海流作用下海底管道溢油扩散实验研究

采用物理模型试验研究了海流作用下海底输油管道溢油扩散特性。水槽中的原油从管道的泄漏点溢出,并从海底扩散到海面。采用非接触式光学测量技术,设计了图像采集与数据分析系统,研究原油泄漏机理和特性。通过该系统获得了溢油的轨迹、速度和海面上升时间。从定性和定量两个角度分析了水流和溢油量对溢油行为的影响。之后给出了特征物理量对各种因素的敏感性研究。溢油在水下主要以不同粒径的散状颗粒的形式分布。原油的上升过程可分为三个阶段：饱满、分散和聚集阶段。溢油量是影响油粒子上升时间的主要因素。在油粒子的上升过程中,原油的垂直速度主要受溢油量的影响,横向速度则更依赖于水流速度。不同水流与溢油量下,横向溢油速度的偏差远大于海面上升时间和垂直溢油速度的偏差。该研究可为溢油应急预测系统提供理论参考。     

三门峡水库冲淤重心变化及其对潼关高程的影响

以往关于三门峡水库的研究多关注库区年际间的冲淤变化,而对汛期和非汛期库区冲淤分布研究较少。本文基于三门峡水库蓄清排浑运用以来1974 2018年实测水沙、断面及冲淤数据,研究汛期和非汛期库区冲淤重心的迁移、冲淤速率及其对潼关高程的影响。结果表明,蓄清排浑运用以来库区河道基本遵循汛期冲刷、非汛期淤积的演变规律。分别定义汛期最大冲刷速率和非汛期最大淤积速率发生的相邻两断面间的子河段为冲刷重心和淤积重心,汛期冲刷重心与非汛期淤积重心出现的位置基本对应,1974 2010年冲淤重心由距坝约90 km逐渐向坝前移动,平均下移速率约1～2km/a;2010年后冲淤重心逐渐上移,2017年位于坝上游约60～70 km,但冲淤强度明显减弱。淤积重心的位置主要受水库回水长度影响,冲刷重心主要与汛期水流能量相关,淤积重心位置迁移滞后于影响因子的变化约5年,而冲刷重心滞后时间约2年。潼关高程与潼关至太安段（潼太段）比降呈反比关系,比降越大,潼关高程越低,而当冲刷重心迁移至潼太段并影响其下段时,潼太段比降增大,利于潼关高程降低。1985年后回水范围和冲淤重心均位于潼关以下,潼关高程受冲淤重心影响较小。     

低弗劳德数水流二级消力池水力特性试验研究

针对低弗劳德数水流消能问题,在确定单级消力池和二级消力池体型的基础上,采用物理模型试验方法,分别研究了低弗劳德数水流单级和二级消力池的水力特性和消能结构特性。结果表明,在低弗劳德数水流条件下,二级消力池将原单级消力池出池水面较大波动区变成了适应区,对下游尾水位的适应区间显著增加,出池水面波动更小。同时,单级消力池内流线更加稀疏,流速梯度更小;消力池涡量大小明显低于二级消力池,而雷诺应力明显大于二级消力池;二级消力池内雷诺应力大小分区较单级消力池更明显,表面旋滚区明显大于底部旋滚区,水流更加稳定。相比单级消力池,二级消力池消能率显著提高,且有利于下游河床和岸边的防冲保护,工程应用更为有利。     

城市暴雨积水模拟方法分析及研究

在总结目前常用城市暴雨积水模拟方法的基础上,从水体由高到低的运动机理着手,将基于数字地形分析技术的路径算法引入城市暴雨积水模拟,并考虑到管网汇流及城市地形因素,给出数据修正与算法改进的具体方法。     

华北平原地下水年龄校正

地下水14C年龄一般指地下水和土壤CO2隔绝至今的年代.地下水测年在地下水水文学中占有特殊的位置,地下水测年可以用来确定补给区,估算地下水流速度、流量、补给速率、水力传导系数和有效孔L隙度,而且年龄数据还可以用来完善地下水流模型.本研究选择华北平原为重点研究区,利用地下水中的同位素和化学组分的测试结果,应用水文地球化学及同位素水文学等相关知识,通过六种传统模型和反向质量平衡模型(NETPATH)对华北平原地下水年龄进行校正.根据年龄校正结果,分析了深层地下水的年龄变化特点,确定了水流路径上发生的水文地球化     

The role of Pacific water in the dramatic retreat of arctic sea ice during summer 2007

A model study is conducted to examine the role of Pacific water in the dramatic retreat of arctic sea ice during summer 2007. The model generally agrees with the observations in showing considerable seasonal and interannual variability of the Pacific water inflow at Bering Strait in response to changes in atmospheric circulation. During summer 2007 anomalously strong southerly winds over the PaCific sector of the Arctic Ocean strengthen the ocean circulation and bring more Pacific water into the Arctic than the recent （2000-2006） average. The simulated summer （3 months ） 2007 mean Pacific water inflow at Bering Strait is 1.2 Sv, which is the highest in the past three decades of the simulation and is 20% higher than the recent average. Particularly, the Pacific water inflow in September 2007 is about 0.5 Sv or 50% above the 2000-2006 average. The strengthened warm Pacific water inflow carries an additional 1.0 x 1020 Joules of heat into the Arctic, enough to melt an additional 0.5 m of ice over the whole Chukchi Sea. In the model the extra summer oceanic heat brought in by the Pacific water mainly stays in the Chukchi and Beaufort region, contributing to the warming of surface waters in that region. The heat is in constant contact with the ice cover in the region in July through September. Thus the Pacific water plays a role in ice melting in the Chukchi and Beaufort region all summer long in 2007, likely contributing to up to O. 5 m per month additional ice melting in some area of that region.     

复式河道滩地植物对水流紊动结构影响的试验研究

利用室内变坡水槽,精细模拟了复式河道滩地不同植物对漫滩水流的干扰作用,并借助声学多普勒测速仪(ADV)观测了不同垂线、不同测点的瞬时流速,计算了水质点三维相对紊动强度,分析了其变化特征,探讨了滩地不同种类植物对水流内部结构的影响。试验发现,滩地植物改变了复式河道水流内部结构,导致植物带内近床面处各个方向水流相对紊动强度明显减弱,横向因植物丛内阻力和流速变化引起的滩区壅水导致横比降增加,主槽相对紊动强度显著增强;植物淹没条件下水流相对紊动强度沿水深的分布明显存在转折点,此位置可以认为是滩地植物对水流影响的“第二边界”。     

新疆博格达山北缘晚古生代-中生代古水流样式转折及其构造意义

新疆准噶尔盆地南缘博格达山北缘地区古水流方向在晚古生代到中生代期间发生过三次重要的转变。晚石炭世晚期以前指向南,晚石炭世晚期到二叠纪期间指向东、南东东向,三叠纪—侏罗纪指向南,白垩纪及其以后指向北。结合盆地物源和沉积环境分析,博格达山北缘自晚古生代以来可划分为四个构造演化阶段,古流向转折期为盆地各期构造演化的分界线,它们是盆地对周缘造山带构造演化沉积响应的重要记录。另一方面,古水流转折时间资料的获得,对准噶尔盆地周缘不同构造带的隆升时代是一个非常重要的限定。晚石炭世晚期至二叠纪,古水流资料指示沉积物主要来自准噶尔盆地西部,准噶尔盆地西—西北缘强烈隆升,自三叠纪早期开始到侏罗纪晚期,准噶尔盆地北缘抬升,博格达山北缘沉积物主要来自北方;侏罗纪晚期到白垩纪,古水流指示沉积物主要来自盆地南部,博格达山隆起并遭受剥蚀。然而,什么原因造成石炭纪末以来,准噶尔盆地周缘几个造山带顺时针方向依次隆起,有待进一步研究。