基于Boussinesq模型的刚性植被水域波浪传播特性数值分析

通过在Boussinesq水波模型中引入拖曳应力项来考虑植被对波浪的衰减作用,建立了波浪在近岸刚性植被水域传播运动的数值模型。在对模型进行验证的基础上,模拟分析了植被特征参数与入射波要素对波浪传播运动的影响。数值模拟结果表明,波浪在近岸植被区传播时,随着植被密度和植被淹没高度的增加,波浪传播中波高衰减率增大、波能损耗率增大;随着入射波高的增加,波浪传播中波高衰减率增大、波能损耗率增大。     

刚性植被密度对岸滩作用的数值模拟*

岸滩修复工程通常会利用植被来增加岸边的稳定性。为研究刚性植被对水流、床面形态的影响,以圆柱代替刚性植被进行了不同植被密度下的植被-水流-泥沙数值模拟研究,并分析了植株周围水流流速、床面切应力与植被密度的关系。结果表明：1）数值模拟流速结果与试验结果较为吻合。2）随着植被密度的增加,流速、床面切应力均呈现先增大后减小的规律。3）床面形态变化规律显示,当植被密度增加到一定程度时,整体形成沙脊的现象不那么明显,而是以单根植被下游近区的局域沙堆出现。     

海岸带植被三种生物性状变化对消浪效果的影响

海岸带植被在防浪护岸方面起着重要的作用,而植被的生物性状是影响其消浪效果的重要因素。基于二维水深的浅水模型Xbeach模型可以较好地模拟在海岸带植被的作用下波浪的动力变化情况。本文以Xbeach模型为基础,通过建立江苏沿海地区海岸带近似模型,模拟在与实地情况较为接近的波浪状态及地貌条件下植被的高度、直径和密度变化对植被消浪效率的影响,结果表明在一定范围内,植被消浪的效果分别随着相对高度升高、直径增大和密度增加而提高。     

水陆交错带生态功能及其氮素截留效果研究进展

水陆交错带是指陆地和水域之间物质传输、能量转化和信息交换的过渡带,本文概述了水陆交错带的主要功能,其中主要包括截留污染物、固岸护坡、削减洪峰、生物廊道功能、促进生物多样性及休闲娱乐等社会功能。水陆交错带是防止农业面源污染的最后一道屏障,关于水陆交错带对氮素的截留、转化、吸收过程可以总结归纳物理途径和生物化学途径,影响氮素的截留效果主要因素可概括为土壤特性、水文特性、植被类型及水陆交错带宽度,在此基础上提出了未来水陆交错带的设计和管理等研究趋势。     

降雨入渗对边坡稳定影响的数值模拟研究

根据粉细砂边坡的饱和一非饱和强度与渗流理论,通过数值模拟方法研究降雨入渗对边坡稳定性的影响。数值模拟结果揭示了对边坡变形和破坏的作用机理,表明降雨是诱发滑坡的关键因素之一;粉细砂边坡在无降雨时基本处于稳定状态,连续性降雨使边坡土体的含水量显著增加,坡脚部位饱和区内的基质吸力减小并出现塑性区,随着降雨历时延长,饱和区逐渐扩展至边坡土体中部,塑性区逐渐扩展直至贯通而发生滑坡;在长期低强度降雨条件下边坡较易发生深层滑动,强降雨时边坡更易发生浅层滑动。该研究提出了降雨条件下边坡的稳定性分析供一般的技术思路,可供边坡失稳预警和滑坡防治参考。     

降雨要素对土质边坡稳定性的影响分析

基于饱和-非饱和渗流理论与非饱和土的抗剪强度理论,研究了降雨强度、降雨历时等降雨要素对土质边坡安全系数的影响规律,并且重点对短时强降雨、长时弱降雨2种降雨形式进行了对比分析.结果表明：在饱和渗透系数一定的情况下,安全系数随着降雨强度、降雨历时的增加而不断减小,但在降雨结束后,安全系数又随时间的增长开始增大;短时强降雨下边坡上部土体更容易达到饱和,而长时弱降雨对边坡土体的影响更大,两者的稳定性都大大降低,但长时弱降雨下的滑坡危害程度更大.     

考虑降雨影响的深基坑边坡稳定性分析

以大源渡航电枢纽二线船闸基坑工程为例,结合饱和-非饱和理论,通过有限元软件Geo-Studio中seep/w模块和slope/w模块建立二维数值模型,对强降雨情况下边坡渗流状态进行分析,得到边坡内部含水率和孔隙水压力变化规律以及安全系数和滑裂面的变化情况。结果表明:随着降雨历时的增加,坡面含水率逐渐增加,雨水不断向更深层土体入渗,地下水位线不断上升,基质吸力逐渐消散,坡体表面形成暂态饱和区,安全系数随之减小。降雨停止后,水分逐渐流出坡体,含水量逐渐减小,地下水位随之逐渐下降,正孔压减小,基质吸力逐渐恢复,安全系数逐渐增大。降雨入渗对边坡浅层土体影响较大,对深层土体影响较小,一般形成浅层破坏。     

降雨条件下胀缩性裂隙边坡稳定性研究

以某胀缩性裂隙边坡为例,基于非饱和土力学理论,利用有限元方法,对降雨入渗条件下胀缩性裂隙边坡稳定安全系数进行计算和分析,研究了裂隙的位置、深度和降雨的强度对胀缩性裂隙边坡稳定的影响规律.研究表明:裂隙位于坡面边坡稳定性最低,位于坡顶次之,位于坡脚偏于安全;整个降雨过程中边坡稳定安全系数随着裂隙开裂深度增大而逐渐降低;边坡稳定性随着降雨强度的增加显著降低,但随着降雨的持续,边坡安全系数趋于稳定.     

基于三维浅水方程的刚性植被水流特性研究

河道中植被的存在会影响河道的过流和挟沙能力。为了研究植被对水流的作用,在已开发的准三维浅水波运动模型控制方程中加入了杆状植被阻力项,并在绕流拖曳力系数计算中考虑了刚性植被的遮蔽效应,同时引入前人提出的植被密度的概念。对改进后的模型利用前人的实验资料进行了验证。模型对植被范围以下和以上流速垂向分布模拟效果良好。利用水箱测定了植被影响下的水流流速,结果表明植被密度是影响阻力的主要因素,而植被的排列方式影响不大;数学模型模拟植被范围和以上的水流速度及紊动能量垂向分布结果与实测值符合较好。     

降雨条件下非饱和粉质航道岸坡稳定性数值分析

降雨条件下粉质岸坡稳定性问题是工程技术人员面临的重要问题之一。针对苏北某船闸上游引航道护岸粉质土体边坡,建立降雨条件下考虑雨水入渗和坡体塑性变形耦合作用的非饱和粉质土体岸坡稳定性分析数值模型,探讨不同降雨强度下非饱和土质岸坡的饱和度、浸润线、基质吸力、安全系数及坡比等因素对岸坡稳定性的影响规律。结果表明:降雨导致非饱和粉质土体岸坡最危险滑裂面迅速上移,50 mm/d的降雨强度将导致最危险滑裂面平均上移约2. 4 m,每增加10 mm/d降雨量,岸坡浸润线水头升高约50 cm;岸坡安全系数随降雨强度呈线性下降,降雨过程中安全系数下降的幅度随坡比的增大而增大。     

植草型双模袋生态混凝土护坡抗冲性能试验研究

植草型双模袋生态混凝土护坡是自主研发设计的一种新型护坡结构,试验自制试水流冲刷试验装置,设定最大设计流速为3m/s,对3种不同形式的护坡模型进行冲刷试验,计算护坡植被区的床面切应力及摩阻流速,分析各护坡的抗冲特性,试验结果表明:随着冲刷流速的增大,模型箱植被区的床面糙率逐渐减小,而模型箱植被区所受到的床面切应力逐渐增大。植草型双模袋生态混凝土护坡的抗冲刷性能明显优于其它型式护坡。当试验水流以最大设计流速3m/s的流速连续冲刷5.37h后,植草型双模袋生态混凝土护坡发生破坏,此时的床面切应力为285.3N/m2,摩阻流速为0.53m/s。     

降雨条件下固定目标防护暴露区的计算仿真

干扰暴露区的计算在现代电子战中有着极其重要的作用。但在实际应用中,干扰暴露区的计算常受到干扰样式、气象条件和自然环境引起的杂波、多径效应等诸多因素的影响。为此,将降雨衰减因子引入雷达方程,仅就固定目标防护问题中的干扰暴露区计算进行仿真研究,并针对不同情况进行对比。结果表明,该方法可提高干扰暴露区计算的准确性,为降雨条件下的战场仿真提供了新的途径。     

中东某港危险货物集装箱堆场的污废水收集设计

危险货物集装箱堆场因货物特殊性，其污废水收集倍受各方关注。以中东某港危险货物集装箱堆场为背景，给出了危险货物集装箱堆场不同标准体系下的初期雨水量、消防事故污水量和污水池有效容积的确定标准，并对比了国内外设计思路。该污水池采用溢流堰的截留模式，设置了pH计、温度计、VOC和HAL浓度检测仪，实现了自动报警截留模式。同时对项目不足之处也提出了改进建议。     

遥感与GIS技术在港口环境监测与管理中的应用初探

利用遥感与GIS技术对日照港港口的多时相遥感数据进行了处理,提取了涉及港口环境的植被覆盖率、岸线资源等信息,同时对港口附近海域水体中的叶绿素和悬浮物等指标进行了定量反演。通过对处理结果的分析,对日照港的环境现状和近年来的环境质量变化给出评价并提出了一些在遥感与GIS技术应用中应注意的问题。遥感与GIS在日照港的应用表明,遥感与GIS技术可以快速、准确大面积地获取港口周边区域的环境信息,有效地弥补传统监测手段的不足。     

基于CFD仿真计算的襟翼舵水动力研究

襟翼舵作为一种可靠的、高升力的舵在最近几年内引起了广大设计工作者的重视影响,同时也有不少成熟的研究成果。对襟翼舵的研究主要集中在展弦比,主副舵面积比,转角比等方面,这些因素对襟翼舵的整体影响规律也已得到不少专家的解释。本文主要研究襟翼舵主副舵间间隙大小以及尺度效应对其水动力性能的影响,以普通NACA0020翼型为基本剖面建立不同间隙大小的襟翼舵模型,采用RANS方法计算得到了不同缝隙大小以及不同缩尺比下的襟翼舵升力阻力以及压力分布,并对周围涡结构以及流场进行分析,发现升力系数随着缝隙增大而减小,阻力系数先减小再增大的规律。同时随着襟翼舵尺度的增大,升力系数会随之增大,阻力系数会随之减小。文中以计算模型和实验数据进行对比,两者误差在5%以内,证明了计算结果的可靠性。     

非饱和土瞬态渗流边坡稳定数值分析

本文研究了非饱和土体瞬态(主要指降雨)渗流对均质非饱和土边坡稳定影响的相关理论和计算方法,结合算例计算了不同工况下降雨前稳态、降雨过程中及降雨结束后边坡稳定性变化,分析了不同情况下边坡土体饱和度变动变化对边坡稳定性的影响。     

基于CFD仿真计算的襟翼舵水动力研究

襟翼舵作为一种可靠的、高升力的舵在最近几年内引起了广大设计工作者的重视影响,同时也有不少成熟的研究成果。对襟翼舵的研究主要集中在展弦比,主副舵面积比,转角比等方面,这些因素对襟翼舵的整体影响规律也已得到不少专家的解释。本文主要研究襟翼舵主副舵间间隙大小以及尺度效应对其水动力性能的影响,以普通NACA0020翼型为基本剖面建立不同间隙大小的襟翼舵模型,采用RANS方法计算得到了不同缝隙大小以及不同缩尺比下的襟翼舵升力阻力以及压力分布,并对周围涡结构以及流场进行分析,发现升力系数随着缝隙增大而减小,阻力系数先减小再增大的规律。同时随着襟翼舵尺度的增大,升力系数会随之增大,阻力系数会随之减小。文中以计算模型和实验数据进行对比,两者误差在5%以内,证明了计算结果的可靠性。     

天津港北港池船舶智能调度方案研究

随着天津港货物吞吐量的快速增长,进出天津港北港池集装箱船的吨位明显增大,同时到港船舶的密度也将有很大增长。天津港北港池航道由于受到港池宽度的限制,船舶进出港掉头时都会占用航道而导致其他船舶不能通航,本文通过运筹学中的排队论理论对航道进行建模,分析北港池采用单向航道和双向航道对于船舶通过能力的影响,从而对北港池航道进行科学的评估。     

长江中游干线降雨对航运影响的气候变化特征

根据降雨对内河航运影响的特点,将影响程度划分为轻微影响、一般影响和明显影响三个等级.利用长江中游干线17个站点1965-2008年的降雨数据,结合小波分析方法,研究了该地降雨对航运不同程度影响的气候变化特征.研究结果表明:降雨对航运业造成明显影响的频次较多且随时间波动大;降雨造成的各等级影响频次均具有微弱的下降趋势,气候倾向率的绝对值都＜0.3d/10 a;各等级影响频次变化的时间周期震荡大致相同,均为20 a左右,且周期分界点大致相同;由小波周期可以预测,未来15a内各等级影响的频次均将处于偏多时期,降雨将更加频繁地对航运业造成影响.     

水库建设项目地质灾害危险性评估研究

对评估区地质环境条件和地质灾害的调查和综合研究,评价评估区内地质灾害对水库工程建设可能产生的危害和影响,预测评估工程建设过程或运营过程中可能诱发或加剧的地质灾害对工程本身和周围环境的潜在危害和威胁;对评估区地质灾害河水库建设场地适宜性作出综合评价,并提出地质灾害防治措施。