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复杂管道瞬变流的二阶GTS-MOC耦合求解方法

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力学学报 2024年第5期56卷 1488-1496页

作者：陶智国周领邱海云李赟杰易昌宇河海大学水利水电学院南京210098 河海大学长江保护与绿色发展研究院南京210098 中水珠江规划勘测设计有限公司广州510635

经典的特征线法(method of characteristics,MOC)因其简单方便,边界条件易于耦合求解,常应用于有压管道瞬变流方程的数值求解.对于复杂管道系统,受库朗数限制,该方法往往需要进行波速调整或插值求解,可能出现严重的累积误差和数值耗散.... 详细信息

经典的特征线法(method of characteristics,MOC)因其简单方便,边界条件易于耦合求解,常应用于有压管道瞬变流方程的数值求解.对于复杂管道系统,受库朗数限制,该方法往往需要进行波速调整或插值求解,可能出现严重的累积误差和数值耗散.有限体积法Godunov格式(Godunov type scheme,GTS)对管道内部库朗数具有良好的鲁棒性,但边界条件采用精确黎曼不变量方法,处理复杂.同时,以往水锤计算通常仅考虑稳态摩阻,低估了瞬变压力的衰减.文章提出并推导了考虑动态摩阻的GTS-MOC耦合模型,使用二阶GTS计算管道内部控制体,在复杂边界处采用耦合GTS-MOC方法处理.首先,针对串联管和分叉管边界条件,对精确黎曼不变量方法和MOC方法进行了理论分析.推导结果表明,在马赫数(Ma)较小的管道瞬变流求解中,两种边界处理方法结果一致,与实验结果对比分析,验证了耦合格式求解的准确性.最后,将耦合格式分别与GTS和MOC进行比较.结果证明,耦合格式可以达到和GTS相同的精度,同时,串联管道系统中MOC线性插值法和波速调整法均存在数值耗散且随时间增加更明显,耦合格式结果具有准确性和稳定性,与精确解更吻合.

关键词： Godunov 特征线法管道瞬变流动态摩阻

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土地整治工作中现代测绘技术的应用路径探索

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第9期 0171-0174页

作者：蔡晓艳浙江博睿空间规划设计有限公司浙江杭州310000

在现今社会土地使用率的大大增加,土地的相关整治工作建设也受到了越来越高的关注,为了整合、流转合理安排低效、空闲以及浪费了的土地资源,各有关部门在城市建设过程中会增减建设用地、重新对区域土地进行开发、复垦,逐渐改善土地利用... 详细信息

在现今社会土地使用率的大大增加,土地的相关整治工作建设也受到了越来越高的关注,为了整合、流转合理安排低效、空闲以及浪费了的土地资源,各有关部门在城市建设过程中会增减建设用地、重新对区域土地进行开发、复垦,逐渐改善土地利用问题。虽然土地整治过程中涉及到很多方面的问题,但是测绘技术都能够将土地整治工作完成的有效快速又准确。同时测绘也是一种公益性事业,现代化的测绘技术在土地整治工作中的运用对社会的发展及经济的建设具有重要的意义,它为土地管理提供了关键性的信息支持,也为社会的可持续发展提供了必要的保障。将先进的测绘技术运用到土地整治工作中,能更有效地解决土地资源与人类活动之间的关系,为土地的合理利用及保护提供技术上的支撑,帮助推进了土地的整治工作,还满足了现代社会对土地管理的要求,促进了经济的健康发展及社会的进步。

关键词：土地整治工作测绘技术应用

三峡水库蓄水过程中洞庭湖流量演变及生态效应

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长江科学院院报 2024年第9期 185-191+199页

作者：曹艳敏王崇宇黎小东卢留虎韩帅张汉奇刘康贵湖南城市学院土木工程学院湖南省水务规划设计院有限公司湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司

为科学定量评价三峡水库运行过程对洞庭湖径流及生态特征的影响，收集城陵矶、石龟山、南咀、小河咀4个水文站1988—2020年逐日流量数据，应用IHA-RVA法和Shannon指数法对三峡水库试运行阶段（2003—2008年）和三峡试运行后阶段（2009—... 详细信息

为科学定量评价三峡水库运行过程对洞庭湖径流及生态特征的影响，收集城陵矶、石龟山、南咀、小河咀4个水文站1988—2020年逐日流量数据，应用IHA-RVA法和Shannon指数法对三峡水库试运行阶段（2003—2008年）和三峡试运行后阶段（2009—2020年）流量演变和生态效应进行定量分析。结果表明：（1）三峡水库运行过程中汇入洞庭湖流量占比方面，湘、资、沅、澧四水占比持续提高，荆江三口占比持续下降；（2）三峡水库蓄水试运行阶段洞庭湖区水文站整体流量改变度和IHA高度改变指标个数高于三峡水库试运行后阶段，且城陵矶和石龟山整体改变度分别达到67.27%和69.55%,形成高度改变；（3）三峡水库试运行阶段，三峡水库蓄水下游流量上涨次数及上涨幅度减少，连续日流量正差异值Rrate减少，洞庭湖Shannon指数均有下降趋势；三峡水库试运行后阶段按“枝城调度”规则运行保证三峡次数下游有中小洪水过程并增加下游枯水补给，Rrate增加、Shannon指数有所回升。研究成果可为洞庭湖水安全和水生态健康提供科学依据。

关键词：洞庭湖变动范围法(RVA) 水文改变度 Shannon指数

城郊融合背景下京津冀中小城镇中心城区地域范围识别及应用研究——以河北省宁晋县为例

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现代城市研究 2024年第3期39卷 67-71,95页

作者：杜宽亮刘行健王天奇天津市城市规划设计研究总院有限公司黑龙江省城市规划勘测设计研究院

中心城区地域范围(以下简称“城区地域范围”)识别是新时代国土空间规划体系建构的前提与基础。在以县城占据主导地位的京津冀地区,绝大多数中小城镇具有“城村交织”“城乡互嵌”的空间特征,面对推进实施以县城为主要引擎和重要载体的... 详细信息

中心城区地域范围(以下简称“城区地域范围”)识别是新时代国土空间规划体系建构的前提与基础。在以县城占据主导地位的京津冀地区,绝大多数中小城镇具有“城村交织”“城乡互嵌”的空间特征,面对推进实施以县城为主要引擎和重要载体的新型城镇化战略的发展趋势,科学界定该地区中小城镇中心城区的地域空间,成为开展市县国土空间规划编制工作的第一环节。文章分析了传统土地调查以城镇村属性为“202及202A”用地图斑识别作为城区地域范围的局限性,以河北省宁晋县为例,对比在城镇基数转换、城市体检评估等不同工作思路中确定的城区地域范围的划定情况,提出适用于京津冀地区中小城镇城区地域范围识别的方法和途径,为支撑城镇开发边界优化调整、判断城郊融合类村庄、推进城乡一体化发展提供重要依据。

关键词：城区地域范围城区实体地域城镇基数转换城村交织

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三峡运行对荆江三口径流及生态效应影响研究

长江科学院院报 2024年

作者：曹艳敏王崇宇黎小东裴煊铭杨怡冯萱湖南城市学院土木工程学院湖南省水务规划设计院有限公司湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司

为评价三峡运行过程对荆江三口径流及生态效应的影响特征。本研究以荆江三口5个主要水文控制站新江口、沙道观、弥陀寺、康家岗和管家铺1988～2020年逐日流量数据为基础，通过流量历时曲线（FDC）计算生态剩余和生态赤字指标，并计算整... 详细信息

为评价三峡运行过程对荆江三口径流及生态效应的影响特征。本研究以荆江三口5个主要水文控制站新江口、沙道观、弥陀寺、康家岗和管家铺1988～2020年逐日流量数据为基础，通过流量历时曲线（FDC）计算生态剩余和生态赤字指标，并计算整体水文变异度D0，以此评价荆江三口生态径流和水文变化特征。研究结果表明：（1）三峡运行后，荆江三口汇入洞庭湖流量中松滋口占比持续提升，藕池口、太平口占比持续下降；全年和汛期流量藕池口和太平口下降趋势显著；枯水期，松滋口流量增至三峡运行前的2.5倍。（2）康家岗站平均断流天数比三峡运行前增加30.88天，呈增加趋势，弥陀寺减少21.62天，呈减少趋势。（3）三峡运行后FDC曲线整体下降，尤其上部下降明显，高流量量级和次数大幅度降低；除松滋口的新江口站FDC低流量区域超过三峡运行前，其他站高流量和低流量无法完全覆盖三峡运行前高、低流量出现区域。（4）由于藕池口汇入洞庭湖流量中康家岗占比持续减少，管家铺占比持续增长，2003～2020年康家岗站和管家铺站持续发生生态赤字和生态剩余。（5）三峡蓄水试运行（2003～2008年）和三峡试运行后（2009～2020年）松滋口的新江口站改变度达到66.68%和72.46%，为高度改变，其余控制站为中度改变。三峡运行导致荆江三口部分地区长期出现生态赤字或生态剩余，不利于河流生态系统，建议流域管理者加强对同一口不同分支分流比的监控，并开展相应生态影响治理工作。

关键词：三峡运行荆江三口生态剩余生态赤字

内衬混凝土对预应力导入效率的影响分析及优化

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长安大学学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 80-88页

作者：王晓明白云腾录哲元黄春杨王炳玉长安大学桥梁工程研究所陕西西安710064 黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003

针对内衬混凝土对波形钢腹板褶皱效应的约束会致使波形钢腹板组合梁桥支承区的预应力导入效率降低问题,提出一种“先撑后衬”施工方法,通过调整内衬混凝土的施工顺序来改善支承区预应力导入效率;同时提出一种适用于该方法的“内撑外拉... 详细信息

针对内衬混凝土对波形钢腹板褶皱效应的约束会致使波形钢腹板组合梁桥支承区的预应力导入效率降低问题,提出一种“先撑后衬”施工方法,通过调整内衬混凝土的施工顺序来改善支承区预应力导入效率;同时提出一种适用于该方法的“内撑外拉”装置,保证施工过程中波形钢腹板的稳定性;推导波形钢腹板组合梁轴向刚度计算公式,并通过简支波形钢腹板组合梁算例验证该公式的准确性。在此基础上,以1座四跨波形钢腹板预应力混凝土连续刚构桥为背景,建立ANSYS实体有限元模型,分析不同施工方法、内衬混凝土长度及厚度变化对支承区预应力导入效率的影响,并给出内衬混凝土的合理施工工序、合理长度和厚度建议。研究结果表明:内衬混凝土会削弱波形钢腹板的褶皱效应,显著降低支承区预应力导入效率,同时会导致有内衬梁段与无内衬梁段间的过渡段出现应力集中现象;通过采用所提出的“先撑后衬”施工方法,可以降低支承区组合梁的轴向刚度,从而显著提高支承区预应力导入效率;支承区预应力导入效率随着内衬混凝土长度和厚度的增加而减小;在实桥设计时,建议内衬混凝土最小长度应大于支点处梁高,最大长度应小于2.15倍支点处梁高,最大厚度应不小于支点梁高的6%,最小厚度应满足构造要求。

关键词：桥梁工程 CSW-PC连续刚构桥有限元模型内衬混凝土 “先撑后衬”施工方法预应力导入效率

大型梁式承台模型试验及跨中挠度简化计算方法研究

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桥梁建设 2024年第1期54卷 133-139页

作者：王洁金黄毅胡志坚李永斌黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 武汉理工大学交通学院湖北武汉430063 中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430050

为了解大型梁式承台的力学性能,以某快速化改造工程的大型梁式承台为背景,按照缩尺比1∶10制作梁式承台模型进行力学性能试验,结合有限元计算,分析梁式承台结构受力、破坏模式、开裂情况等,并研究不同跨高比条件下梁式承台的受力特性。... 详细信息

为了解大型梁式承台的力学性能,以某快速化改造工程的大型梁式承台为背景,按照缩尺比1∶10制作梁式承台模型进行力学性能试验,结合有限元计算,分析梁式承台结构受力、破坏模式、开裂情况等,并研究不同跨高比条件下梁式承台的受力特性。结果表明:在跨中荷载作用下,梁式承台受力大致可以分为线弹性阶段、裂缝发展阶段和屈服阶段3个阶段;线弹性阶段截面应力分布已不满足平截面假定,剪切效应对结构变形的影响不可忽略;模型最终破坏模式为弯曲破坏;裂缝主要表现为跨中弯曲裂缝和斜裂缝;跨高比越小,梁式承台剪切刚度越大。为考虑剪切效应对梁式承台变形的影响,拟合得出梁式承台跨中挠度的简化计算方法,将该方法计算值及规范计算值与试验值进行对比,可得在裂缝发展阶段,规范计算值与试验值偏差较大,所提方法计算值与试验值偏差较小,该方法可用于线弹性阶段及裂缝发展阶段梁式承台跨中挠度的初步估算。

关键词：梁式承台剪切效应力学性能跨中挠度计算方法模型试验有限元法

排水系统提质增效的外水定量分析及剥离措施研究

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给水排水 2024年第4期50卷 157-165页

作者：张雅泓高峰高升顾嘉晨郭曼李盛柏严程中国电建集团市政规划设计研究院有限公司珠海519000 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司昆明650000

污水处理厂进水COD低是制约活性污泥工艺降解污染物效果提升的瓶颈。针对污水处理厂进水COD低的问题,建立了一种联用基于污水管网简化的水质水量模型逆向分析和正向摸查的外水入侵评估方法。通过污水管网简化的水质水量模型的逆向分析,... 详细信息

污水处理厂进水COD低是制约活性污泥工艺降解污染物效果提升的瓶颈。针对污水处理厂进水COD低的问题,建立了一种联用基于污水管网简化的水质水量模型逆向分析和正向摸查的外水入侵评估方法。通过污水管网简化的水质水量模型的逆向分析,确定了各级管网外水入渗量,并准确找出外水入侵的重点区域为主城区东北和西南侧。通过正向摸查发现,地下水入渗、雨水错接混入和河水倒灌为外水入侵主要原因,且外水侵入重灾区与定量分析结果一致。针对外水入侵的重点区域和外水入侵主要途径,实施了外水剥离措施,释放了管道内外水、增加污水收集量、提高旱天污水处理厂的进水COD浓度和保证旱天无溢流,最终达到污水处理厂进水COD浓度显著提升的目标。

关键词：提质增效水质水量平衡模型外水剥离对策效果预测进水浓度

未来气候模式下黄河流域极端降水指数时空分布特征

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人民黄河 2024年

作者：李小雨张国栋尹昌燕张雪丽河南黄河水文勘测规划设计院有限公司郑州大学水利与交通学院

以气候变化敏感区黄河流域为研究区,再现和预估流域内极端降水事件的时空分布特征。采用Delta降尺度以及多指标评价方法建立CMIP6气候模式数据集,选取12个极端降水指数研究极端降水指数的时空分布特征。结果表明,黄河流域历史(1980—201... 详细信息

以气候变化敏感区黄河流域为研究区,再现和预估流域内极端降水事件的时空分布特征。采用Delta降尺度以及多指标评价方法建立CMIP6气候模式数据集,选取12个极端降水指数研究极端降水指数的时空分布特征。结果表明,黄河流域历史(1980—2014年)及SSP126、SSP245、SSP585情景下未来(2022—2100年)除连续干日数(CDD)外的11个极端降水指数多年均值的空间格局相似,整体上呈现出由东南向西北递减的趋势,南北向变化率比东西向的大。年际上,11个极端降水指数均呈现不显著的波动性上升趋势。整体上各极端降水指数呈现波动性上升趋势,但上升趋势并不显著。

关键词：未来气候模式极端降水指数气候情景黄河流域