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基于龙陵新建邦腊掌测震台2024年2月—2025年12月的连续地震波形数据,采用噪声功率谱密度(PSD)、概率密度函数(PDF)和1～20 Hz频段噪声均方根RMS值计算方法,分析其数据质量、背景噪声变化特征及噪声异常原因.结果表明:1 Hz以上高频段噪声无显著日变化,人类活动干扰较弱,但其受附近小溪湍急水流、泥沙及河床相互作用产生的持续高频噪声干扰显著;0.05～0.5 Hz微震频段仅观测到0.1～0.5 Hz频段的次级微震频段噪声峰值,该频段呈现显著的季节性变化特征,秋冬季噪声水平较春夏季高2～3 dB,且秋冬季噪声峰值出现频率低于春夏季;0.05 Hz以下长周期频段无显著季节性变化,但水平向的噪声水平较垂直分量大,表明水平分量更易受温度扰动和大气压变化的影响.邦腊掌测震台背景噪声异常源于地震计脉冲标定、施工干扰,仪器故障及地震信号等.本研究成果为台站堪选、背景噪声水平与数据质量评估及异常信号识别提供重要参考依据.
邦腊掌地震台数据质量背景噪声功率谱密度异常信号
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对苏北浅滩邻近海域 196 个表层样和 4 个柱状样沉积物进行了粒度和210 Pb 放射性活度测试,分析了沉积物类型和粒度参数变化特征并计算了沉积速率.结果显示:表层沉积物包括砂、粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂 4 种类型,利用高抒-柯林斯(Gao-Collins)粒径趋势模型对表层粒度参数进行反演,发现潮流沙脊中心区呈现"脊聚槽散"的运移趋势,沙脊区外缘至浅海陆架海域,运移趋势呈顺时针方向变化,逐渐转为东南向.33°N 附近海域沉积速率为 0～0.68 cm/a,现代沉积作用相对较弱,自西向东呈低-高-低的变化趋势.将粒径运移趋势和沉积速率结合分析,发现受强潮流作用影响,砂质沉积物由涨潮流推动向浅滩沙脊中心区汇聚迁移,细颗粒泥沙被落潮流沿沙槽搬运至陆架区;现代长江物质由冲淡水携带沿岸向北运移,与落潮余流汇合后顺时针偏转向东,遇台湾暖流前缘水阻隔,大部分沉降在研究区南部水深 15～25 m 区域;长江口外大沙滩的残留沉积受现代潮汐往复搬运,泥沙往东南向深水区运移;现代苏北河流和废黄河三角洲细颗粒泥沙在苏北沿岸水的携带下向东或东南冲溢扩展出沙脊区后,部分被黄海西部沿岸流搬运至东海外陆架,部分沿内陆架平行岸线方向输运南下.沉积物现代沉积速率分布特征表明:水深 20～30 m 的内陆架区域沉积速率均值为 0.57 cm/a,沉降较快,是细颗粒泥沙向东海输运的主要路径,25 m 等深线附近沉降速率最高为 0.68 cm/a,应为泥沙输运和沉降的中心位置.
苏北浅滩粒径趋势沉积速率泥沙运移
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在水库工程区域内,引水工程的开展尤为重要,此阶段需强化水文分析计算,其是水库引水工程规划、设计、建设与运行的核心技术支撑,直接对工程规模、调度方案、供水保障能力及防洪安全性造成一定影响.将引水中水文分析计算作为研究对象,以安远县永镇水库作为工程实例,以现行水利规范展开综合性分析,结合实测数据开展径流、洪水、泥沙、水位流量及径流计算分析,并将水文结果应用至引水建筑物设计、管线布设、水量调配等环节内,旨在为相似工程提供计算要点以及计算依据.
水库工程引水工程水文分析计算计算运用
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为揭示深远海网箱养殖系统中多因素耦合作用下水动力特性,基于计算流体力学(CFD)方法,建立了考虑网衣结构、鱼体阻力及泥沙颗粒作用的多孔介质模型,开展了单网箱、双网箱及 3×3 多网箱阵列的流场数值模拟研究.结果表明,网衣主导流场分布,鱼体强化尾流衰减,泥沙调控尾流恢复过程.单网箱条件下流场呈"上游减速-内部低速-下游尾流"的典型结构,网衣为主导因素,使内部流速降低10%~18%;鱼体通过阻塞效应增强流速衰减并延长尾流恢复距离至约6D;泥沙颗粒通过颗粒-流体动量交换调制尾流区湍流结构,在增强整体衰减的同时诱导局部再加速现象.双网箱系统中存在明显尾流遮蔽效应,且网箱间距对尾流干扰具有显著影响,当间距由 1.5D增大至3D 时,尾流长度由40~50m 缩短至20~25 m.多网箱阵列中尾流叠加效应进一步增强,交叉排列可使下游流速提高6%~10%,改善流场均匀性;当网箱间距不小于2.5D 时,尾流干扰明显减弱,阵列流场趋于稳定,水体交换能力得到有效改善.在多因素耦合作用下,阵列流速衰减率为18%~24%,为深远海网箱布局优化、水体交换能力提升及养殖环境调控提供理论依据与技术参考.
网箱养殖水动力特性多孔介质模型多因素耦合CFD数值模拟网箱阵列布局
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抽水蓄能电站泥沙研究的重点是确定水库的泥沙淤积高程和过机含沙量.本文结合山西垣曲二期抽水蓄能电站的水沙特性,基于Delft3D软件分别构建了电站上游板涧河水库与电站下水库的二维水沙模型,并将上游模型的输出结果作为下游模型的输入,由此计算分析了电站下水库的泥沙淤积形态特征和进/出水口处含沙量.经与PPSS-SUS模型计算结果对比,两者相差较小,表明二维水沙模型计算结果较可靠,可作为工程设计的依据.
抽水蓄能电站二维水沙模型泥沙淤积含沙量
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针对全流域梯级开发背景下下游水源地水库泥沙淤积规律不清的问题,基于不平衡输沙理论,构建一维全沙河床冲淤数学模型,模拟并对比了滇中引水工程奔子栏水源地低坝与高坝2种方案,分析上游梯级开发前后运行100 a的库区泥沙冲淤响应规律.主要创新性认识如下:①上游梯级拦沙效应显著,使奔子栏水库入库沙量大幅减少、泥沙级配细化,其100 a总淤积量仅为不考虑上游拦沙时的2.85％(低坝方案)与4.27％(高坝方案);②来沙条件的改变促使库区淤积形态由典型的三角洲淤积转变为坝前带状薄层淤积,泥沙更易被输送至坝前并随水流排出,坝前淤积高程与库容损失均大幅降低;③对比表明,高坝方案在长期库容保留、坝前淤积高程控制及泥沙调蓄能力方面更具优势.研究成果揭示了全流域梯级开发对下游关键水源水库泥沙淤积的长期累积性影响,可为工程方案比选与优化运行提供科学依据.
水源地库区泥沙淤积梯级开发数学模型滇中引水工程奔子栏水电站
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针对陕西黄土丘陵沟壑区极端降水条件下径流泥沙响应机制不明确的问题,基于逐时降水、水文泥沙及下垫面数据,采用事件划分、雨蚀力计算与水沙关系模型方法,分析不同降雨强度与前期湿润条件下径流与产沙响应特征.结果表明:短历时高强降水主导径流快速形成,雨蚀力与洪峰流量协同增强泥沙输出,响应过程呈显著非线性特征,存在明显雨强与雨量阈值控制.研究明确了关键影响因子及其临界区间,可为黄土丘陵区水土保持调控与暴雨径流泥沙预判提供依据.
极端降水黄土丘陵沟壑区径流响应泥沙输移
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海上风电桩基在波流共同作用下易发生显著局部冲刷,而现有经验公式多源于小尺度试验或特定工程场景,其在大直径风电桩基条件下的适用性尚缺乏系统评估.为此,本文对国内外典型计算公式进行综述,结合多篇工程应用文献进一步拓展总结了公式的适用范围,为日后工程预测计算公式选择提供依据.同时,利用相关实测数据分别对稳定流公式与波流共同作用公式进行计算对比,结果表明:各稳定流公式对流速和水深变化的响应存在明显差异.Breusers和 Melville公式能够反映流速强度变化,但水深响应具有一定饱和特征;HEC-18公式对流速和水深的响应较为平缓;S/M公式在流速接近泥沙起动条件时呈现明显非线性增长;65-1公式主要受流速项控制,基本不体现水深影响.波流共同作用下,各公式因波流耦合项构建差异而表现出显著分化;部分公式在大直径、粗砂床及强波流工况下普遍易偏小;王汝凯公式、经补充波浪影响后的韩海骞公式等对波流复合作用的表征相对较充分,其中王汝凯公式在中小直径桩基条件下通常更易取得较合理预测.进一步分析发现,部分海上风电工况下桩径、粒径及 KC数等无量纲参数已明显超出很多经验公式的原始适用范围,导致部分公式趋势偏差和尺度外推失效.建议采用"多公式对比-区域实测修正"的综合预测策略,以获得更可靠的风电桩基设计冲刷深度.
海上风电冲刷计算方法桩基冲刷冲刷深度
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[目的]研究三峡水库沉积泥沙常量元素氧化物组成及其含量的沿程空间分布,为山区河道型水库泥沙管理提供科学依据.[方法]以三峡水库泥沙为研究对象,分别采集河床沉积泥沙和悬移质泥沙样品,测定颗粒组成和常量元素氧化物组成及含量,计算化学蚀变指数(CIA)、钠钾比(RNa/K)、硅铝比(RSi/Al)、退碱系数(W)和残积系数(Ik),分析沉积泥沙地球化学指标的沿程空间分布特征.[结果]①沉积泥沙以细颗粒为主,粉粒、黏粒和砂粒平均含量分别为87.04%,6.91%和6.05%.泥沙的全局分选性较差,偏度呈细偏至对称分布,峰态为中等.自上游至下游,沉积泥沙粒径沿程逐渐细化,颗粒分选性逐渐明显.②沉积泥沙常量元素以非金属氧化物SiO2为主,金属氧化物Al2O3,Fe2O3和CaO次之,K2O,MgO,Na2O含量较低,悬移质泥沙的CaO和MgO含量均略高于Fe2O3 和K2O.空间分布上,SiO2 和Na2O含量在沿程方向上呈递减趋势,Al2O3,Fe2O3,K2O和MgO含量则逐渐增加,而CaO含量未表现出明显分布规律.相较于平均上陆壳标准化值(UCC),泥沙中的 SiO2,K2O和 Na2O均呈亏损状态,Al2O3,Fe2O3,CaO和 MgO则相对富集.③三峡水库泥沙正处于温暖湿润气候下的中等化学风化阶段,沉积泥沙和悬移质泥沙的CIA,RNa/K,RSi/Al,W和Ik均值分别为73.26和70.79,0.39和0.68,5.25和5.68,0.78和0.94,1.07和0.85.④除CaO以外,沉积泥沙的主要氧化物含量与颗粒组成显著相关(p<0.05).[结论]三峡水库沉积泥沙常量元素氧化物含量在其沿程方向具有明显的空间分异特征,这主要是受潜在物源的相对贡献、水动力分选引起的粒度效应等因素的影响.
沉积泥沙氧化物地球化学特征空间分布三峡水库
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极值理论是预测稳定河道水力几何形态的重要方法,不同极值理论在不同河床质(砂质、砾质)条件下的适用条件和计算精度差异尚未形成共识,给实际工程的理论选择带来困难.分析对比最大水流效率(MFE)理论、最小弗劳德数(MFN)理论和最大熵与最小能耗率结合(ME & MEDR)理论的计算原理与适用条件.3种极值理论所需参数各异:MFE理论考虑平滩流量、泥沙中值粒径、糙率、比降及水力半径;MFN理论仅需考虑平滩流量和泥沙中值粒径,计算最为简便;ME & MEDR理论复杂程度介于前两者之间,需考虑平滩流量、比降、糙率和稳定边坡.采用351组砂质和砾质稳定河道数据对3种极值理论进行计算验证,并以平均相对误差(MRE)、几何平均偏差(AGD)和相关系数r为评估指标进行误差分析.结果表明:对于砂质稳定河道,3种理论均具有较好的计算精度,MFE理论误差略大于另外2种理论;对于砾质稳定河道,MFE理论误差明显增大(河宽MRE=0.59,水深MRE=1.14),而MFN和ME & MEDR理论仍保持较高精度.综合3项评估指标,MFN理论对河宽的计算精度最高(砾质稳定河道MRE=0.23,AGD=1.25),ME & MEDR理论对水深的计算精度最高(砾质稳定河道MRE=0.17,AGD=1.21).研究明确了不同极值理论的最佳适用范围:砂质稳定河道可综合采用3种理论计算;砾质稳定河道则建议优先采用MFN和ME & MEDR理论,为特定河床质类型的稳定河道水力几何形态计算提供了量化依据.
稳定河道极值理论公式验证误差分析水力几何形态
