不同流量下环翼型防冲板结构优化试验

为了研究不同流量条件下桥墩局部冲刷问题,在单片挡板基础上,增加防冲板数量形成了多级防冲结构。利用多元统计方法对防冲效果进行了主成分分析,认为最大冲坑深度最能体现试验效果,并以最大冲坑深度为指标进行试验分析。试验结果表明:在流量为75 m3/h时,增加防冲板数量并不能有效提升防冲效果;当流量增加到115 m3/h时,通过增加防冲板数量可在一定程度上提高桥墩的防冲能力,并且防冲效果随着防冲板间距的减小而增强,同时随着防冲板外径的增大而增强。但三级防冲板与二级防冲板防冲效果非常相近,第三级挡板对试验的结果影响甚微。因此,试验分析认为,在考虑不同流量条件下,环翼型防冲板最优防冲结构为两片防冲板,且防冲板外径为180 mm,间距取值为15 mm。     

三峡水利枢纽上下游引航道冲沙措施研究

借鉴葛洲坝工程的成功经验,有必要采用“动水冲沙“的方法解决三峡枢纽运行至中后期上、下游引航道中的泥沙淤积量较大的问题。为论证冲沙设施布置合理与否及不同大小冲沙流量的冲沙效果等,在完成地下电厂方案的长系列水文年(31 2a至70 6a)淤积试验后对各种年型及冲沙引用流量进行了冲沙试验。冲沙试验成果表明:上下游引航道冲沙效果随冲沙流量增大而增大,下游水位降低对提高冲沙效果有一定成效,上下游引航道水流条件不同,冲沙效果下游往往受上游影响,根据非平衡输沙原理,同一冲沙流量条件下,上游冲沙量较大时,下游冲沙量会有所减少。     

基于GIS的河道冲淤时空分析方法研究

采用数字高程模型法进行冲淤计算已成为冲淤计算的主流方法。首先建立符合精度要求的河道数字高程模型,进行冲淤计算,构建冲淤分析的系统化平台。然后提出一种新的存储栅格数据的表结构,对河道的冲淤预测方法进行了初步地探讨,为快速有效地分析河道冲淤规律奠定了基础。同时,提出利用冲淤空间分布图进行冲淤规律定量分析,为河道冲淤分析提供了新的研究手段。     

复杂冲沙廊道系统最优运行方式的数值模拟研究

电站取水口复杂冲沙廊道系统的冲沙孔孔前漏斗范围往往随冲沙流量增加而增大,但相应地,冲沙孔与廊道连接过渡段的压力则迅速减小,并出现较大负压,简单的调度运行方式很难使这种复杂冲沙廊道的压力特性及冲沙漏斗范围均达到较佳,必须进行调度方式的优化研究才能达到此目的。本文采用数值模拟的方法研究了大渡河龙头石水电站取水口冲沙廊道系统的最优运行方式,结果表明,通过改变冲沙孔运行方式,冲沙漏斗范围及冲沙系统压力特性这两个目标可同时达到较优的效果,对类似的取水口冲沙系统运行方式拟定具有重要工程价值和科学意义。     

应用GIS计算分析长江镇扬河段的河床演变

在GIS环境条件下,建立了长江镇扬河段地理信息系统,主要包括三个子系统:自动成图系统、测图信息管理系统和河道冲淤分析系统。河道冲淤分析系统采用GIS的空间技术,实现了任意测次间的剖面冲淤分析和区域冲淤分析。剖面冲淤分析包括固定断面冲淤分析和任意断面冲淤分析;区域冲淤分析包括固定河段冲淤分析和任意区域冲淤分析。其最大特点是实现了任意时间、任意空间的在线冲淤分析,在GIS平台下开发了河道管理与整治研究中快速进行高效冲淤分析的技术手段,可以从河床演变角度直观地表达河道的地形信息,为河道规划管理及整治措施设计提供了快速准确的科学数据。从镇扬河段上游至下游顺序,根据GIS分析计算得到的河道冲淤信息分别就仪征水道、世业洲、六圩水道、和畅洲和大港水道的河床冲淤演变分别进行分析介绍。     

淤泥质河床冲淤分析计算

根据床面剪切力和水流挟沙力对床面冲淤的影响,针对处于冲淤平衡状态下的床面,利用权重法建立了剪切力和水流挟沙力共同作用下的床面冲淤计算公式,可以广泛地应用于淤泥质河床的冲淤计算。采用剪切力、挟沙力以及二者所引起床面冲淤率的比值等3个参数,整理得出床面冲淤类型,用以分析床面冲淤形态和床面冲淤特点。通过开敞航道淤积、顺岸式港池冲淤以及滩面流速改变引起的床面演变等3个实例,说明本研究成果有较好的实用价值。     

非岩基水闸泄洪消能和冲沙试验研究

通过整体水工模型试验,对比研究了非岩基水闸闸后消力池和斜坡护坦两种消能防冲方式对下游冲刷和水库冲沙的影响。结果表明:消力池方案存在妨碍冲沙和因泥沙淤积而削弱消能作用等问题;通过斜坡护坦连接闸室和下游河道,护坦末设防冲墙和抛石防冲槽,可以满足敞泄泄洪和降水运行过程中的消能防冲要求;用2年一遇洪水敞泄冲沙,可满足水库冲沙要求。     

曹娥江大闸闸下防冲设施设计与运行

曹娥江大闸下闸蓄水已运行7年。运行中,根据闸下防冲设施设计思路,对于易冲刷的砂质粉土地基采用了水平防冲与两道垂直防冲相结合的防冲体系,实践证明防冲设计安全可靠,工程运行情况良好。近几年,在钱塘江尖山河段主槽偏南大背景下,抛石防冲槽局部出现冲损,通过采取合金钢网石兜加固等措施,确保了工程的安全运行。     

气动冲淤数值仿真模型研究

为进一步探索气动冲淤的作用机理和在工程实践中的应用,进行了气动冲淤数值仿真模型研究。采用立面二维水-沙-气三相仿真模型,对气动冲淤中气体及泥沙运动特性进行了探索,并对比了气动冲淤与水射流冲刷的优缺点。结果表明:①采用气动冲淤时,气流冲击到泥沙后向上运动,同时带动泥沙向上运动,随之被水流带走。相同条件下,水射流的冲刷范围大,但气动冲淤的冲沙效率更高,采用气动冲淤能达到较好的清淤效果。②气动冲淤中,气体流速越大,冲刷效果越明显,冲沙率随气体弗劳德数的增大呈线性增大趋势。     

混凝土坝水平缝面智能冲毛系统研发及应用

新老混凝土水平施工缝面处理是确保坝体混凝土整体性的关键工序。目前混凝土坝施工主要根据经验采用高压水人工冲毛方式对冲毛位置、冲毛时间等进行控制,存在工作强度高、作业主观性强等不足,难以实现冲毛质量的精准控制。针对上述问题,本文研究了混凝土水平缝面智能冲毛系统。基于工业机器人、自动化控制等技术研制智能冲毛装备,实现混凝土坝仓面无人冲毛作业;耦合多源传感器信息,建立智能冲毛装备运动学模型以及路径规划方法,实现智能冲毛装备自主避障;结合机器视觉理论,建立基于卷积神经网络的混凝土冲毛表面图像智能分类模型,实现冲毛质量的客观分析;同时,开发云端监控平台和无线通讯子系统,实现与智能冲毛装备之间的信息传输和多平台互联互通,并进行智能冲毛装备的有效管理和远程控制。此外,通过现场试验验证了智能冲毛系统的可行性和可靠性,研究成果为混凝土坝冲毛施工实现无人化作业、科学化质量管控提供了新的思路和技术手段,具有十分重要的现实意义和应用价值。     

输沙量差法计算河道冲淤量的误差分析

输沙量差法是计算河道冲淤量的主要方法之一。分析了输沙量差法与断面法计算河道冲淤量结果之间的差异和采用输沙量差法计算河道冲淤量的误差来源,提出了计算河道冲淤量中误差和相对误差的表达式。结合黄河下游现行测量条件,指出：①河道输沙量测验的相对中误差为1．7％～2．5％,能满足了解河道输沙情况的要求;②一般情况下河道冲淤量的绝对值远小于输沙量,但其绝对误差又大于输沙量的测验误差,导致计算的河道冲淤量的相对误差较大;③河段冲淤量的相对误差随冲淤量的减少而增加,甚至出现实测的冲淤量小于其测量误差,导致冲淤量计算成果定性困难;④当河道内的冲刷量或淤积量占来沙量的比例较大时计算的冲淤量相对误差很小,但河段淤积率降低到一定程度时,冲淤量的相对误差迅速增大,甚至超过100％,此时采用输沙量差法计算的河道冲淤量无使用价值。     

振冲碎石桩施工质量管理系统的工程实践

振冲碎石桩是解决我国西南地区水电开发面临的深厚覆盖层问题的关键技术手段之一。作为隐蔽工程的振冲碎石桩施工质量管理受众多不利条件影响。为了克服传统振冲碎石桩质量管理体系中人为因素影响大、质量管理时效性低等弊端,笔者基于硬梁包水电站振冲碎石桩地基处理工程,梳理了振冲碎石桩质量管理流程,开发了一套振冲碎石桩施工质量管理系统,经现场试运行可有效提高振冲碎石桩施工质量管理水平。     

饱和砂土振冲加固的振动液化机理研究

地震剪应力理论对饱和砂土振冲加固的振动压密作用机理进行研究,根据砂土水平剪应变的大小,对振冲加固深度范围内砂土的液化状态来确定最佳振冲间距。在工程实践中,通过在饱和砂土地基现场振冲试验剪应变大小的监测分析,确定最佳振冲间距,与传统孔隙水压力监测等方法确定最佳振冲间距相比,更经济快捷、方便可行。     

定时冲洗的直线型沉沙池——漏斗式沉沙池

连续冲沙直线型沉沙池和定期冲沙直线型沉沙池是小型水电站常用的沉沙池类型。连续冲沙的直线型沉沙池的主要缺点是结构复杂,容易发生故障,运用比较麻烦;定期冲沙的直线型沉沙池的主要缺点是冲沙时必须停止发电。为了不影响发电,沉沙池可以做成并列的几个,轮流冲沙,但这势必增加了工程量,提高了工程造价。本文推荐一种定时冲沙的直线型沉沙池——漏斗式沉沙池。这种沉沙池的沉淀室由几个并列的漏斗组成,在实际运用中取得较好效益。     

水沙条件对大湖口河冲淤特性的影响

为了解水沙条件变化对大湖口河冲淤特性的影响,基于二维水沙数学模型,模拟了典型年份洪、中、枯不同水沙条件下该河段冲淤情况,分析泥沙冲淤及河势变化。结果表明:大湖口河原始冲淤表现为第一、二、四段淤积,第三段冲刷,但水沙条件的变化,使得大湖口河河床冲淤整体呈现出上淤下冲的态势,河道断面冲淤表现为左淤右冲,冲淤程度进一步加强。随着上游来水来沙的变化,大湖口河将逐渐向单一、弯曲性河道演变,从而对大湖口河的防洪产生一定的影响。     

振冲法在水利水电工程中的应用

文章介绍了振冲法的分类及其适用范围,并着重说明了振冲法的施工工艺。同时,将振冲法在水利水电工程施工中常见问题及处理方法进行了探讨,为振冲技术在水利水电工程中的应用提供技术参考。     

几座高山水库冲沙管理经验回顾

对法国电力公司管辖的几座水库的泥沙淤积及洪水期的冲沙管理作了综述。说明了冲沙的有效性和遵守环境标准的必要性。对各种冲沙方案尤其是洪水形态和冲沙期就冲沙对物理化学和生物学方面的影响进行了讨论，但很难区分冲沙和洪水的影响。     

呼图壁河渠首工程水库泄空冲沙研究

对于多沙河流上水库的排沙方法,前人已有较多研究,但通过模型试验来模拟水库高淤积后的排沙研究较少。通过水工动床模型试验,对呼图壁河渠首拟建水库高淤积状态下的泄空冲沙进行了研究,根据冲淤前后的断面变化情况,对泄空冲沙过程中的溯源冲刷和沿程冲刷进行了分析,找出了泄空冲沙的规律及运用原则。通过对泥沙冲淤的数值分析,建立了溯源冲沙的概化图形,推导出了一套适合该水库的泄空冲沙公式。经验证,建立的泄空冲沙公式可以用于呼图壁河渠首工程水库排沙形态预测及排沙量的估算。     

山洪沟道防冲建筑物壅水风险评估模型及应用

为合理评价山洪沟道防冲建筑物壅水风险,基于Saint-Venant方程组和Villemonte堰流公式,构建了防冲建筑物壅水风险评估水动力模型。根据防冲建筑物的实际情况和设计要求,将防冲建筑物概化为薄壁堰。将该模型应用于防冲建筑物分布密集的宁夏北武当沟,分析评估梯级防冲坎壅水风险,并提出优化措施建议。计算结果表明:所建模型能够较精确地模拟山洪演进过程和防冲建筑物壅水风险,充分体现了防冲建筑物的阻水效果。研究成果对沟道山洪的精细仿真模拟与风险评估具有一定参考价值。     

黄河内蒙古段河道整治工程冲刷深度计算

选取4家具有代表性的冲刷深度计算公式,对黄河内蒙古段整治工程影响较大的丁坝局部冲深和护岸冲深进行了计算,再以此为基础,综合考虑实体模型试验和实测资料,最终确定都思兔河口—三湖河口河段平均冲深为11.0 m,三湖河口—昭君坟河段平均冲深为10.5 m,昭君坟—蒲滩拐河段平均冲深为11.0 m。此外,根据公式计算结果、实地测量及模型试验资料,确定坡式护岸的冲深为4.55 m。