流致振动影响试验研究

利用圆柱群的流致振动进行海洋能发电是当前可再生能源研究的热点之一。由于多柱体绕流存在强烈的相互干扰作用,其流致振动与单圆柱有着明显的区别且运行过程中必然存在某些柱体损坏或停机的现象,对相邻圆柱产生巨大的影响。利用自循环水槽对串列条件下静止圆柱对振动圆柱的流致振动影响进行试验研究。考虑两种工况:(1)上游圆柱固定,下游圆柱可沿横流向自由振动;(2)下游圆柱固定,上游圆柱可沿横流向自由振动。结果表明:对于工况(1),当2.0≤L/D≤4.0时,固定上游圆柱对下游圆柱的振动响应起增强作用,当5.0≤L/D≤7.0时,固定上游圆柱对下游圆柱的振动响应起抑制作用;对于工况(2),当2.0≤L/D≤3.0时,固定下游圆柱对上游圆柱的振动响应起增强作用,当L/D=4.0时,固定下游圆柱对上游圆柱的振动响应起抑制作用。随着间距比的增大,振动圆柱的涡激振动(vortex induced vibration,VIV)上端分支范围逐渐减小。相比于工况(1),工况(2)中上游圆柱的振动响应对间距比更为敏感。

南水北调工程区内非正规深埋垃圾坑勘察的综合技术应用

利用工程地质测绘与遥感影像结合法初步圈定南水北调工程亦庄调节池工程区内深埋垃圾坑的勘察范围,采用高密度地震映像法和高密度电法基本确定垃圾坑的边界线。在此基础上,利用工程地质钻探与竖井法查明了深埋垃圾坑分布的范围、深度、空间分布特征及工程地质特性,并采用室内试验分析法,确定了垃圾坑场区内填土的物理力学性质、场地污染特性等参数。结果表明:研究区内垃圾坑的分布范围不规则,约为550 m×250 m;最大坑深约18.4 m;成分为建筑垃圾和少量生活垃圾,无工业垃圾,存在场地和地下水污染问题。综合勘察技术的应用不仅可以避免单一方法的局限性,而且有助于在工期紧、任务重的情况下真实、准确地查明工程地质条件,减少勘探量,节约经济成本。研究成果可以为类似深埋垃圾坑工程的勘察提供借鉴和参考。

基于PSR和PSO的区域地下水埋深ELM预测模型

针对传统区域地下水埋深预测方法精度不高问题,提出一种基于相空间重构(PSR)、粒子群算法(PSO)的极限学习机(ELM)的非线性预测模型。首先利用C-C法对地下水埋深原始时序数据进行相空间重构(PSR),然后利用PSO-ELM对地下水埋深进行预测。将模型应用于中国黑龙江省红兴隆管理局红旗岭农场地下水埋深预测,结果表明:该模型取得了较好的预测效果,后验差比值C为0.074,小误差频率p为1,相对均方误差E1为6.36%,拟合准确率E2达到92.66%,试预报效果指标E3达到95.80%;与PSR-ELM、PSR-RBF等模型相比,PSR-PSO-ELM在试预报方面可使RMSE分别降低49%和70%,使误差区间分别降低28.2%和68.6%,证明PSO能够有效改善ELM模型的预测性能;分析了气候因素和人类活动对当地地下水埋深动态变化的影响。

卫星遥感降水的反演、验证与应用综述

降水是全球水和能量循环中最重要的变量之一,利用卫星遥感技术获得大范围、高质量的降水产品成为近几年的研究热点和难点,而目前国内还缺少系统性介绍卫星遥感降水反演、验证与应用的成果。回顾了各类卫星降水传感器,对其特点及相应的经典反演算法进行详细描述;总结了包括TMPA、IMERG在内的典型降水产品,并对其在全球和区域性的效果评估进行了展示。最后介绍了卫星降水产品在洪水监测和预报上的应用案例,并对卫星遥感降水产品的未来发展方向进行了展望。在过去几十年,基于卫星遥感的全球降水产品的生产与应用已经有了较为成熟和稳定的发展,相关研究还将继续着重在获取更高时空分辨率的降水产品、复杂地区的适应性、雨雪相态划分等方面。研究成果旨在促进国内相关研究领域的发展。

大型地下洞室群变频施工通风系统运行管理研究

针对传统的大型地下洞室群施工通风管理中存在的系统匹配性差、安装不规范、风管漏风率高、风机能耗大等问题,以确保工作面通风效果,节能降耗,规范管理为目标,依托金沙江白鹤滩水电站地下厂房洞室群,通过对大型地下洞室群施工通风系统选型配置、安装验收、运行维护等方面管理进行研究,形成了一整套通风效果良好、高效节能的变频施工通风系统运行管理体系。采用FLUENT流体数值计算软件,建立洞室群三维非稳态湍流模型,研究了主厂房施工期污染物逸散规律,并通过现场污染物测试进行了验证。数值仿真计算和现场测试结果表明:变频施工通风系统布置合理,运营维护到位,风管漏风率小于9. 5%,洞内气流组织顺畅,作业面爆破通风15 min内污染物即可随风流排出洞外,达到相关规范要求;变频风机根据不同工序调节开度,可节省电能49. 5%以上,节能效果明显。研究成果对大埋深水电站地下洞室群施工通风运行维护管理具有一定的参考意义。