基于径向基函数的多闸门控制河流的洪水模拟

为了快速而准确地制定联合调度的复杂闸门水利枢纽处的洪水过程的防洪决策,开发了一种快速洪水模拟方法。以位于北京市北运河流域的北关分洪枢纽为例,采用二维水动力学模型计算了由上游来流量、闸门开度和相应下游水位等因素确定的800组工况;把模拟结果作为径向基函数神经网络的训练样本。这样,只用上游来流量、闸门开度、闸下水位就能快速地模拟出该区域的水位和流量。结果表明,模拟一组工况,用该方法只需不到1m in,而用二维模型需3h。     

地下水水源热泵系统中的细菌生长

地下水式水源热泵系统是一种节能的小型商业建筑和民用建筑的制冷取暖方案。为研究其对地下水环境是否污染,分析了北京某开发区水源热泵系统运行后对地下水环境监测资料,建立了该系统运行后地下水微生物生长的数学模型,并与美国地质调查局开发的HST 3D程序相结合,在模型率定和验证的基础上,对地下水式水源热泵系统影响地下水细菌环境的过程进行了数值模拟。计算表明:在地下水环境中温度梯度变化较大的地方,细菌总数和大肠杆菌总数变化也较大,并容易形成一个高浓度的细菌和大肠杆菌微生物圈,其余地方细菌总数和大肠杆菌总数变化较小。     

三峡枢纽运行初期32年坝上游的通航条件

试验研究了三峡枢纽运行初期坝上游的通航条件.在枢纽运行32年之内,坝上游修660 m短堤的引航道即能满足通航要求.在运行20年之内泥沙淤积不会影响船闸侧向取水,20年之后则需在取水口附近适时清淤.对坝区来沙量变化、淤积过程、挟沙能力及浓度分布等参数进行了分析.研究结果表明,大包隔流堤可以在30年以后修建.     

泥沙颗粒污染前后表面孔隙力学特征分析

天然颗粒物表面孔隙众多,比表面积丰富,均有很强的吸附填充能力,在污染物迁移过程中起着重要的作用．通过氮气吸附-脱附实验研究官厅底泥沙样表面的孔隙分布特征,并根据FHH（ferenkel-halsey-hill）方程计算出能够真实反映颗粒表面粗糙程度的表面分形维数．结果表明官厅底泥颗粒的分形维数约2．6～2．85,底泥颗粒在被污染前后孔径小于10nm的孔隙体积变化很大,相应其分形维数也因为表面孔隙被污染物填充而变小．     

一维全沙泥沙输移数学模型及其应用

研究一维全沙泥沙输移(悬移质泥沙和推移质泥沙)数学模型及其应用．中对比了国内外常用模型的特点,结合笔在一维全沙泥沙输移数学模型计算中的经验,分析各模型的差异,特别是针对模型中有关参数的选择进行讨论和分析,在此基础上建立一维全沙泥沙输移数学模型SFST—1D．并将该模型分别应用于深圳河治理环境评价、波迪一科西工程沉沙池计算等工程实例之中。     

平面二维全沙泥沙输移数学模型及其应用

研究了平面二维全沙泥沙输移(悬移质泥沙和推移质泥沙)的数学模型及其应用．中对比了国内外常用模型的特点,结合笔在平面二维全沙泥沙输移数学模型中的计算经验,分析各自模型的差异,特别是针对模型的数值计算方法及湍流模型的应用进行分析和说明,在此基础上建立平面二维全沙泥沙输移数学模型SFST—2D．并将该模型分别应用于长江三峡工程坝区泥沙计算、波迪一。科西工程水库内淤积及下游冲刷等工程实例的研究中。     

泥沙颗粒表面电荷分布的初步研究

泥沙颗粒表面电荷分布，是研究其与污染物之间吸附和解吸的基础．本文以石英砂颗粒为例，利用扫描探针显微镜（SPM）中的静电力显微镜（EFM）测量技术，用相位成像模式测量了石英砂颗粒表面的微形貌和电荷分布，并统计了两者间的关系．研究表明，石英砂颗粒表面形貌复杂，表面形貌对电荷分布影响较大，电荷大多集中在颗粒表面的鞍部、凸起和凹地部位，而在凹槽、凸脊和平坦部位分布较少．上述研究为揭示其吸附机理和进一步研究天然河流泥沙颗粒的相关性质奠定了基础．     

泥沙颗粒微结构的GIS表达

在受污染的水体环境中,泥沙颗粒发生越来越复杂的物理、化学和生物变化过程,泥沙颗粒微结构研究成为研究这些复杂过程的基础.本文借助高分辨率扫描电镜等先进手段对泥沙微结构进行研究,结合图像处理软件和数学工具定量描述泥沙颗粒的平面投影形状、表面凹凸和污染元素分布特征.以GIS为平台,将这些成果形象直观地表达出来,同时进行二次开发,提供泥沙颗粒的三维建模和工程泥沙模型应用数据接口.     

调节水池对高水头船闸取水区域波动影响的数学模型

研究了调节水池对高水头船闸取水区域水位波动的影响，建立了单调节水池、双调节水池串联和并联等三种情况的数学模型。运用建立的模型对三峡工程船闸取水系统的取水流量进行了计算。结果表明：调节水池具有降低取水最大流量，减小引航道水位波动，同时降低船闸内的充水流量，减小水位波动的作用。因此，设置调节水池对降低引航道取水区域的水位波动和改善船闸取水系统的流态是一种有效可行的方案。     

城市水环境与水生态建设

太原市是一座水资源严重缺乏的城市，经过近几年的改造与治理，城市水生态环境有所改观，但是，根本的问题还没有得到彻底解决，为此特聘请清华大学水利系教授、博士生导师方红卫来并，就城市水环境与水生态建设举办了专题讲座。