冰盖下矩形河道的综合糙率

综合糙率是采用曼宁公式确定河道水位和流量关系的关键参数。在河道冰封期,冰盖的出现增加了流动的阻力,明流条件下确定的综合糙率不再适用,需要重新估算。基于Einstein阻力划分过流断面的原理,冰盖下矩形河道的过水断面可划分为冰盖区、河床区和边壁区。根据总流的连续性方程,在确定各分区糙率系数、水力半径和断面面积的基础上,提出了冰盖下矩形河道综合糙率的计算公式。采用已有的试验水槽测量数据和天然河道实测资料对公式进行了验证,结果表明:公式计算的综合糙率与实测值吻合较好,与Einstein公式和Sabaneev公式相比,计算精度更高;对于冰封水流,宽浅河道采用分区水深代替水力半径进行简化计算的条件有别于明渠水流,在宽深比大于20时,计算结果才满足精度要求。     

山区型河道一维水力数值模拟糙率确定方法

糙率参数取值是河道水流一维数值模拟的关键技术。山区型河道因河势变化急剧而产生的局部阻力对水流流态影响较大。根据山区型河道的水力特性，提出了综合反映子河段内河底切力及局部阻力的综合糙率的确定方法，并通过算例对该方法进行了测试，取得了预期的效果。该方法使得水流一维数值模拟时的计算子河段划分趋于方便，同时对于缺少历史观测资料的河道糙率参数的确定，提供了一种新的方法。     

基于植被分布的河道糙率分区及率定方法

天然河流的河道综合糙率呈现出空间上的差异性和随水位（或流量）变化的动态性,但目前缺乏相关参数化方法来定量描述河道糙率的动态变化规律。尝试通过参数化方法开展受河道植被影响显著河流的糙率反演研究,用以提升模型精度。基于植被分布将河道断面划分为若干糙率不同的子区,通过率定河道断面各分区的糙率,从而反演糙率—水位曲线。在此基础上通过分析河道植被覆盖情况与河道断面特点对糙率曲线变化的影响,推求了基于分区糙率的河道断面综合糙率计算公式,从而定量描述分区糙率与综合糙率的关系。以漓江干流为例,采用该方法率定漓江干流（大溶江至阳朔段）水动力模型。结果表明:漓江干流综合糙率随水位在0.022~0.180间变化;在1.5 m的临界水深下,断面可划分为底床植被区（n=0.210）与非植被区（n=0.006）,能较好地反演糙率—水位曲线并获得理想的水位模拟效果。漓江底床植被繁茂是糙率随水位变化的根本原因,断面边滩的坡度变化是糙率与水位曲线梯度变化的主要驱动因素,两者的共同作用使得糙率随着水位呈现两段式的非线性变化。     

河道糙率的影响因素分析

简略回顾了糙率研究的历史状况,收集山西44个水文站的实测水文资料分析后,认为影响河道糙率的主要因素是河床质组成、岸壁特征、植被状况和水流的平面形态,宽深比对糙率有影响,而比降、含沙量、流域面积大小对糙率没有影响.之外,断面上下游河道的地形、地貌和障碍物决定糙率曲线线型的变化.     

新沂河沭东段束水温滩河道糙率计算探讨

在分析了新沂河沭阳以东（以下简称新沂河沭东段）行洪能力呈下降趋势的基础上,认为河道糙率是导致行洪上降的主要原因之一。根据实测资料进行河道全断面综合糙率计算时,采用了《比降－－面积法测流规范》（以下简称《规范》中推荐的公式,同时指出这些公式在分别计算泓道、滩地单元糙率上的不足。针对新沂河沭东段束水漫滩河道的特点,提出了一种计算泓道、 单元糙率的新方法,计算成果合理,能较好地反映实际情况。     

新沂河沭东段束水漫滩河道糙率计算探讨

在分析了新沂河沭阳以东段(以下简称新沂河沭东段)行洪能力呈下降趋势的基础上,认为河道糙率是导致行洪能力下降的主要原因之一.根据实测资料进行河道全断面综合糙率计算时,采用了《比降-面积法测流规范》(以下简称规范》)中推荐的公式,同时指出这些公式在分别计算泓道、滩地单元糙率上的不足.针对新沂河沭东段束水漫滩河道的特点,提出了一种计算泓道、滩地单元糙率的新方法,计算成果合理,能较好地反映实际情况.     

输水渠系水动力数字孪生模型糙率估计方法

为提高水动力数字孪生模型校正环节中糙率估计的实时性和精细化,考虑糙率值在渠道纵向上的空间变异性,提出基于水力半径变化和估计精度分段估计糙率的思路;基于渠道分段,提出独立估计法和联合估计法2种不同估计框架。基于有限的观测水位,在框架内应用集合卡尔曼滤波算法,在线估计各渠段的糙率值。结果表明：相比未分段时,2种估计方法可提高模型精度20%～50%,独立估计法误差累积小,适合复杂渠系;而联合估计法适用于观测量缺失的简单渠道。研究成果可服务于水动力数字孪生模型的参数估计和变量更新,为建设数字孪生水网提供参考。     

南运河畅流期与冰期河道糙率计算及变化规律分析

河道糙率是反映河流阻力的综合性系数,也是衡量河流能量损失大小的特征值。天然河道糙率一般由河道各种糙率单元综合组成。河道糙率是河道工程水力计算中的重要因素,关系到天然河道输水能力和行洪标准的确切评价。南运河处于漳卫南运河水系的最下游,河道全长309 km,是历史上京杭大运河的下段,也是引黄、引江南水北调东线方案的输水干线。通过对南运河畅流期及冰期糙率进行计算,并对畅流期与冰期糙率变化规律进行研究。结果表明,在畅流期,流量不同时,随着流量的增大,河道糙率逐渐变小。当增大至滩地过水(120 m3/以上)的情况下,河道糙率又有所增大。冰期河道糙率与期畅流期相比,冰盖下输水糙率值明显增大。研究河道畅流期与冰期糙率的变化规律,对南运河冰期输水监测具有指导意义。     

洪水灾害分析与评估的综合集成方法

从系统论的观点出发,提出了洪水灾害复杂大系统的概念,讨论了该系统的组成特征及其高维性、动态性、复杂性等特征和基于定性与定量的综合集成方法,探讨了洪水灾害系统模拟、预测、评估与决策的综合分析方法。为进一步开展洪水灾害的管理与调控方法的研究奠定了基础,并将有利于促进资源、环境与社会的协调发展。     

地下水质量综合评价方法优选与分析——以滹沱河冲洪积扇为例

地下水质量评价方法是决定地下水质量评价工作的关键环节。以滹沱河冲洪积扇为研究区,通过对比内梅罗指数法和模糊数学综合评价法,得出参评指标中痕量指标较多时,内梅罗指数法评价结果受极值影响较大,并且未考虑参评指标权重及评价结果的物理意义难以界定,不适用于综合指标评价;模糊数学综合评价法的相乘相加算子考虑了所有参评指标的权重,并以隶属状况判定评价等级,评价方法较为合理,但是当单项毒理指标超标但浓度较低时评价结果失真,经修正后失真情况得以消除,评价结果也较为客观。     

深层搅拌复合地基的极限承载力预测模型探讨

分析了确定复合地基承载力的现况。根据收集到的复合地基承载力检测资料,用双曲线模型、指数模型、灰色模型对复合地基极限承载力进行了预测,并对模型的预测效果进行了分析对比,提出了适合天津市区复合地基的极限承载力预测模型。对预测值进行了修正。根据预测值建立了极限承载力和承载力特征值的关系。     

复合衬垫土工膜褶皱网络水力连通性分析方法

褶皱的水力连通长度是复合褶皱渗漏量评估的关键参数,褶皱网络的水力连通性分析还缺乏客观高效的分析方法。基于对漏洞周围水头分布的简化,提出以搜索长度为标准判定褶皱间水力连通性。通过将褶皱线段化,建立了褶皱网络连通性数字化分析方法,并编制了相应的分析程序,研究了该方法在文献报道的褶皱网络和处于良好状态的GM/GCL（土工膜/土工复合膨润土垫）衬垫中的应用。结果表明：搜索长度的定义给出了判定褶皱间水力连通性的客观标准,能反映衬垫的不同参数（如水头、界面导水系数以及渗透系数等）对褶皱间水力连通性的影响。褶皱线段化使褶皱位置和尺寸的描述更容易,数字化的水力连通分析简便且高效。基于该水力连通性分析方法的渗漏量评估结果偏保守。在进行渗漏量计算时,若假定统一的长度来描述褶皱网络,则需要根据漏洞频率的不同选择不同值。该水力连通性分析方法作为渗漏量评估完全数字化的关键环节,具有重要的应用前景。     

二元桩复合地基设计计算及其检测方法探讨

对两种桩型所构成的二元桩复合地基的设计计算方法进行了全面的对比分析,指出了一些错误的荷载板放置方式,提出了二元桩复合地基的一些载荷试验检测方法。     

基于统一强度理论的灰土桩复合地基挤密影响区半径计算

灰土桩复合地基因桩体鼓胀变形使得桩间土体挤密,可以确定其挤密影响区范围,对评价地基加固效果有着十分重要的意义。采用统一强度理论,结合桩土变形协调条件,推导出复合地基沉降量与挤密影响区半径的关系式,并讨论不同b值、不同桩径d、不同深度条件下挤密影响区半径的变化趋势及影响特性。研究表明,挤密影响区半径随着地基深度的增加而减小,灰土桩最佳挤密深度范围为桩顶至1/3桩长深度之间;挤密影响区半径在1.51d～1.68d（d为桩径）之间,增大d可以有效扩大挤密影响区半径;应考虑中间主应力效应对岩土材料强度发挥的积极作用。     

高压旋喷桩复合地基承载力与沉降计算方法分析

以具体工程为背景,以准确翔实的承载力与沉降量实测资料为依据,以高压旋喷桩复合地基的承载力、沉降量实测值与计算机值进行了对比与分析。结果表明，旋喷复合地基载荷试验时承压板下桩数不同，测得的复全地基承载力也不同，承压板下桩数越多，所得的承载力标准值越低；高压旋喷桩的加固深度与承台宽度的比值I/B对复合地基沉降量的计算机有较大影响；用分层总和法计算机复合土层的沉降量时，复合压缩模量的不同计算方法，会使计算结果出现较大差异。     

江心洲平衡形态水动力条件的理论分析

江心洲在何种水动力条件下具有稳定的形态一直是河床演变学中的核心问题,采用河道形态变分分析方法,综合分析分汊型河流在水流连续方程、阻力方程、推移质输沙方程和总流能量方程控制下的自动调整机理。以长江中下游两汊不对称的江心洲为研究对象,将其形态概化为规则的等腰三角形,详细数理分析发现,主汊的分沙比大于分流比是这类江心洲达到平衡的必要条件。当分汊河道达到平衡状态时,江心洲的形态会随着汊道间水沙分配比例的调整而变化,且分流比与分沙比越接近,江心洲越窄长。另外,利用长江中游监利汊道的实测水沙资料对理论分析进行验证,结果表明,江心洲形态的理论计算值与相应的实测值符合程度较好,相对误差为9.0%左右。     

考虑边界反射作用河流污染混合区的简化算法

以排污口为坐标原点,通过数学推证了岸边排放时P(x,y)点与中心排放时Q(x/4,±y/2)点的污染物浓度对应相等.通过计算实验和曲线拟合,分别给出了中宽河流污染混合区最大长度、最大宽度和相应的纵坐标、面积等参数以及河流中心线和两岸线沿程浓度分布的实用化公式,给出了污染混合区的近似外边界曲线方程.对中宽河流污染混合区范围的计算和环境敏感点的浓度预测,具有重要实用价值,为工程技术人员提供了准确、简便、快捷的实用化方法.     

Evaluating accuracy for two empirical methods in predicting settlement of drilled shafts

Several theoretical, empirical and semi-empirical methods are available in the literature to predict settlement of drilled shafts in sandy soils. In the Arabian Gulf countries, specifically in the United Arab Emirates, equations and procedure from the rest of the world are being used in analysis and design of drilled shafts without proper validation. It is the aim of this study to assess the applicability and evaluate the accuracy of two well known, and commonly used methods for pile prediction in the United Arab Emirates (UAE), namely Vesic (1977) and Poulos (1979), via comparison with data from field pile load tests conducted on shafts drilled in the region. Some of these tests were conducted for the purpose of this study, while others were made available through the courtesy of International Piling Contractors who are active in the region (e.g. Bauer International and Swiss Borings). Pile load test data were analyzed to back-calculate the model parameters related to settlement under different loading stages. Geological data and soil properties were obtained from studies conducted at the relevant sites. An effort is made to correlate soil properties with the prediction models. Statistical analysis is conducted to assess the accuracy of the results obtained from the two methods at different stages of loading via those obtained from pile load tests. Moreover, a detailed parametric study is conducted to assess the effect of the related parameters on the predicted pile settlement and the estimated settlement at different stages of loading. The study concluded with a recommendation of the most appropriate models and procedures to be followed for predicting the settlement of drilled shafts in the UAE, together with useful charts and correlation relations. Results showed that settlement values predicted by Vesic (1977) and Poulos (1979) overestimates the true values. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.