云和降水在低频强声波干预下的响应

天空中蓬松的云朵里,蕴藏着惊人的水汽资源.中国大气水年均资源总量达22万亿吨,空中水资源开发潜力巨大,如何利用空中水资源是一个重要问题[1].一个多世纪以来,人类一直在寻求各种技术去控制天气过程,试图改变自然水资源条件.具有现代科学意义的人工影响天气技术诞生于20世纪40年代的美国,科学家们提出了干冰、碘化银等催化剂播...     

三峡深水截流堤头坍塌计算及预报

长江三峡大江截流是目前世界上规模最大的深水截流工程 ,截流成败的关键在于堤头进占安全。为了掌握堤头坍塌规律并指导三峡工程大江截流的实施 ,在给出深水截流堤头坍塌计算式组的基础上 ,针对三峡大江深水截流进行了堤头坍塌计算 ,求出了在不同抛投料粒径、不同稳定坡度和不同流量条件下的堤头坍塌长度和体积 ,并点绘成图以便在实施过程中进行坍塌预报。计算及预报成果经三峡工程大江截流的实践验证 ,表明与实际坍塌情况相吻合 ,对保障安全截流起到了重要作用     

异重流运动基本方程

异重流为两种密度不同的流体相遇时,由于密度差异产生的流动。自然界中经常发生异重流,例如水库中的浑水异重流,多沙河流中的引航道或引水渠中发生的浑水异重流,河口区的盐水楔异重流及温排水异重流等。由于生产实际应用推动,在水利、地质、航运及环保等部门较早开展了异重流研究,取得了大量成果。尤其在泥沙运动力学研究领域,异重流一直是重要研究内容之一。人们利用异重流把高浓度浑水排泄出水库以延长水库寿命,采取各种措施减少大型水利枢纽上下游引航道的异重流淤积。     

基于迹线方法的黄河源区降水来源分析

黄河源区是青藏高原生态屏障的重要组成部分,也是黄河的主要水源地,具有重要的生态环境与社会经济意义.本文基于拉格朗日迹线观点,利用自主研发的高效并行大气迹线求解软件pyTraject获得黄河源区1980～2018年全部6h累计降水量大于1mm的降水来源迹线,采用水汽源归因法对这些降水进行溯源分析,并采用已有的类似软件hysplit进行对比验证.结果表明,黄河源区降水中有43%左右的水汽由青藏高原贡献;青藏高原、南亚和四川盆地的水汽贡献对黄河源区的降水变化起主导作用;青藏高原东南部、四川盆地、柴达木盆地等地对黄河源区降水的水汽贡献呈显著增长趋势.基于拉格朗日观点的降水来源解析可为更好地理解区域的水物质循环,尤其是空中的水物质输送过程,以及其历史演变过程提供参考依据.     

黄土沟壑区产输沙特征的空间尺度效应研究

以黄土丘陵沟壑区的典型流域岔巴沟为例, 首先通过实测数据分析水沙过程的尺度现象和规律, 明确了流域产输沙的主要子过程及其影响因素和作用机理. 然后采用集成了坡面侵蚀、沟坡区重力侵蚀和沟道不平衡输沙3个子模型的黄河数字流域模型在较高分辨率的单元上模拟研究流域的暴雨—径流—产输沙响应, 结果重现了水沙过程的尺度现象. 在尺度现象是由不同产输沙子过程的空间尺度分布迭加引起的假定下, 对模拟结果进行分析, 发现重力侵蚀和高含沙水流特性是引起黄土沟壑区泥沙过程尺度现象的最主要因素.     

南水北调中线输水渠道中分水口的影响

为研究南水北调中线输水渠道中分水口流量变化对干渠的影响特征,选取天津分水口为例,采用一维Saint-Venant数学模型模拟计算了该分水口各种分水状态下干渠中的水流过渡过程。提出采用虚拟渠道等效糙率法来模拟渠道中各类型的输水建筑物的影响。得出该分水口关闭时间超过33.6h会导致紧邻下游端的西黑山节制闸前水位出现漫顶。分水口前水位下降速度与分水口流量变率呈线性变化关系,并给出了其拟合公式。     

基于JPWSPC的河网一维水动力学模拟并行计算研究

河网一维水动力学模型是平原河网、明渠输水渠道及天然河道水动力模拟、环境模拟和水沙动力学计算的基础模型.随着城市河网水系实时调度及防洪演算等水管理对计算速度要求的提高,以及并行计算技术的成熟,并行化模拟势在必行.本文采用MPI技术及面向对象的程序开发方法,对河网模拟中的预测校正模型(JPWSPC)实现并行化计算,提出了河网拆分和任务组合的基本算法,以包括树状及环状河网的经典算例为例,对算法并行性及拆分组合方法性能进行测试,分析并行算法的加速比和并行效率,并得到了河网拆分及任务组合中计算微段数与加速比的初步规律.     

关于三峡枢纽上游引航道布置的建议

三峡枢纽的年设计通航能力为5000万t，通航建筑物由永久船闸和升船机组成，上下游分别有2～3km的防淤隔离堤。关键技术问题为上游隔离堤内因船闸取水而产生的往复流涌浪将影响船舶的航行安全，取水及往复流和异重流产生的严重淤积；下游隔离堤内则主要是异重流淤积。     

泥石流动力学基本方程

本文作为尝试,以两相流的两流体模型为基础,结合泥石流浆体特性,给出泥石流的两流体模型,从而初步建立起泥石流动力学的理论体系.1 两流体模型的基本方程