基于二维水动力模型的溃坝洪水数值模拟研究

【目的】研究水库溃坝洪水影响。【方法】以辛庄水库为例,通过建立二维水动力模型,模拟了不同溃决方案下溃坝洪水演进过程,计算了下游高速铁路处淹没水深、流速、冲刷深度等,分析了溃坝洪水对下游高速铁路的安全运行影响。【结果】水库未溃决时,溢洪道最大下泄洪水能够正常通过铁路涵洞,对下游工程影响较小;水库大坝正面溃决的影响要比侧面溃决的影响大,下游部分铁路路基顶面过水,影响铁路正常运行;大坝溃决后最大流速是未溃决时的2.15～2.48倍,涵洞处最大冲刷深度是未溃决时的1.56倍。【结论】二维水动力模型可较好的模拟溃坝洪水演进过程和淹没范围,研究成果可为水库溃坝洪水灾害预防提供参考和数据支撑。     

建闸后河道行洪对上游铁路桥安全运行影响研究

利用HEC-RAS模型,计算分析了下游拦河闸建设后,河道行洪时,闸门在全开、无法开启及溃决3种不同运行工况下,上游铁路桥桥址处河道水位、流量、流速的变化情况,进而计算出各工况下桥址处冲刷深度。结果表明,与建闸前相比,建闸后上游桥址处水位均有一定程度升高,其中闸门无法开启时水位升高最大,较建闸前升高10.7%;闸门溃决时,桥址处最大流量增加11.34%,最大平均流速增加11.11%,河槽和河滩部位最大冲刷深度均有增加,但都在允许冲刷深度范围内,拦河闸不会对上游铁路桥安全运行产生不利影响。研究成果可对河道类似工程安全运行提供借鉴和参考。     

适宜种植密度和施氮量对提高冬小麦产量和水氮利用效率的影响

针对西北地区干旱以及不合理的施氮和种植密度导致的冬小麦产量和水氮利用效率偏低的问题，探究垄膜沟播模式下冬小麦高产和水氮高效利用的最优氮肥密度管理措施。试验设置150 kg/hm²（D1）、187.5 kg/hm²（D2）、225 kg/hm²（D3）3个密度梯度和180 kg/hm²（N1）、270 kg/hm²（N2）、360 kg/hm²（N3）3个施氮水平（以N计），通过2 a（2021—2022年和2022—2023年）田间试验，研究氮密互作对冬小麦生理生长、干物质累积、产量、水分利用效率（water use efficiency，WUE）和氮利用效率（nitrogen partial factor productivity，NPFP）的影响。结果表明：与当地常规氮密处理（D1N3）相比，合理增大种植密度和减少施氮量可使抽穗期LAI提高13.93%～67.19%，最大干物质累积量和累积速率增大147.25%和65.29%。2 a产量均在D2N2处理达到最大，平均值11911.93 kg·/hm²，但2 a WUE分别在D2N2和D2N3达到最高，NPFP分别在D2N2和D3N1处理最高。通过拟合分析，2021—2022年冬小麦产量、WUE和NPFP达到最大值时所对应的种植密度与施氮量分别为195.92和260.82 kg/hm²、200.51和249.80 kg/hm²、195.92和187.35 kg/hm²，2022—2023年分别为195.92和257.14 kg/hm²、194.39和286.53 kg/hm²、197.45和183.67 kg/hm²。基于回归模型对产量、WUE和NPFP进行综合评价，最终确定种植密度180.45～190.04 kg/hm²、施氮量201.66～256.67 kg/hm²的组合模式为垄膜沟播冬小麦高产和水氮高效利用的氮密管理措施。研究结果可为西北地区冬小麦的高产高效栽培提供理论依据。