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基于水-经济社会-生态环境协同演变的生态流量阈值适宜性研究 被引量:2
1
作者 王钰 张翔 +3 位作者 闫少锋 刘浩源 邓梁堃 付湘 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期47-55,65,共10页
针对天门河-汉北河流域生活-生产-生态“三生”用水矛盾突出、水生态退化及经济社会发展受限等问题,基于水系统理论与系统动力学方法,构建“水-经济社会-生态环境”耦合模型,从系统层面研究河道内生态流量阈值的适宜性。应用情景模拟法... 针对天门河-汉北河流域生活-生产-生态“三生”用水矛盾突出、水生态退化及经济社会发展受限等问题,基于水系统理论与系统动力学方法,构建“水-经济社会-生态环境”耦合模型,从系统层面研究河道内生态流量阈值的适宜性。应用情景模拟法,考虑高效节水、再生水利用率提高等调控措施及未来天然来水的不确定性,设置9种情景模拟2022—2035年研究区高、中、低3种生态流量阈值下的水资源供需及经济社会发展态势。结果表明:高效节水和再生水利用率提高均有利于缓解因生态流量阈值增大而引起的区域水资源用户间的冲突问题;从“水-经济社会-生态环境”协调发展的角度分析,建议研究区丰水年(P=25%)生态流量阈值设置为年径流量的30%~50%,平水年(P=50%)和枯水年(P=75%)生态流量阈值设置为年径流量的10%~30%;增大生态流量阈值的同时应采取提高水资源利用效率的调控措施。研究结果从“水-经济社会-生态环境”耦合系统的协同演化机制出发分析河流生态流量阈值的适宜性,为复杂水资源系统的优化运行与科学管理提供了理论基础。 展开更多
关键词 系统 “水-经济社会-生态环境”耦合 生态流量阈值 适宜性 系统动力学
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河南省黄河流域水资源-经济社会-生态环境协调发展评价及驱动因素分析 被引量:1
2
作者 吕铖 吕素冰 +3 位作者 焦天一 赵衡 王富强 邵薇薇 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第12期1-11,共11页
持续的强人类活动改变了水资源、经济社会和生态环境之间的互馈关系,影响了区域可持续发展。为探究河南省黄河流域水资源-经济社会-生态环境协调发展状况,识别协调发展的驱动因素,研究基于协同学和随机森林模型改进了传统耦合协调度模型... 持续的强人类活动改变了水资源、经济社会和生态环境之间的互馈关系,影响了区域可持续发展。为探究河南省黄河流域水资源-经济社会-生态环境协调发展状况,识别协调发展的驱动因素,研究基于协同学和随机森林模型改进了传统耦合协调度模型,计算了河南省黄河流域2011-2022年水资源-经济社会-生态环境的综合发展指数和耦合协调度,采用核密度估计揭示其时空演变特征,利用地理探测器模型分析协调发展的驱动因素。结果表明:研究期内各系统综合发展指数均呈不同程度的增长趋势,但存在一定的异质性,水资源、经济社会和生态环境系统分别呈现出“西高东低,南高北低”、“中心带动周边,边缘发展缓慢”、“上游优于下游,西南优于东北”的空间非均衡格局;水资源-经济社会-生态环境协调发展水平向好趋势显著,各城市间空间异质性明显,呈现出“区域齐升,南高北低,西高东低”的演化特征;自然禀赋、经济基础以及人居环境是协调发展的主要驱动因素,各因子之间关系日益紧密,交互类型呈现向“非线性增强”转化趋势。研究创新性地提出了协调发展评价的新方法,并对其科学性进行了验证,为深入剖析河南省黄河流域水资源、经济社会与生态环境的协调发展状况提供了有力工具,对于促进区域可持续发展具有一定的实践指导意义。 展开更多
关键词 资源-经济社会-生态环境 协调发展 随机森林 地理探测器 河南省黄河流域
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黄河流域九省(区)人口-水资源-经济-生态环境系统耦合协调发展及障碍因素分析 被引量:8
3
作者 李佳璐 潘景茹 +2 位作者 冯峰 徐鹏 刘翠 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期47-56,共10页
黄河流域九省(区)人口扩张和经济发展带来一系列资源和环境问题,亟待探究其人口-水资源-经济-生态环境(PWEE)系统耦合协调关系,促进黄河流域高质量发展。针对黄河流域九省(区)构建了PWEE系统耦合协调发展评价指标体系,采用熵权法、耦合... 黄河流域九省(区)人口扩张和经济发展带来一系列资源和环境问题,亟待探究其人口-水资源-经济-生态环境(PWEE)系统耦合协调关系,促进黄河流域高质量发展。针对黄河流域九省(区)构建了PWEE系统耦合协调发展评价指标体系,采用熵权法、耦合协调度模型和障碍度模型,对2008—2020年黄河流域九省(区)PWEE系统综合发展水平、耦合协调状态和障碍因素进行分析。结果表明:黄河流域九省(区)PWEE系统及其各子系统综合发展水平呈上升趋势,耦合协调度从2008年的0.56上升至2020年的0.69,由勉强协调进入初级协调阶段,水资源子系统一直是影响九省(区)PWEE系统协调发展的限制因素,其平均障碍度从2008年的49.05%增加至2020年的55.48%,人均水资源量为主要障碍因子。 展开更多
关键词 人口-资源-经济-生态环境系统 耦合协调度 障碍因素 黄河流域
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长江经济带旅游经济-城镇化-生态环境耦合研究 被引量:5
4
作者 王佳韡 冉光泰 +1 位作者 肖世平 吴佳敏 《人民长江》 北大核心 2024年第10期38-46,共9页
旅游经济-城镇化-生态环境的耦合协调发展是长江经济带高质量发展的关键,探索三者之间的关系及其驱动因素具有重要意义。以长江经济带为研究区,构建旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调发展评价指标体系,运用熵值法、耦合协调模型、OLS模... 旅游经济-城镇化-生态环境的耦合协调发展是长江经济带高质量发展的关键,探索三者之间的关系及其驱动因素具有重要意义。以长江经济带为研究区,构建旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调发展评价指标体系,运用熵值法、耦合协调模型、OLS模型、GWR模型等,从时空视角探究长江经济带11个省市2012~2021年旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调发展状况和驱动因素。结果表明:①2012~2019年长江经济带耦合协调度呈上升趋势,生态环境子系统起主导作用;2020~2021年的新冠疫情期间,耦合协调度先明显下降,后缓慢恢复。②长江经济带旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调度呈现东高西低的空间格局,各省市综合评价水平、子系统评价水平得分的上升和恢复速度有明显差异,长江经济带总体向有序协调发展。③推动三系统协调发展的驱动因素总体可分为外部动力和内在动力,其中以入境游客人数为代表的外部动力和以水资源总量、工业废水排放量为代表的内部动力对长江经济带耦合协调的正向驱动作用最强。 展开更多
关键词 长江经济 旅游经济-城镇化-生态环境 耦合协调 GWR模型 驱动因素
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损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律研究 被引量:1
5
作者 林志斌 李亚豪 +2 位作者 林培忠 张勃阳 杨大方 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期154-163,共10页
目的为分析上覆溶洞对隧道的影响,进行损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律的研究。方法以重庆市双碑隧道工程为背景,基于三线性应变软化模型建立岩体损伤-渗流耦合模型,采用FLAC3D对隧道开挖通过上覆溶洞过程中的围岩变形、... 目的为分析上覆溶洞对隧道的影响,进行损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律的研究。方法以重庆市双碑隧道工程为背景,基于三线性应变软化模型建立岩体损伤-渗流耦合模型,采用FLAC3D对隧道开挖通过上覆溶洞过程中的围岩变形、塑性区、渗透系数和涌水量进行数值模拟分析,并对比分析了不考虑岩体损伤-渗流耦合作用和不同溶洞水压对上覆溶洞隧道突水灾变特征的影响。结果上覆溶洞水压为1.8 MPa时,隧道开挖通过上覆溶洞中心5.0 m后,隧道围岩在溶洞与隧道间产生2条“八字形”的导水裂隙带,导致溶洞与隧道间岩体整体滑动约600 mm,整个滑动体近似梯形,其顶、底、高分别为3.6,9.6,8.4 m;隧道开挖未到达上覆溶洞时,其最大涌水量不超过0.01 m^(3)/s,而通过上覆溶洞中心0,2.5,5.0 m后,其最大涌水量分别为0.022,0.185,0.743 m^(3)/s;上覆溶洞水压为1.2,1.8,2.4 MPa时,隧道通过上覆溶洞后的最大涌水量分别为0.031,0.0743,1.365 m^(3)/s。结论隧道开挖通过上覆溶洞过程中,上覆溶洞水压超过临界值时,隧道会发生冒顶坍塌和突水事故,且突水表现出一定的滞后性和大体量性;溶洞水压越大,隧道会越早突水,最终突水量越高;为模拟再现岩溶隧道开挖过程中的突水灾变时空演化过程,必须考虑岩体的损伤-渗流耦合作用。本文研究成果可为岩溶隧道工程围岩稳定控制提供重要依据。 展开更多
关键词 溶洞 隧道 损伤-渗流耦合 渗透系数
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水动力-应力-化学溶蚀耦合作用下劣化灰岩能量演化规律与损伤本构模型
6
作者 杨忠平 侯善萌 +2 位作者 张益铭 高宇豪 刘新荣 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第4期759-768,共10页
库水位常年周期性波动,导致消落带基岩处于水动力冲蚀的干湿循环状态,加之覆岩的自重作用,促使基岩强度的劣化。为研究水动力-应力-化学溶蚀耦合条件下岩体劣化规律,在现场调查基础上,开展了该耦合条件下灰岩试样劣化试验,阐明了此条件... 库水位常年周期性波动,导致消落带基岩处于水动力冲蚀的干湿循环状态,加之覆岩的自重作用,促使基岩强度的劣化。为研究水动力-应力-化学溶蚀耦合条件下岩体劣化规律,在现场调查基础上,开展了该耦合条件下灰岩试样劣化试验,阐明了此条件下灰岩能量演化规律并提出了损伤本构模型。结果表明:根据能率-位移曲线,将岩石破坏过程划分为易损区压密、微裂隙闭合、弹性变形、微裂隙扩展及峰后破坏5个阶段;随着劣化应力的增加,部分耗散能提前释放,耗散能与弹性能相等时的应变逐渐减小;随着干湿循环次数的增加,其破坏时总能量对应力的敏感性增强;揭示了水动力-应力-化学溶蚀耦合机理;提出了水动力-应力-化学溶蚀耦合作用下考虑压密阶段劣化灰岩的损伤本构模型,预测精度较高,可为库区灾害预测防治提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 动力-应力-化学溶蚀耦合 单轴压缩 能量演化 WEIBULL分布 本构模型
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黄河几字弯城市群能-水-碳耦合变化及归因分析
7
作者 邹绍辉 陈雅文 《人民黄河》 北大核心 2025年第4期64-70,共7页
为解析黄河几字弯城市群能-水-碳之间的耦合关系,促进城市群的绿色低碳发展,构建城市群能-水-碳系统评价指标体系,运用熵值法和耦合协调度模型测度2005—2020年黄河几字弯城市群能-水-碳耦合协调水平,利用随机森林模型识别其主要影响因... 为解析黄河几字弯城市群能-水-碳之间的耦合关系,促进城市群的绿色低碳发展,构建城市群能-水-碳系统评价指标体系,运用熵值法和耦合协调度模型测度2005—2020年黄河几字弯城市群能-水-碳耦合协调水平,利用随机森林模型识别其主要影响因素。结果表明,黄河几字弯城市群能-水-碳系统耦合协调度呈现波动上升趋势,但2020年尚未达到良好协调水平,环境规制强度、全要素生产率、建成区面积占比是影响其水平变化的主要因素。基于此,提出出台专项环境规制政策、技术引领能源革命、促进环境保护与经济发展相结合等建议。 展开更多
关键词 -- 耦合协调 随机森林模型 黄河几字弯
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考虑水-力耦合的桩-非饱和黄土接触面荷载传递模型
8
作者 李林 张等红 +2 位作者 张淼 顾晓强 徐龙飞 《岩土力学》 北大核心 2025年第5期1343-1355,1367,共14页
黄土因具有结构性强度和水敏性,桩-黄土接触面的剪切变形特性受水分影响显著,且剪切变形过程中因结构性强度退化而呈现出应变软化特性。根据桩-非饱和黄土接触面的水-力耦合特性,以有效饱和度和Bishop有效应力作为直接驱动变量反映饱和... 黄土因具有结构性强度和水敏性,桩-黄土接触面的剪切变形特性受水分影响显著,且剪切变形过程中因结构性强度退化而呈现出应变软化特性。根据桩-非饱和黄土接触面的水-力耦合特性,以有效饱和度和Bishop有效应力作为直接驱动变量反映饱和度对黄土结构性强度的影响。为考虑桩-非饱和黄土接触面剪切变形过程中结构性强度的退化特征,分别构建了接触面黏聚力、摩擦角和压缩指数的结构性参数,并建立了各结构性参数随塑性应变和土体有效饱和度的演化方程。在此基础上,通过等效侧限条件下非饱和结构性黄土与饱和无结构性黄土的塑性变形,在有效应力-有效饱和度空间建立了桩-非饱和黄土接触面的增湿屈服方程,进而耦合土-水特征曲线,提出了桩-非饱和黄土接触面的水-力耦合弹塑性本构模型。通过兰州非饱和结构性黄土的直剪试验数据和山西非饱和黄土桩的现场试桩数据对模型进行了验证与分析。结果表明,建立的桩-非饱和黄土接触面荷载传递模型可以描述桩-非饱和黄土接触面剪切变形的水-力耦合特性,体现桩-非饱和黄土接触面剪切强度随饱和度增加而减小的特征,且能够有效反映桩-土接触面应变软化特征随饱和度的变化规律。模型为非饱和黄土桩基灾变防控设计、计算和承载特性分析提供了有效途径。 展开更多
关键词 -黄土接触面 荷载传递 结构性强度 -耦合 应变软化
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考虑水-热-力耦合作用下堤防粉质黏土力学特征变化研究
9
作者 陈旋明 《江西水利科技》 2025年第1期9-14,共6页
为研究番禺丹山河堤防粉质黏土的力学特性,基于水-热-力耦合方程,采用了COMSOL离散元计算模块开展了土样的多场耦合力学试验模拟,在验证了数值计算结果可靠性的基础上,基于模拟结果开展了土样力学特征探讨。研究表明:不论是温度场或是... 为研究番禺丹山河堤防粉质黏土的力学特性,基于水-热-力耦合方程,采用了COMSOL离散元计算模块开展了土样的多场耦合力学试验模拟,在验证了数值计算结果可靠性的基础上,基于模拟结果开展了土样力学特征探讨。研究表明:不论是温度场或是渗透水压场,均不会改变试样应变发展特征;温度梯次递增,试样承载能力呈先增后减变化,转折点温度为100℃;渗透水压增大,承载能力减弱,在水压超过20kPa后降低更显著。含砂量愈多,试样弹性变形能力降低,而承载能力增强。研究可为水-热-力多场耦合下土壤力学特征及数值计算设计提供参考。 展开更多
关键词 丹山河 堤防 粉质黏土 力学 --耦合
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京津冀地区水-经济-生态耦合协调发展特征评价 被引量:36
10
作者 王富强 应卓晖 +1 位作者 吕素冰 赵衡 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期80-86,共7页
运用耦合协调度模型评价了2006—2019年京津冀地区水资源-经济社会-生态环境的耦合协调发展状态,并利用灰色关联法分析了影响京津冀地区耦合协调发展的主要因素。结果表明:2006—2019年京津冀地区水资源-经济社会-生态环境耦合协调发展... 运用耦合协调度模型评价了2006—2019年京津冀地区水资源-经济社会-生态环境的耦合协调发展状态,并利用灰色关联法分析了影响京津冀地区耦合协调发展的主要因素。结果表明:2006—2019年京津冀地区水资源-经济社会-生态环境耦合协调发展水平总体呈上升趋势;京津冀地区和北京水资源系统持续滞后,天津水资源和生态环境系统交互滞后,河北处于经济社会系统滞后的状态;北京始终处于耦合协调发展最好水平,天津其次,河北耦合协调发展缓慢;水资源总量和地下水储变量是影响京津冀地区耦合协调度最重要的因素,人口变化情况次之。 展开更多
关键词 京津冀地区 -经济-生态系统 耦合协调发展 资源 生态环境
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P/SV波任意角斜射下山岭-含水谷场地地震动分析
11
作者 杨永斌 刘鹏 +1 位作者 周泽洋 张雄飞 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第5期889-902,共14页
山岭-含水谷地形作为一种常见的复合场地,其对地震动响应的影响规律尚不明确。为此,通过理论推导实现了有限域内的土水耦合,并结合有限/无限元法对P波和SV波任意角斜射下山岭-含水谷复合场地进行了二维地震分析,探讨了山岭和含水谷的相... 山岭-含水谷地形作为一种常见的复合场地,其对地震动响应的影响规律尚不明确。为此,通过理论推导实现了有限域内的土水耦合,并结合有限/无限元法对P波和SV波任意角斜射下山岭-含水谷复合场地进行了二维地震分析,探讨了山岭和含水谷的相对位置关系对场地二维地震响应的影响。结果表明:①P波或SV波斜射时,位于含水谷地震波入射前侧的山岭能抑制含水谷对地震波入射近端处地表最大水平加速度的放大作用;②当SV波跨临界角入射且山岭位于含水谷地震波入射前侧时,地表最大水平加速度在复合地形的地震波入射远端反而被放大;③山岭-含水谷相对位置、入射波类型和临界角对于复合地形两端位移频谱影响显著。 展开更多
关键词 山岭- 无限元 -耦合 地震动响应 跨临界角
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基于船舶-流场运动耦合的内河航道设计方法
12
作者 张磊 封少雄 +4 位作者 谭昆 郭涛 宋成果 初秀民 苗洋 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第1期89-98,共10页
航道一般指江河及运河内可供船舶通航的水域,目前大多采用流场演化规律分析结合工程人员经验的方法开展规划设计,对通行船舶这一因素考虑不够全面.拟从河道中船舶与流场直接作用的角度提出一种内河航道设计方法.首先,基于Fluent二次开发... 航道一般指江河及运河内可供船舶通航的水域,目前大多采用流场演化规律分析结合工程人员经验的方法开展规划设计,对通行船舶这一因素考虑不够全面.拟从河道中船舶与流场直接作用的角度提出一种内河航道设计方法.首先,基于Fluent二次开发,突破了船舶-流场相互作用的水动力响应解耦算法,对内河航段中船舶自由漂流运动进行模拟,其中,流场使用有限体积法进行求解,船舶运动控制方程通过用户自定义模块(UDF)输入并采用四阶Runge-Kutta法求解,动网格技术用于更新计算域;然后,考虑航行频率,给予通行船型不同权重,使用加权最小二乘法对漂流轨迹进行曲线拟合,得到航道边界线.选取了长江东流(从天生洲起)这一具有典型碍航结构物(弯道、分汊)航段开展航道设计验证.研究结果表明:设计的航道与现行规划航道趋势一致;同时,结合流场细节云图对船舶运动响应过程进行分析,发现设计的航道可使船舶有效规避风险急流、斜流,合理利用水流动能,提升航行安全性和经济性. 展开更多
关键词 内河 航道设计 船舶-流场运动耦合 船舶 动力响应
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京津冀地区水-经济-生态系统耦合协调发展模拟 被引量:8
13
作者 王富强 张蒙 +2 位作者 吕素冰 赵衡 应卓晖 《南水北调与水利科技(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期218-232,共15页
针对京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统未来可能面临的失衡失稳问题,构建水-经济-生态系统动力学模拟模型,设置开源节流、发展经济、保护环境等5种情景方案,预测京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统指标发展趋势,运用耦... 针对京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统未来可能面临的失衡失稳问题,构建水-经济-生态系统动力学模拟模型,设置开源节流、发展经济、保护环境等5种情景方案,预测京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统指标发展趋势,运用耦合协调度模型模拟京津冀地区2020—2035年不同情景下耦合协调发展趋势。结果表明:2020—2035年5种情景下北京、天津和河北水-经济-生态系统耦合协调度均呈上升趋势,其中延续现状型耦合协调度均最低,开源节流型、发展经济型和保护环境型次之,综合协调型均最高。说明在维持现状发展条件下,京津冀水-经济-生态系统耦合协调发展程度略有增加但变化较小,只有在节约用水和发展经济的同时充分考虑环境保护才能促进区域协调发展;2035年延续现状情景下北京、天津和河北耦合协调发展水平均属于中级耦合协调型,综合协调情景下北京和天津耦合协调发展属于良好耦合协调型,河北省经济发展相对滞后导致耦合协调发展缓慢,仍属于中级耦合协调型,未来应注重京津冀一体化发展。研究可为京津冀地区协调可持续发展提供参考依据。 展开更多
关键词 -经济-生态系统 系统动力学 耦合协调度模型 发展趋势模拟 京津冀地区
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以水为核心的“水-能-粮-生”关系研究
14
作者 李彬权 赵麦换 +1 位作者 刘静 徐晨光 《中国水利》 2025年第9期14-20,共7页
水-能源-粮食纽带关系各环节均会影响到生态环境,因此充分考虑生态环境保障要求,将水-能源-粮食关系拓展到水-能源-粮食-生态关系进行研究很有必要。现有研究主要集中在水-能源-粮食-生态系统大尺度二元纽带关系及多维概念分析上,缺乏... 水-能源-粮食纽带关系各环节均会影响到生态环境,因此充分考虑生态环境保障要求,将水-能源-粮食关系拓展到水-能源-粮食-生态关系进行研究很有必要。现有研究主要集中在水-能源-粮食-生态系统大尺度二元纽带关系及多维概念分析上,缺乏对多元要素相互作用的剖析及关键过程的物理描述。在总结水-能源-粮食-生态关系相关研究成果基础上,探讨了水-能源-粮食-生态复杂系统定义和发展历程,剖析其内涵及构成要素;以水资源流为核心,初步搭建了资源流-生态要素“核心关联”及自然社会因子“外部关联”的水-能源-粮食-生态系统研究方法框架,提出融合流域水量水质-作物生长-能源足迹-生态效应耦合模拟的物理机理模型构建方法,为水-能源-粮食-生态协同调控提供相对科学合理的研究依据。 展开更多
关键词 --- 资源流 生态环境 定量分析 物理机理模型
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中国水-能-粮耦合系统协同安全发展战略研究 被引量:6
15
作者 王浩 姜珊 +4 位作者 朱永楠 赵勇 何凡 何国华 李溦 《中国水利》 2024年第17期5-12,共8页
水是水-能-粮(WEF)耦合系统的核心要素,为保障国家粮食和能源安全,必须加强水资源管理,坚持水资源、能源和粮食协同安全发展。在系统总结国内外WEF耦合系统纽带关系研究进展、科学认识WEF基本内涵的基础上,分析了我国各省份水资源、能... 水是水-能-粮(WEF)耦合系统的核心要素,为保障国家粮食和能源安全,必须加强水资源管理,坚持水资源、能源和粮食协同安全发展。在系统总结国内外WEF耦合系统纽带关系研究进展、科学认识WEF基本内涵的基础上,分析了我国各省份水资源、能源、粮食开发利用过程中存在的问题,揭示当前WEF耦合系统发展面临的能源需求持续增长与能源安全结构性矛盾日益凸显、不稳定因素加剧粮食安全风险、资源不匹配带来水资源约束趋紧、高质量发展对水-能-粮-生提出更高要求四大挑战,围绕区域特点和高质量发展目标,针对性提出了区域可持续发展模式与策略。研究建议,在西北资源富集地区,通过“四水四定”、水权交易及调水工程缓解水资源短缺;在京津冀地下水超采区,优化粮食安全布局,强化水与能源协同调控;在东北粮食增产区,拓展粮食生产空间,保护水资源合理开发利用;在南方水资源丰沛区,深化农业供给侧结构性改革,统筹“水风光储”一体化开发,以期为实现绿色低碳的可持续发展路径提供科学支撑与决策参考。 展开更多
关键词 --耦合系统 协同安全 资源禀赋 供需比 可持续发展
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基于双重介质渗流-应力耦合模型的高压压水试验渗透参数反演 被引量:2
16
作者 王锦国 韩智颖 +3 位作者 程伟 黄瑞瑞 尤琳 杨蕴 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第8期113-119,156,共8页
高压压水试验过程中岩体易发生水力劈裂产生裂隙,岩体内部孔隙、裂隙双重导水,渗流场和应力场相互作用,导致岩体渗透参数的时空变异性。基于高压压水试验反演渗透参数需考虑双重介质渗流-应力耦合作用下产生裂隙前后渗透系数的变化规律... 高压压水试验过程中岩体易发生水力劈裂产生裂隙,岩体内部孔隙、裂隙双重导水,渗流场和应力场相互作用,导致岩体渗透参数的时空变异性。基于高压压水试验反演渗透参数需考虑双重介质渗流-应力耦合作用下产生裂隙前后渗透系数的变化规律,利用渗流-应力耦合数值模型结合工程现场高压压水试验数据进行参数反演,计算得到不同压力阶段下灰岩岩体渗透率。主要结论如下:发生水力劈裂前,随着注液压力的增大,渗透率及孔隙水压力在不同压力阶段之间分界明显,渗透率反演值与规程公式计算值相近;发生水力劈裂后,岩体渗透率增大约2倍,孔隙介质渗透率和通过的流量出现陡减现象。 展开更多
关键词 高压压试验 双重介质 渗流-应力耦合 渗透率 力劈裂
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土石坝护坡冻胀破坏水-热-力耦合数值模拟研究 被引量:1
17
作者 李卓 姜鑫 +3 位作者 张继勋 赵昱 王虞清 方艺翔 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期136-145,共10页
针对寒区土石坝护坡普遍存在的冻胀破坏问题,选取寒区某土石坝工程为研究对象,结合土石坝工程特点,建立考虑水-热-力耦合作用的有限元计算模型。研究护坡在库水位和坝体填土水分迁移作用下冻胀破坏全过程,分析土石坝温度场、水分场和位... 针对寒区土石坝护坡普遍存在的冻胀破坏问题,选取寒区某土石坝工程为研究对象,结合土石坝工程特点,建立考虑水-热-力耦合作用的有限元计算模型。研究护坡在库水位和坝体填土水分迁移作用下冻胀破坏全过程,分析土石坝温度场、水分场和位移场的变化规律,并将位移场有限元计算结果与实测冻胀变形资料进行对比,验证有限元计算结果。研究结果表明:冻胀作用对坝坡影响深度约为2 m,坝坡浅层0~2 m范围的温度变化受外界气温影响较大,坝体内部温度相对坝坡浅层变幅小,且有一定的滞后性;负温使坝坡浅层孔隙水相变成冰,宏观上表现为未冻水体积分数的降低,坝坡浅层土石混合体孔隙水相变、坝体填土内水分向坝坡迁移和冻结峰面向坝体内部移动是护坡冻胀破坏的主要因素;大坝坝坡计算冻胀量为20~30 cm,最大值为36 cm,计算结果与实测冻胀变形资料吻合;护坡冻胀破坏主要由砂砾料垫层、坝体填土等土石混合体冻胀及冰推力共同作用引起。研究结果可为寒区土石坝护坡设计提供参考。 展开更多
关键词 土石坝 护坡 冻胀破坏 --耦合 寒区
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工程尺度缓冲材料热-水-力多场耦合数值模拟研究
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作者 赵敬波 曹胜飞 +4 位作者 李杰彪 陈亮 COLLIN Frederic 刘月妙 张奇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1712-1722,共11页
缓冲材料作为填充在废物罐与地质体之间重要的人工屏障,对高放废物处置库的长期安全至关重要。以工程尺度缓冲材料热-水-力多场耦合大型模型试验系统(China-Mock-up)为研究对象,采用有限元数值模拟软件LAGAMINE,考虑试验过程中复杂的边... 缓冲材料作为填充在废物罐与地质体之间重要的人工屏障,对高放废物处置库的长期安全至关重要。以工程尺度缓冲材料热-水-力多场耦合大型模型试验系统(China-Mock-up)为研究对象,采用有限元数值模拟软件LAGAMINE,考虑试验过程中复杂的边界条件与材料属性,实现了近5 a试验数据的定量模拟。模拟结果可准确预测试验系统内部不同特征点温度随室温周期性波动及线性增长这一动态变化规律;能够较好反映不同特征点相对湿度随时间的行为演化趋势,在加热器附近区域呈现出先干燥后饱和的现象,远离加热器区域则逐渐增大;模拟的总应力与实测试验数据间表现较好地一致性,能够反映试验台架内部不同特征点的总应力随时间逐渐增大这一演化过程。揭示了多场耦合条件下缓冲材料(膨润土)温度、湿度及应力的相互作用关系,为深入认识处置库环境下缓冲材料行为演化特征提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 缓冲材料 China-Mock-up试验 --力多场耦合模拟 高庙子膨润土
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台风-浪-流耦合作用超大浮体水弹性响应分析方法
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作者 柯世堂 朱庭瑞 +3 位作者 李文杰 陈静 任贺贺 员亦雯 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1231-1241,共11页
海上机场超大浮体结构在台风等极端海洋环境下的动态响应准确预测是保障其安全性能的关键前提,其难点在于准确构建中/小尺度复杂流场与浮体结构的流固耦合计算模型。本文提出了一种基于中/小尺度嵌套的海上机场超大浮体水弹性响应分析方... 海上机场超大浮体结构在台风等极端海洋环境下的动态响应准确预测是保障其安全性能的关键前提,其难点在于准确构建中/小尺度复杂流场与浮体结构的流固耦合计算模型。本文提出了一种基于中/小尺度嵌套的海上机场超大浮体水弹性响应分析方法,二次开发实现了台风-浪-流耦合模拟,分析了超强台风“莫兰蒂”途经海上机场超大浮体全过程台风-浪-流时空演变规律;采用中/小尺度流场嵌套技术计算水动力和气动力,代入结构动力学方程进行双向迭代解耦求解;通过算例分析了台风-浪-流耦合作用下浮体结构水弹性响应及影响机制。研究表明:本文提出的方法能够有效地预测此类极端环境下超大浮体结构水弹性响应。 展开更多
关键词 台风 台风--耦合 中/小尺度模拟 海上机场 超大浮体 弹性 分析方法 流固耦合
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基于考虑变形效应的土-水特征曲线求解非饱和地基动力响应
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作者 胡静 金林廉 +2 位作者 吕志豪 张家康 边学成 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期397-406,共10页
为研究移动荷载作用下的非饱和地基动力响应,在传统V-G土-水特征曲线模型的基础上,建立了考虑变形效应的土-水特征曲线模型,并基于该模型推导了新的非饱和土动力控制方程,从而完整描述非饱和土在受动力作用下的水-力耦合作用。进一步的... 为研究移动荷载作用下的非饱和地基动力响应,在传统V-G土-水特征曲线模型的基础上,建立了考虑变形效应的土-水特征曲线模型,并基于该模型推导了新的非饱和土动力控制方程,从而完整描述非饱和土在受动力作用下的水-力耦合作用。进一步的,采用2.5维有限元法对控制方程进行求解,求解结果分别与单相弹性介质,双相饱和介质和三相非饱和介质的解析解进行对比,均验证了该求解方法的准确性;不同介质模型的计算耗时分析表明2.5维有限元法是目前求解多孔介质动力问题的一种优势算法。通过数值分析发现,采用传统的、未考虑变形效应的土-水特征曲线会低估非饱和地基的振动强度。 展开更多
关键词 非饱和土 2.5维有限元法 动力响应 -特征曲线 -耦合
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