基于Copula 函数的边坡可靠度高效分析方法

将Copula函数与高效蒙特卡洛方法结合,提出了含相关随机变量的边坡可靠度高效分析方法。以两个岩质边坡稳定性问题为例验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法相比于直接蒙特卡洛方法在保证边坡失效概率的准确性的同时计算效率更高。Copula函数可以构造出具有不同相关结构的岩土体参数的联合概率分布,与高效蒙特卡洛方法(即蒙特卡洛重要抽样方法和子集模拟)结合能高效地处理含多种相关随机变量的边坡可靠度计算问题,相比于现行的Nataf变换方法结果更能体现岩土边坡真实稳定性。此外,该方法也能高效地计算含有复杂的隐式功能函数的边坡可靠度,研究成果拓展了高效蒙特卡洛方法在边坡可靠度分析中的应用。     

西藏“一江两河”耕地生态安全时空格局与障碍诊断

基于青藏高原农业活动对耕地生态系统的影响，针对青藏高原耕地生态安全面临的问题，从压力-状态-响应（Press-state-response，PSR）概念模型出发，提出由3类要素、13种指标所组成的耕地生态安全评价指标体系，构建西藏“一江两河”地区耕地生态安全评价模型，分析1985—2013年期间耕地生态安全的时空演变格局，探讨不同区域耕地生态安全的障碍因素。结果表明，西藏“一江两河”地区农业活动强度较大，尤其2000年以来，化肥、农药的成倍施用给生态安全带来巨大的隐患。20世纪，各县耕地生态安全基本处于“优秀”水平；2000—2010年，各县耕地生态安全等级下降，逐步向“差”转化；2010年以后，耕地生态安全有所改善，逐渐恢复为“优秀”或“良好”。整体来看，“一江两河”地区耕地生态安全水平较为一致，仅个别县域生态安全水平较为落后。区域耕地生态安全障碍因子具有相似性和差异性双重特征，单位面积氮肥、磷肥施用量是限制耕地生态安全的主要障碍因素。本研究揭示了高原地区耕地生态安全的演变过程，可为制定差别化的生态安全调控策略提供依据。     

樊口二站流道底板混凝土不同浇筑方案的温控仿真分析

樊口二站底板混凝土采用商品混凝土,浇筑时间安排在1月初。通过ANSYS有限元三维仿真分析,原浇筑方案的底板混凝土施工期的温度应力超标。结合现场情况,经过反复试算和方案比较,最终采取预留宽缝的温控浇筑方案。该方案为实际现场施工采用,并加强表面保温,经多次检查没有出现温度裂缝。低温季节流道底板施工预留宽缝的做法可供类似工程参考。     

水库蓄水问题研究进展

水库蓄水分为常规运用蓄水和初期蓄水,常规蓄水时受来水、用水的限制,而初期蓄水是对新建工程的试验,还将受到工程因素的影响。水库蓄水涉及来水、用水和工程问题,因此,识别蓄水影响因素,协调好来水、用水与蓄水,分配水库的供、蓄水量,明确蓄水风险,制定合理的蓄水方案至关重要。基于此,本文针对水库蓄水影响因素和蓄水方案、蓄水风险等问题,在阅读前人文献的基础上,梳理国内外各学者对此问题的理论及实践研究、探讨其未来研究重点,以期为后续的水库蓄水研究提供参考。     

基桩正常使用极限状态失效概率区间估计方法

提出了基桩正常使用极限状态失效概率区间估计方法。首先,介绍了基桩标准化荷载-位移双曲线参数的定义,并给出了钻孔现浇灌注桩双曲线参数的现场试验数据。其次,采用Copula方法构造了双曲线参数的二维分布模型,并应用Bootstrap方法表征了双曲线参数二维分布模型的统计不确定性。最后,给出了考虑双曲线参数二维分布模型统计不确定性的基桩失效概率区间估计方法,并比较了基桩失效概率点估计和区间估计结果的优缺点。结果表明:基于有限双曲线参数试验数据估计的样本均值、标准差、Kendall秩相关系数和AIC值具有较大的变异性,这种变异性进一步导致双曲线参数的二维分布模型存在明显的统计不确定性。通过考虑双曲线参数二维分布模型的统计不确定性,基桩失效概率可以表示为具有一定置信度水平的置信区间。基桩失效概率的区间估计相比点估计能更加合理地表征基桩的真实可靠度水平。     

某大坝导流底孔泄水流态优化研究

深淹没底孔泄洪时由于相邻底孔泄洪闸出水口存在横向间隙极易引起高速出闸水流呈大角度交汇、碰撞、引起持续性不良水翅,影响底孔泄流能力以及下游水流流态。结合工程实例利用物理模型针对该问题在泄洪闸下游出口分别布置椭圆形隔墩以及楔形隔墩,并对比泄洪闸水流流态以及下游明渠内沿程断面水深及流速。试验表明:楔形隔墩有利于改善相邻闸室阿高速出闸水流表中底层交汇、调整明渠进水口流层分布,其既满足导流设计要求、维持上游原有围堰设计结构、避免设计变更,又能有效地改善下游明渠内水流流态,使明渠内下泄水流横向分布更加均匀、消除折冲水流。     

基于公共天气预报的三江平原ET0预报模型比较及敏感性分析

为了提出适合我国三江平原的高精度ET0预报方法,基于该区6个气象站点的天气预报数据和实测气象数据,以FAO56-Penman-Monteith(FAO56-PM)公式计算值为基准,比较Hargreaves-Samani(HS)、Thornthwaite(TH)和Blaney-Criddle(BC)3个ET₀预报模型的效果,对最优模型进行敏感性分析。结果表明:3个模型1~7 d预见期平均绝对误差均值分别为0.66、0.65、0.65 mm/d,均方根误差分别为0.93、0.96、0.95 mm/d,相关系数分别为0.857、0.828、0.840。1~5 d预见期最优预报模型为HS模型,6~7 d为TH模型。总体上预报精度由高到低为HS、TH、BC模型,建议采用HS模型在三江平原开展ET₀预报,HS模型预报对最高温预报的敏感性大于最低温。其预报值在夏季受温度预报误差影响最大,冬季最小,4季整体误差较小。研究可为灌溉预报提供较准确的数据基础。     

土壤水分下限控制灌溉对春青稞农田耗水特性及产量的影响

为探究高原农区春青稞农田耗水规律、干物质积累及产量对土壤水分变化的响应,以"喜马拉22"为试材,于田间设置了75%～80%θ_f(CF)、65%～70%θ_f(QK_1)、55%～60%θ_f(QK_2)和45%～50%θ_f(QK_3) 4个土壤水分下限调控水平和1个旱作处理(CK),分析了不同土壤水分水平调控下的春青稞耗水特性、干物质积累及产量变化。结果表明:春青稞生育期耗水量、耗水强度呈先升高后降低再回升的趋势,且二者随土壤水分调控下限的降低呈直线下降,耗水强度基本在5 mm/d左右浮动。灌水较旱作处理提高了春青稞干物质积累量,平均增幅16.08%。QK_1、QK_2、QK_3较CF降低了春青稞干物质积累量及其相对生长率,且生长后期的干物质积累量、相对生长率随土壤水分调控下限的降低而减小。干物质积累与气象因子间的回归分析表明降雨量与干物质积累间线性关系极显著,相关系数r=0.980 3。灌水较旱作处理提高了春青稞产量,增产幅度介于11.74%～53.46%之间。当土壤水分调控下限降至55%～60%θ_f时,春青稞产量达6 237.05 kg/hm~2,较CF提高28.30%。春青稞产量与生长季降雨量极显著正相关(r=0.994 5),与气温极显著负相关(r=-0.974),二者对产量的综合影响系数达99.23%,说明生长季降雨量、气温是影响高原农区春青稞产量的主要气象因子。     

金安桥水电站初次蓄水对导流洞稳定性影响的计算分析

金安桥水电站下闸蓄水后，陡升的库水位将对导流洞结构稳定造成不利影响。为保障堵头封堵前的导流洞结构稳定性，运用三维弹塑性损伤有限元，在模拟进水口边坡及导流洞开挖支护的基础上，计算汛前下闸水位时的岩体渗流场，对导流洞围岩和衬砌在岩体渗流作用下的结构稳定性进行复核分析。分析结果表明，导流洞的围岩稳定性在蓄水后仍有保障，衬砌结构受力较小，现有环向配筋满足结构内力要求，但在进水口变截面和导流洞变截面部位沿水流方向的拉应力较大，使得衬砌出现开裂。进一步分析表明，上述区域的开裂范围有限，对整体衬砌结构影响较小。     

水稻再生水灌溉下的节水减排效果

为探明水稻再生水灌溉下的节水减排效果,在国家农业环境大理观测实验站开展了水稻再生水灌溉试验研究.试验设淹水灌溉(Flooding Irrigation,FI)及间歇灌溉(Alternate Wetting and Drying,AWD)两种灌溉模式,F1(全生育期清水灌溉+施全部化肥)、F2(分蘖期、拔节孕穗期再生水灌溉+施部分化肥)及F3(返青期、分蘖期、拔节孕穗期再生水灌溉+施部分化肥)3种施肥模式.分析了再生水灌溉下稻田田面水、不同深度地下水氮磷及化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)浓度变化及其流失负荷量,并研究了稻田的氮磷消纳能力及再生水对清水、肥料替代率.结果表明,再生水灌溉下田面水氮素浓度峰值出现次数多但峰值均较小,氮、磷径流损失负荷量平均值分别为2.65及0.62 kg/hm2,比清水灌溉增加了26％及28.6％.地下水氮、磷浓度整体上呈随深度的增加而减小趋势,再生水灌溉下氮素淋溶损失比清水灌溉少11％.AWD下氮、磷径流、淋溶负荷较FI均减少,返青期灌再生水在淋溶损失方面与其他再生水灌溉处理相比没有明显差异.稻田对所灌的再生水中氮、磷的消纳能力分别为92％及81％;灌再生水后4～5 d,COD的去除率可达78.2％.采用再生水灌溉几乎不会对环境造成负面影响.再生水灌溉替代清水效率可达75％左右,FI模式下再生水带入肥量较AWD大,75％水平年氮素替代化肥效率达35.8％,而磷素的带入量和替代率均较小.