城市人工湖动态换水水位对流速分布影响

水位和流速是人工湖维持生态的关键因子,为探究人工湖水位对流速分布的影响,基于二维水动力模型对雁鸣湖流场进行数值模拟,研究单因素水位对流速影响和实测换水水位对流速时空分布的影响。结果显示:水位是水动力影响因素之一,低水位时的湖泊流速大于高水位时期,水位变化时的平均流速介于高低水位流速之间,水位对环流影响较小。在实测换水期间,高水位时水位分布无明显差异,水深自上游至下游逐级递增;低水位时水位分布出现差异,河滩裸露,水深分布差异较大;水位变化时,湖泊上游至下游水位呈梯度变化,水深随水位变化;流速时空分布验证了单因素水位对流速的影响,并表明不同水位对流速大小及分布影响有所差异。雁鸣湖水位和流速的模拟结果表明,人工湖水位变化能改善湖泊水动力,可为人工湖水情管理提供科学参考。     

基于SWMM的铁心桥实验基地内涝防治效果模拟

基于南京水科院铁心桥实验基地的地形、下垫面条件等数据构建了SWMM,模拟了实验基地象目湖观景平台和水上餐厅两个监测点在不同降雨重现期、低影响开发措施、溢流孔设置和水泵强排条件下受淹情况。结果表明,初始水位较低(25.1 m)时,象目湖遭遇500年一遇的降雨事件时水位并未抬升至水上餐厅。初始水位较高(25.6 m)时,200年一遇和500年一遇的降雨事件中水上餐厅受淹持续时间分别为7 h和11 h。采用集水池、雨水花园和生物滞留池3种LID措施对象目湖水位峰值影响模拟结果显示,在5年或10年一遇的降雨事件中雨水花园和集水池可以分别降低象目湖峰值水位0.06 m和0.02 m,生物滞留池没有削减峰值水位。在降雨量为218.5 mm的20160707次降雨事件中LID措施削减象目湖水位效果不明显。水泵抽排流量越大,象目湖水位越早回落到观景平台以下。LID在应对造成城市内涝的低频次、短历时强降雨方面作用有限,铁心桥实验基地象目湖内涝防治应以加强水文气象预测和水位管理、加大溢流孔尺寸和采用水泵强排等措施为主。     

考虑地下水入渗的洪水演进模型构建及应用

近年来我国北方地下水埋深逐渐增加,在洪水演进中,地下水渗漏的可能性较大,从而对洪水演进可能产生较大影响。针对此问题,以小清河分洪区及其西部为研究对象,建立了考虑地下水入渗的洪水演进模型。利用该模型对小清河分洪区的设计标准洪水进行了模拟,分析了地下水渗漏对小清河分洪区、河北省部分区域的水位以及出口东茨村的水位和泄量的影响。模拟结果表明:地下水渗漏对小清河分洪区的洪水演进有较大影响。因此在小清河分洪区的调度运用以及治理规划时,需要充分考虑地下水渗漏这一重要因素。     

两变量防洪风险模型研究

针对传统设计洪水过程线推求方法所存在的局限性,采用Copula函数建立洪峰和洪量的两变量联合分布,对洪峰和洪量设计值进行联合随机模拟,同时根据随机模拟值与实测洪水过程特征量的相似性来选择典型洪水过程,并基于多变量重现期,建立了两变量防洪风险分析模型。以清江流域隔河岩水库为例,分析不同汛限水位对应的极限风险率和漫坝风险率。研究结果表明：① 隔河岩水库汛期运行水位可确定为193.6m,在预报长江将发生大洪水时,可将水位提前降低至192.2m,不会增加水库的防洪风险;② 当汛限水位继续抬高至194.0m时,尽管极限风险率变化不大,但漫坝风险率成倍增加。所提出的模型可以充分考虑洪水过程的随机性和不确定性,可为流域水库的防洪设计和安全运行提供参考。     

水库水位下降速率对滑坡稳定性控制作用研究

库岸滑坡失稳多与水库水位波动相关,尤其是水库快速泄水过程发生滑坡的几率更大。已有研究显示,水位快速变化将改变滑坡稳定性,因此研究水库水位下降速率与坡体稳定性的演变,对一定程度上控制或减缓地质灾害发生具有实际意义。采用有限元数值模拟,分析不同水位下降速率对滑坡渗流场的影响,结合极限平衡法探讨水位变动速率对滑坡稳定性的影响机理和规律。结果表明:随着水位下降速率不断增大,水头差呈非线性(二次多项式)增加;水位下降速率由1 m/d增大至3.5 m/d时,滑坡整体最小稳定性系数降低6%;当水位下降速率大于2.5 m/d时,滑坡体将发生失稳;滑坡体稳定性系数最小值所对应的水位成阶梯式下降,在1/2和1/4坡高处,滑坡体稳定性较差。     

大伙房水库水位动态模拟实现

介绍了大伙房水库的概况,根据水库现有自动化系统的实现方式和水库的调度原则及调度过程,模拟水库水位动态变化过程,在实现水位动态显示时,设定水库的安全警戒水位,能够直观显示水位的变化情况,保证水位控制在汛限水位之下,并将该结果和水库的调度系统有机的结合应用,具有实际应用意义。     

水库汛限水位设计与运用概率统计分析方法

考虑水库运用情况,一些水库由于水资源利用等因素,实际运行过程中多数年份汛期大洪水到来前水位低于设计汛限水位,即防洪起调水位低于设计值,增加了部分调洪库容,提高了防洪调节能力。考虑设计汛限水位出现概率进行汛限水位设置,在规划设计时通过概率分析可采用起调水位低于设计汛限水位对设计洪水进行调节从而降低坝高;对已建水库分析抬高汛限水位增加兴利库容、提高水库调蓄供水能力。在保证工程安全前提下,取得更经济的设计和运行方案。     

库水位涨落条件下谭家湾滑坡稳定性演化分析

以三峡库区谭家湾滑坡为例,采用有限元法,模拟了8种不同库水位升降速率下滑坡体内地下水的暂态渗流场特征,并采用极限平衡计算法对滑坡进行了稳定性分析。结果表明,滑坡体内地下水位随库水位升降而升降,库水位升降对滑坡体内地下水位的影响主要在滑体前缘;库水位上升时,稳定性系数不断增加,且上升速率越大,稳定性系数越大;库水位下降速率小于滑体渗透系数时,稳定性系数不断降低;库水位下降速率大于或接近滑体渗透系数时,稳定性系数先减小后增大。     

坡体位移对库水位变化响应的模型试验研究

根据三峡水库的运行情况,以三峡库区某一滑坡为原型,用模型试验的方法模拟了滑坡体各部分的位移对水库水位变化的响应情况。试验采用位移传感器和非接触式光学测量法两套位移测量系统来监测滑坡体的位移。分析了滑坡体在库水位影响下的位移特征,并得出了滑坡体在库水位变化过程中位移发展的一般规律,试验发现大部分的位移发生在水库水位上升阶段和消落阶段,水位稳定在135m和175m的过程中滑坡体的位移变化不明显。     

大运河常州段2007年最高水位成因分析

2007年7月上旬，常州出现两次强降雨过程，河道水位快速上涨，部分区域遭受水涝，居民生活、企业生产及公路交通、航运等受到影响，导致区域防洪压力明显增加。尽管降水量接近常年，但河道最高水位明显偏高，作为常武地区代表性水位站大运河常州站最高水位达5．23m，为建国以来第6位。现将大运河常州段2007年最高水位成因分析如下：     

多路大尺寸七段LED数码显示控制仪

目前,我省许多水闸、泵站已建立了自动监控系统,其现场测控单元的功能重点是数据采集、设备控制及数字通讯。作为现场显示界面,较多采用多路大尺寸LED数码显示。它将日历、水位、闸位、流量等数据醒目地嵌在工况模拟屏(或集控操作台面)适当位置,使操作者能一目了然。 该仪器可同时驱动8路4位字高为25.4mm～101.6mm的LED显示屏,若现场数据量较大,只要适当增加相应接口器件即可满足要求。     

基于MIKE11的平原河道水面线分析计算

以平原河道东鱼河为例,采用MIKE11一维水动力模型计算水面线。分别对中游河段、下游河段验证站各选择两场洪水进行模型验证,拟定滩地、河槽分区糙率,设置河段上游流量边界、下游水位边界。结果表明,在洪水大流量、高水位阶段,场次洪水的模拟水位与实测水位整体吻合较好,模型具有较好的适应性。在既定水文水力条件下,推求20年一遇标准洪水设计水面线,分析了流量~水位及水位~过水面积关系,相关成果可为河道洪水调度提供决策参考。     

海平面上升对黄浦江风暴潮水位影响研究

为了模拟海平面上升后的风暴潮位对上海市防洪的影响,建立了黄浦江平面二维潮流-风暴潮数学模型。介绍了模型控制方程、定解条件以及主要参数,并对模型进行了验证。研究表明,黄浦江风暴潮高水位从上游向下逐渐增加;海平面上升后,与风暴潮和天文潮产生非线性作用,引起超高水位,使风暴潮最高水位的增加值大于海平面上升值;超高水位发生的位置和大小与风暴潮特性和海平面上升值有关。研究结果可为上海市的城市防洪提供理论依据。     

城市排水管网与内部河道耦合模拟研究

基于城市排水管网模拟系统(DigitalWater Simulation),将城市内部河道与排水管网相互关联,分析河道水位与流量控制对城市管网排水能力以及上游区域积水内涝的影响。模拟结果表明,河道在高水位条件下,会对排水管网排水产生顶托作用,造成上游检查井液位上升,雨水管道充满度上升、流速下降,同时地表积水淹没范围扩大,积水深度增加,淹没持续时间增加。因此,应在雨水管网模拟评估时,将排水管网与城市内部河道进行耦合模拟评估,分析不同控制水位对排水系统的影响,确定汛期城市内部河道的合理运行水位,通过河道水工设施的动态调控,增强城市的排水防涝能力。     

土体浸水时效性及其港口岸坡稳定分析

砂泥岩混合料浸水时效性是水位变动过程山区港口岸坡稳定分析的重要依据。利用应变控制直剪仪,设置5种工况20个试样开展不同浸水时长室内试验,分析砂泥岩混合料抗剪强度分布,得到其抗剪强度指标变化规律,查明其浸水时效性,将其用于模拟港口岸坡不同水位条件时安全性;建立港口水位上升与下降计算模型,分析了不同水位上升与下降状态时边坡安全性态。试验结果表明,砂泥岩混合料抗剪强度随浸水时间增加而减小,黏聚力随浸水时间增加先增加后趋于稳定,内摩擦角随浸水时间增加先减小后趋于稳定。由数值计算知岸坡安全系数随水位升高由0.997逐渐减小至0.952,随水位降低由0.924逐渐增加至0.994;同一水位时下降阶段安全系数降幅最大值为2.94%。因此,在不考虑渗流场影响条件下高水位时滨水港口岸坡安全性态劣于低水位状态,且在高水位时长期运行岸坡安全系数降幅最大。     

循环水泵流道的三维数值模拟与优化设计

通过建立基于RNG湍流模型的三维数值模型,对某循环水泵房前池和流道进行了数值模拟,重点对稳态及瞬态的水力特性进行了分析研究。结果表明:正常运行水位下,各工况的水泵喉部流速偏差均小于10%,能保证水泵安全稳定地运行。但在最低运行水位下,吸水池内涡量较大,为此提出了设置消涡胸墙的优化方案。两台水泵同时事故停泵时,会造成循环水泵房的暂时性溢流,可将泵房内人孔移至泵房外且运行水位降低0.30 m;两台水泵同时启动时,前池水位降低最大,但最小淹没深度仍能满足水泵的安全运行要求。     

潮汐河口闸下风暴潮特征模拟

潮汐河口闸下风暴潮水位对于河道防洪排水至关重要。以苏北里下河主要入海通道射阳河、黄沙河、新洋河和斗龙河等建闸河口为例,采用模型嵌套的方法,以平面二维数学模型模拟了里下河地区“9711”台风风暴潮期间闸下河段的潮汐水流和风暴潮运动过程,研究了闸下风暴潮水位相对河口风暴潮水位的变化特征。模拟结果显示,底摩擦、浅水变形、边界反射等相互作用影响,闸下风暴潮水位和潮汐水位存在一致的变化特性,即高潮位抬升,低潮位下降,潮差(增水)增加;涨潮历时缩短,落潮历时延长;风暴潮水位的变化幅度大于同时期的潮汐水位,风暴潮过程对于闸下排水具有显著影响。在与闸顶高程一致的上游水位条件下,相比天文潮过程,“9711”风暴潮过程可减少闸门过流流量的20%~25%。     

闽江口白岩潭～琯头、梅花河段洪潮水位研究

闽江口白岩潭～琯头、梅花河段洪潮水位观测值由河口琯头、梅花至内河白岩潭逐步降低,其高水位主要由"以洪为主"和"以潮为主"两种洪潮组合共同影响造成。该水位特征既有别于一般河道上游高于下游的水位特征,亦不同于海湾内高于海湾口的水位特征。该文通过模拟"以洪为主"和"以潮为主"两种典型洪潮遭遇情况,以50年一遇防洪防潮标准情况下上包线水位成果说明该河段上游高于下游、内湾低于湾口的水位特征。     

高坝大库的坝前年最高水位随机分布初探

研究坝前年最高水位分布的方法有两仲，即直接法和间接法。直接法所依据的实测水位资料较短，且受着众多人为因素的影响，与设计条件不甚相符。为此，利用随机模拟的方法来研究坝前年最高水位的分布，其结果表明坝前年最高水位的分布是偏态的，且服从Ｐ─Ⅲ分布，现行工程方法确定的各种设计水位都有一定程度的偏高。另外还利用这一方法给出了各种重现用水位的期望分布。     

盲肠河段的水位波动

本文通过数值模拟及摄动分析，对平面形状为矩形及平面形状为曲边梯形的两种盲肠河段的水位波动进行了研究。结果表明，无论是小包方案还是大包方案当口门处波源的波动周期与盲肠河段的固有周期相近时，都会发生共振现象。某大型水利枢纽上引航道的两种不同布置方案数值计算结果比较表明，在不同口门水位波动发生共振时。大包方案的水位波动幅度远较小包方案的小，说明大包方案对削减盲肠河段内的水位波动发生共振时，大包的航行及停