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考虑降雨-洪水-泥沙作用下的淤地坝溃决致灾风险评估

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水力发电学报 2024年第8期43卷 32-45页

作者：王琳褚珍雄薛一峰何小亮黎静西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 陕西省水利电力勘测设计研究院水电工程分院西安710001 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065

淤地坝一旦遭遇极端降雨极易导致洪水漫顶溃决,将对下游人民群众造成极大威胁,亟需开展淤地坝溃决风险定量评估。现有研究忽略泥沙对溃决致灾过程的影响。本研究通过分析降雨诱发的泥沙对溃决致灾的影响过程,揭示降雨-洪水-泥沙作用下... 详细信息

淤地坝一旦遭遇极端降雨极易导致洪水漫顶溃决,将对下游人民群众造成极大威胁,亟需开展淤地坝溃决风险定量评估。现有研究忽略泥沙对溃决致灾过程的影响。本研究通过分析降雨诱发的泥沙对溃决致灾的影响过程,揭示降雨-洪水-泥沙作用下的溃决致灾机制,建立考虑降雨-洪水-泥沙作用下的淤地坝溃决致灾风险定量评估模型,将传统的“降雨-洪水”研究发展为“降雨-洪水-泥沙”,实现溃决坝体的精准判定和风险定量评估。将模型应用于王茂沟流域两次溃决案例,并评估不同重现期降雨量的溃决致灾风险。结果表明:考虑泥沙对溃决致灾过程的影响,判定关地沟3坝、背塔沟坝和康和沟3坝溃决,判定结果与实际溃决情况吻合,忽略泥沙影响则背塔沟坝的溃决判定存在差异。与忽略泥沙对溃决致灾的作用相比,考虑泥沙作用2017-7-26降雨下关地沟3坝、背塔沟坝和康和沟3坝起溃时间分别提前11 min、13 min和7 min,有利于及时发出预警,快速撤离两岸群众,提升了淤地坝预警的准确度。不同重现期降雨量下,关地沟3坝10年一遇溃决流量为4.82 m^(3)/s,200年一遇溃决流量为5.97m^(3)/s。黄柏沟2坝和关地沟4坝在目前淤积情况下,可抵御200年一遇降雨。

关键词：淤地坝降雨-洪水-泥沙溃决致灾风险评估灾害预警

城市体检指标体系构建及指标选取——以广州市试点为例

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城市发展研究 2024年第1期31卷 1-8页

作者：丁寿颐王建军张超易楚舒王皓广州市城市规划勘测设计研究院北京分院广东省城市感知与监测预警企业重点实验室广州市城市规划勘测设计研究院规划研究中心

中国城市高质量发展背景下，城市体检能够及时发现城市病，是推进人居环境建设更系统、更精细、更科学的重要抓手。运用扎根理论，进行文献和案例梳理，明确城市体检技术流程、指标体系构建、指标选取与评估方法，以广州试点为例进行实... 详细信息

中国城市高质量发展背景下，城市体检能够及时发现城市病，是推进人居环境建设更系统、更精细、更科学的重要抓手。运用扎根理论，进行文献和案例梳理，明确城市体检技术流程、指标体系构建、指标选取与评估方法，以广州试点为例进行实证探究。同时通过政策逻辑、学术逻辑、社会关注逻辑3个视角识别城市重点问题，明确城市发展治理目标，完成指标体系优化，采用“六维”综合诊断方法研判城市可持续发展问题。在考虑广州城市发展自身特征的基础上，通过引入特色指标反映城市典型发展问题。该思路是基于住房和城乡建设部现有城市体检评估的再次深化，能够最大限度地集成国家智慧，把控城市问题的热点与趋势，解决人民最关心、社会最关切、国家最关注的城市发展的核心问题。

关键词：城市体检指标体系城市体检技术方法

城市地面沉降水准测量与InSAR监测对比分析

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测绘地理信息 2024年第3期49卷 25-30页

作者：张庆涛杜钊锋李晓影王建方朱新杰自然资源部第一大地测量队陕西西安710054 杭州市勘测设计研究院有限公司浙江杭州310012

阐述了城市地面沉降监测中水准测量与InSAR(in⁃terferometric synthetic aperture radar)监测的适用性,分析了地面沉降水准测量数据平差中单点起算和拟稳基准起算对沉降的数学模型,提出了多期水准测量结果与InSAR监测结果的对比分析方... 详细信息

阐述了城市地面沉降监测中水准测量与InSAR(in⁃terferometric synthetic aperture radar)监测的适用性,分析了地面沉降水准测量数据平差中单点起算和拟稳基准起算对沉降的数学模型,提出了多期水准测量结果与InSAR监测结果的对比分析方法。以杭州市为例,利用2014年、2017年、2019年、2020年、2021年共5期一、二等水准观测数据和2015—2017年、2017—2019年、2017—2020年、2019—2021年共4期InSAR监测数据,研究发现地面沉降水准测量数据平差中采用拟稳基准更有利于对沉降的分析研究,大量的水准测量结果与InSAR监测结果验证数据组表明两者具有明显的线性关系,两种技术方法对地面沉降的诠释整体表现一致,吻合较好。将两种技术方法有效融合的建设思路,可以为新一线城市规划和地面沉降监控提供科学的决策依据。

关键词：城市地面沉降多期水准测量 InSAR监测对比分析参考基准

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星载微波部件微放电阈值的改进多粒子蒙特卡罗计算方法

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高电压技术 2024年第4期50卷 1752-1759页

作者：张娜曹猛王瑞白春江崔万照中国空间技术研究院西安分院空间微波通信全国重点实验室西安710100 西安交通大学电信学部电子科学与工程学院电子物理与器件教育部重点实验室西安710049

星载微波部件的微放电效应是导致航天器谐振类设备失谐、噪声电平抬高、输出功率下降,甚至影响通信信道乃至整个微波传输系统彻底失效的瓶颈问题之一。在设计阶段对星载微波部件微放电效应进行精准的评估是减少地面反复试验,避免延误研... 详细信息

星载微波部件的微放电效应是导致航天器谐振类设备失谐、噪声电平抬高、输出功率下降,甚至影响通信信道乃至整个微波传输系统彻底失效的瓶颈问题之一。在设计阶段对星载微波部件微放电效应进行精准的评估是减少地面反复试验,避免延误研制周期的重要手段。为了进一步改善现有蒙特卡洛方法的计算准确度问题,文中提出了一种精度更高的计算星载微波部件微放电阈值的蒙特卡罗方法,该方法对参与微放电过程的初始电子进行了动态调整,采用四阶龙格-库塔法推进微波部件中电子的运动轨迹,基于Furman模型描述电子与微波表面相互作用的二次电子发射过程,按照碰撞电子产生的实际二次电子个数及对应能量参与碰撞时刻后的微放电过程,该多粒子-多碰撞过程更加客观、准确地表征了微放电效应发生的物理过程。以平板传输线和同轴传输线为例,文中所提出的方法相对于已有的蒙特卡罗方法计算精度显著提升,同时计算效率优于商用CST的粒子模拟结果。

关键词：微放电二次电子发射蒙特卡罗方法阈值微波部件

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盐冻耦合作用下水工混凝土耐久性及寿命预测

水力发电学报 2024年第2期43卷 110-122页

作者：覃源薛存李遥周恒西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065

为研究西北地区冻融盐侵环境下水工混凝土的耐久性,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土试件,以不同浓度的硫酸钠溶液作为介质开展了冻融循环试验,阐明了不同循环次数下试件的外观、质量、抗压强度和动弹模量的变化规律,基于XGBoost模型建立... 详细信息

为研究西北地区冻融盐侵环境下水工混凝土的耐久性,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土试件,以不同浓度的硫酸钠溶液作为介质开展了冻融循环试验,阐明了不同循环次数下试件的外观、质量、抗压强度和动弹模量的变化规律,基于XGBoost模型建立了混凝土寿命预测模型并对其进行了评价和验证。研究结果表明,随着冻融循环次数增加,混凝土质量、抗压强度和动弹模量逐渐减小;冻融循环次数和硫酸钠溶液浓度是影响混凝土寿命的关键因素,8%硫酸钠溶液破坏度最高,此溶液浓度下冻融150次后混凝土质损率达4.55%;粉煤灰的掺入量对混凝土耐久性有一定影响;最优粉煤灰掺量为10%,此掺量下冻融150次后混凝土质损率为3.99%;XGBoost模型在混凝土寿命预测方面具有较高的精确性和可靠性。本研究可为混凝土结构的耐久性设计和寿命预测提供参考。

关键词：水工混凝土冻融循环硫酸盐侵蚀寿命预测机器学习模型

典型城市功能区雨水径流溶解性有机质特征及污染源解析

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环境科学研究 2024年第6期37卷 1292-1302页

作者：侯思远胡德秀马龙刘子晨马勃杨霄胡长玲西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 中国电建集团西北勘测设计院有限公司陕西西安710065 渭南市城乡规划测绘服务中心陕西渭南714000

溶解性有机质(DOM)是城市雨水径流中有机污染物的重要组分,可与重金属、多环芳烃等污染物络合,对城市受纳水体造成危害。为探究雨水径流DOM的特性及污染来源,以西安市主城区为例,采集3个功能区(文教区、交通区和商业区)不同下垫面的径... 详细信息

溶解性有机质(DOM)是城市雨水径流中有机污染物的重要组分,可与重金属、多环芳烃等污染物络合,对城市受纳水体造成危害。为探究雨水径流DOM的特性及污染来源,以西安市主城区为例,采集3个功能区(文教区、交通区和商业区)不同下垫面的径流样品,利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子分析和红外光谱技术,分析DOM组分类型及变化特征,并采用主成分-多元线性回归模型(PCA-MLR)进行污染源解析。结果表明:①除TP以外,3个功能区雨水径流的常规水质指标均未达到GB 3838−2002《地表水环境质量标准》中Ⅳ类水质标准,路面径流DOM含量均高于屋面径流,其中,交通区DOM污染最为严重(42.17~58.80 mg/L),其次是商业区(27.37~54.72 mg/L)。②雨水径流共解析出3类6种荧光组分,路面径流DOM组分较屋面径流更为复杂,前者包括4种腐殖质、1种富里酸和1种类蛋白,后者包括3种腐殖质和1种富里酸,且随着降雨历时的延长,DOM各组分含量呈现下降趋势。③各功能区路面径流DOM所含的主要官能团种类相同,包括−OH、−COOH和苯环等官能团,以及C=C、C=O等不饱和键,其不随降雨历时的变化而改变。④源解析发现,屋面径流DOM污染源包括大气沉降污染(贡献率为44.2%)、屋面材料析出物与交通污染(贡献率为55.8%);路面径流DOM污染源包括交通活动污染(贡献率为39.8%)、大气沉降与土壤侵蚀污染(贡献率为22.4%)、生活污染(贡献率为37.8%)。研究显示,西安市各功能区不同下垫面DOM存在明显的结构性及来源差异,研究成果可为从源头控制城市水环境污染问题提供科学依据。

关键词：雨水径流溶解性有机质(DOM) 荧光特征源解析西安市

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秸秆纤维加筋黄土三轴剪切特性试验

长江科学院院报 2024年第1期41卷 136-142页

作者：张琬丁九龙李波陈泽一薛一峰赵玮西安理工大学土木建筑工程学院西安710048 陕西省水利电力勘测设计研究院水电工程分院西安710001

为了探明秸秆纤维加筋黄土的剪切力学特性,开展三轴剪切试验和电镜扫描试验,研究纤维掺量、纤维长度和土体含水率对秸秆纤维加筋黄土应力-应变特性和抗剪强度的影响,并分析加筋机理。结果表明:加入秸秆纤维主要通过增加土体黏聚力以有... 详细信息

为了探明秸秆纤维加筋黄土的剪切力学特性,开展三轴剪切试验和电镜扫描试验,研究纤维掺量、纤维长度和土体含水率对秸秆纤维加筋黄土应力-应变特性和抗剪强度的影响,并分析加筋机理。结果表明:加入秸秆纤维主要通过增加土体黏聚力以有效提升黄土的抗剪强度,但不会改变黄土偏应力-应变曲线的类型及特征,仍表现为应变硬化型;秸秆纤维的最佳掺量和长度分别为0.3%和10 mm,当纤维掺量和长度超过最佳值时,土体中存在过多的软弱结构面会削弱加筋土体的整体性,筋土间黏结和摩擦作用降低,土体抗剪强度减小;加筋黄土的最佳含水率为素黄土的最优含水率,含水率超过最佳值后,筋土表面结合水膜增厚,筋土间润滑作用增强、摩擦力减弱,土体抗剪强度降低。

关键词：加筋黄土秸秆纤维三轴剪切试验电镜扫描力学特性

复杂条件下高面板堆石坝的特殊结构体安全监测设计体系研究

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水利学报 2024年第7期55卷 848-861,873页

作者：马春辉陆希贾冬焱周恒张群杨杰西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 西安理工大学水利水电学院陕西西安710048 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065

为了加强高面板堆石坝工程中挤压边墙、高趾墩和高趾墙等特殊结构体的安全监测,基于面板堆石坝安全监测设计资料,总结了特殊结构体在安全监测设计方面存在的不足和缺陷。通过收集整理国内包含高趾墩、高趾墙和挤压边墙等特殊结构体的高... 详细信息

为了加强高面板堆石坝工程中挤压边墙、高趾墩和高趾墙等特殊结构体的安全监测,基于面板堆石坝安全监测设计资料,总结了特殊结构体在安全监测设计方面存在的不足和缺陷。通过收集整理国内包含高趾墩、高趾墙和挤压边墙等特殊结构体的高面板堆石坝数值分析成果,发掘特殊结构体的变形和应力应变规律,将特殊结构体的变形、应力应变及温度、接缝和渗流明确为安全监测设计重点;结合已有面板堆石坝工程的安全监测设计资料,构建了复杂条件下高面板堆石坝特殊结构体安全监测设计体系。该体系能够为在建和拟建的面板堆石坝特殊结构体安全监测设计提供科学的指导,全面提升面板堆石坝的安全监测水平。

关键词：高趾墩高趾墙挤压边墙监测设计体系

基于自适应多保真度Co-Kriging代理模型的地下水污染源反演识别

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1376-1385页

作者：安永凯张岩祥闫雪嫚长安大学水利与环境学院陕西西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室陕西西安710054 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065 西北大学城市与环境学院陕西西安710127

为高效率高精度地进行地下水污染源反演识别,综合运用高保真度和低保真度地下水溶质运移数值模拟模型,研究应用集成差分进化算法的Co-Kriging方法建立模拟模型的多保真度代理模型;在此基础上,探索应用马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)-DREAM_((... 详细信息

为高效率高精度地进行地下水污染源反演识别,综合运用高保真度和低保真度地下水溶质运移数值模拟模型,研究应用集成差分进化算法的Co-Kriging方法建立模拟模型的多保真度代理模型;在此基础上,探索应用马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)-DREAM_((D))算法,并采用自适应更新多保真度代理模型策略进行地下水污染源反演识别.为验证上述方法的有效性和可行性,开展了数值算例研究.结果表明:相比仅基于高保真度模型输入-输出样本构建的Kriging代理模型,联合运用高保真度和低保真度模型输入-输出样本构建的Co-Kriging代理模型对模拟模型的逼近精度更高;耦合多保真度Co-Kriging代理模型和MCMC-DREAM_((D))算法能够得到较高精度的污染源反演结果,且能够大幅度减小计算负荷;同时,采用自适应更新多保真度代理模型策略能够进一步提高污染源反演识别精度.

关键词：地下水污染源多保真度代理模型 Co-Kriging方法 DREAM((D))算法自适应