供水管网渗漏分析研究

渗漏管网的流分析是进行供水管网震后功能评价，从而实现在系统层次进行抗震设计的基础。在正常使用阶段，渗漏也是供水管网设计必须考虑的问题。本文介绍了供水管网渗漏分析的两类基本模型，在此基础上，给出了考虑渗漏模型的供水管网流分析的实施步骤。为了比较无渗漏模型和渗漏模型的差异及不同渗漏模型对计算结果的影响，对一典型供水管网进行了无渗漏管网模型的流分析和不同渗漏模型的带渗漏管网的流分析。分析结果表明，合理的渗漏模型是正确评价供水管网服务能力的基础。     

基于震后低压变化的供水管网功能可靠度分析

供水管网的抗震功能是指供水管网在地震作用下能够满足震后城市特定用水需要（需水量和水压）的能力。地震发生后,供水管网一般处于低压供水状态,使得管网中部分用户的水压和水量不能得到全部满足,导致管网部分节点的实际配水量小于需水量。为此,在传统的管网水力分析基础上考虑节点流量随节点水压的动态变化,通过求解非线性水力方程组,得到管网节点实际流量和水压;同时,借鉴结构可靠度分析方法,引入供水管网系统随机水力模型,给出了震后供水管网功能可靠度分析的一次二阶矩方法。以一实际管网为例,演示了震后低压供水时管网功能可靠度分析的应用方法。     

城市供水管网在地震时的连通可靠性分析

考虑地震作用效应和管道抗力的随机特性,建立了埋地管道单元的概率预测模型,评估其在地震时的震害状态。把供水管网系统简化为边权有向网络图,通过Monte Carlo随机模拟过程,近似再现管网中各管段的破坏状态,进而分别结合图论理论方法和模糊关系矩阵法,对管网进行连通可靠性分析。由于Monte Carlo模拟算法是以管网各节点与水源点处于连通状态的近似频率计算来代替精确概率分析,为获得稳定的计算结果,对所用算例进行了5000次模拟。算例分析表明,基于图论方法和模糊关系矩阵法得到的管网连通可靠性结果基本相等。     

供水管网在地震时的可靠性评估方法

本文提出了一种供水管网系统在地震作用时间的可靠性分析方法,开发出相应计算机应用软件并通过实例计算验证了该方法的可靠性和实用性。     

城市供水管网抗震能力评价研究

供水管网是城市重要的基础设施,为了高效合理地评估现有供水管网的抗震能力,本文从结构安全性角度出发,构建了供水管网综合抗震能力评价指标体系和供水管网综合抗震能力评价模型。综合分析管道各项指标,运用主成分分析法得到指标权重并建立供水管道抗震能力模型,基于图论理论构建了供水管网基础抗震能力评价模型。从物理、社会和时间效应三个维度出发,将管网基础抗震能力通过环境评价修正系数进行修正,构建了精细化的供水管网综合抗震能力评价模型,以此表征管网的易损性,为地震灾害风险评估工作提供支持。通过对深圳市供水管网进行抗震能力评价,将结果与传统震害预测结果对比,说明了评价模型的合理性。     

供水管网震后功能快速修复决策研究

突发地震灾害下,城市供水管网往往不可避免地会发生不同程度的破坏而导致城市供水功能的失效,对人们的生产生活产生了严重影响,快速对震后城市供水管网进行科学合理的功能修复,对于降低地震灾害损失具有重要意义。本文以城市供水管网为对象,针对震后管网系统功能评价及快速修复决策等问题进行了研究。在中国点式渗漏模型的基础上,采用基于破坏概率的渗漏面积计算方法,建立了考虑地震破坏随机性的管线渗漏流量计算模型;针对震后破坏管线展开了水力分析,并提出了以节点水头损失比为指标的节点服务性能失效状态量化方法;进而建立了震后管线的修复决策模型以及功能修复费用模型。研究成果可为震后功能修复工作中管线修复顺序及修复方案的优选提供科学依据,可显著提高震后应急救灾效率,实现城市供水功能的快速修复。     

城市供水管网震后修复策略研究

为制定合理的城市供水管网震后修复决策,提升城市供水管网抗震韧性,通过定义供水管网水力满意度指标和震损管线水力重要度指标,提出了供水管网震后两阶段修复策略：第一阶段保证尽量多的用户节点供水,以水力动态重要度作为管线重要度指标修复爆管管线;第二阶段以最快提升管网韧性指数为原则,以水力静态重要度作为管线重要度指标修复渗漏管线...     

大连经济技术开发区供水管网抗震可靠性研究

在广泛收集供水管网资料的基础上,采用ＧＩＳ技术建立了大连开发区供水管网基础据数库,实现了基础资料的动态化、可视化。在此基础上,采用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ技术,对开发区供水管网进行了系统的抗震可靠性研究,为开发区防震减灾对策的实用性和可操作性提供了依据。     

以宁洱地震为例探讨供水管网震后抢修方案

2007年6月3日宁洱6.4级近城市直下型地震造成宁洱县供水管道严重破坏,供水网络瘫痪,全城断水。本文在震后宁洱供水系统灾害评价和科学考察的基础上,总结了此次宁洱地震供水系统震后应急抢修的经验和教训。查找城区管网的破坏点可以充分发挥专业管道探测设备的优势。震后采用关闭阀门分段检查,重点查找存在地表永久变形的区域,是快速确定供水主干管道漏水点的较佳方案。     

区域供水管网综合抗震能力评估方法

为了评估大区域供水管网的综合抗震能力,分析了城市供水管网脆弱性的影响因素,并基于行业年鉴等数据资源建立了中国大陆区域供水管网综合抗震能力分析数据库。利用突变理论和模糊综合评价模型,建立了区域供水管网抗震能力评估指标体系,提出了区域综合抗震能力评估方法,结合720个城市供水管网管材、场地类别、城市类别、抗震设防等数据和评估影响指标,计算了每个城市基础抗震能力、供水管网自身抗震能力和综合抗震能力指数。建立了区域基础抗震能力分级和供水管网综合抗震能力分类标准,对中国大陆城市供水管网进行了分级和分类。利用ArcGIS计算并绘制了区域基础抗震能力分级图和供水管网综合抗震能力分类图。     

Functionality analysis of an urban water supply network after strong earthquakes

An urban water supply network(WSN)is a crucial lifeline system that helps to maintain the normal functioning of modern society.However,the hydraulic analysis of a significantly damaged WSN that suffers from pipe breaks or leaks remains challenging.In this paper,a probability-based framework is proposed to assess the functionality of WSNs in the aftermath of powerful earthquakes.The serviceability of the WSN is quantified by using a comprehensive index that considers nodal water flow and nodal pressure.This index includes a coefficient that reflects the relative importance of these two parameters.The demand reduction(DR)method,which reduces the water flow of nodes while preventing the negative pressure of nodes,is proposed.The difference between the negative pressure elimination(NPE)method and the DR method is discussed by using the example of a WSN in a medium-sized city in China.The functionality values of the WSN are 0.76 and 0.99 when nodal pressure and nodal demands are used respectively as the index of system serviceability at an intensity level that would pertain to an earthquake considered to occur at a maximum level.When the intensity of ground motion is as high as 0.4 g,the DR method requires fewer samples than the NPE method to obtain accurate results.The NPE method eliminates most of the pipes,which may be unrealistic.     

Seismic reliability analysis of urban water distribution network

An approach to analyze the seismic reliability of water distribution networks by combining a hydraulic analysis with a first-order reliability method （FORM）, is proposed in this paper. The hydraulic analysis method for normal conditions is modified to accommodate the special conditions necessary to perform a seismic hydraulic analysis. In order to calculate the leakage area and leaking flow of the pipelines in the hydraulic analysis method, a new leakage model established from the seismic response analysis of buried pipelines is presented. To validate the proposed approach, a network with 17 nodes and 24 pipelines is investigated in detail. The approach is also applied to an actual project consisting of 463 nodes and 767 pipelines. The results show that the proposed approach achieves satisfactory results in analyzing the seismic reliability of large-scale water distribution networks.     

Foreshocks of strong earthquakes

The specific enhancement of ultra-low-frequency (ULF) electromagnetic oscillations a few hours prior to the strong earthquakes, which was previously mentioned in the literature, motivated us to search for the distinctive features of the mechanical (foreshock) activity of the Earth’s crust in the epicentral zones of the future earthquakes. Activation of the foreshocks three hours before the main shock is revealed, which is roughly similar to the enhancement of the specific electromagnetic ULF emission. It is hypothesized that the round-the-world seismic echo signals from the earthquakes, which form the peak of energy release 2 h 50 min before the main events, act as the triggers of the main shocks due to the cumulative action of the surface waves converging to the epicenter. It is established that the frequency of the fluctuations in the foreshock activity decreases at the final stages of the preparation of the main shocks, which probably testifies to the so-called mode softening at the approach of the failure point according to the catastrophe theory.     

华北地区未来强震概率统计分析

应用泊松模型的极值分布对华北地区的地震活动趋势进行估计和分析,结果表明,2008年前华北地区发生6级以上地震的危险性较大;2005年地震活动短期内可能还会持续目前较弱的态势,但未来1~2年内华北地区地震活动很有可能明显增强。     

Recurrence anomaly of ground water behavior before strong earthquakes in North China

Introduction The behavior of ground water is influenced by many factors, such as rainfall, exploitation ofground water, atmospheric pressure, tidal gravitation, ground stress variation, effect of surfacewater-body loads (or other loads) and other unknown factors. These factors change the dynamicstate of ground water to different extents and result in the diversification of ground water behavior.As for their mechanism, our knowledge is still superficial. Based on various images of water le…     

Recurrence anomaly of ground water behavior before strong earthquakes in North China

By analyzing the relationship between ground water behavior and strong seismic activity during the past more than 20 years in North China, we have found similar water level descending variation of a part of wells in the short-term stage before several strong earthquakes. The characteristics of anomaly are: at the beginning, water level dropped abruptly or accelerated to drop; then it turned to slow rising with a smaller amplitude than that of descending; earthquakes occurred during the slow-rising process of water level, and at that time or before earthquake occurrence, water level rose with a large amplitude. Among more than 100 wells in North China, the descending anomalies were not recorded for many times, but similar variation processes of water level were noted at different wells before several strong earthquakes, which proves that seismic precursory anomalies of ground water are of certain recurrence features, occurring repeatedly before different strong earthquakes. Therefore, it is necessary to study the genesis of this type of anomaly and its relationship with strong seismic activity. Foundation item: Key project of Ministry of Science and Technology during the Tenth Five-year Plan (2001BA601B 01-01-01).     

强地震前后重力观测中异常变化现象的研究

分析了2001年昆仑山口西M_S8.1地震和2004年印尼M_S8.9地震前后部分重力观测的变化, 对这些采样间隔在1分钟以下的重力数据进行了高通滤波和频谱分析。 结果表明, 在昆仑山口西M_S8.1地震前, 乌鲁木齐和库尔勒观测台在二个时段分别同步出现了异常变化。 一次是在2001年11月3~5日, 另一次在2001年11月11~13日; 这二次异常都表现为颤动信号的出现, 而且后一次的强度要大于前一次; 颤动信号的周期主要集中在几十分钟。 印尼M_S8.9地震前, 这二个台也记录到类似的异常信息, 但颤动的幅度很小; 同时武汉观测台的超导重力仪也记录到了颤动信号, 该信号一直持续到地震的发生。 这些信息对于识别、 认识慢地震, 进而探索与强地震发生之间的关系具有重要意义。     

新疆两次强震前后地震视应力变化

选取了喀什数字地震台记录的喀什及周边地区地震的宽频带波形资料,分析处理了2001～2005年Ms 3.5以上地震164次,通过数字地震波谱计算了标量地震矩和地震辐射能量,从而进行了视应力的计算.给出了巴楚-伽师Ms 6.8和乌什Ms 6.3强震前后视应力的时序变化情况,发现其视应力均表现出震前低应力阶段-主震前的逐渐上升-震后逐渐恢复的动态变化过程,即地震的孕震-发震-震后调整的阶段性变化特征.这一结果可为喀什及周边地区今后进行地震预测预报研究提供参考依据,对该区开展数字地震方面的研究也有所帮助.     

利用DEMETER卫星数据分析强震前后的电离层异常

基于法国DEMETER卫星观测的离子温度(T_i)、 VLF电磁场单频点频谱数据探索了2008年5月12日汶川M_S8.0、 2010年1月12日海地M_S7.3和2010年2月27日智利M_S8.8等3次强震前后与地震有关的电离层异常现象. 结果发现, 汶川地震前3天(5月9日)震中北偏西方向离子温度明显升高, 震前4天(5月8日)VLF磁场低于200 Hz的频段范围频谱在震中2°以内有明显突升; 智利地震前9天(2月18日)震中北东方向离子温度有剧烈扰动, 震前4天(2月23日)VLF磁场100—160 Hz频段范围内出现突升; 海地地震震前没有观测到明显的异常现象, 但地震发生当天(震后约4—5小时)的T_i, 40—160 Hz频段电场频谱, 以及120—480 Hz磁场频谱均有明显突升, 应为地震发生后能量释放所引起. 分析认为, 不同地震由于发震机制等各种情况的不同, 其地震前后的表现也各不相同. 虽然目前没有直接的证据表明本文研究的异常变化是由地震的孕育和发生引起的, 但在数据处理中已尽可能排除了太阳、 地磁等因素的影响, 并且研究结果与前人的研究经验吻合, 因此本文发现的异常可能与地震发生的关系较大.