大型潮汐河工模型适时加沙控制系统设计与应用

潮汐水流断面输沙率在潮周期过程中一直处于变化之中,在潮汐河工模型中进行精确加沙是一个难题。为提高加沙控制精度和自动化水平,在长江口深水航道三期工程航道回淤预测河工模型上,设计开发了自动加沙控制系统。该系统以计算机控制技术为核心,辅以机电技术和管道结构设计,实现了对整个试验过程的适时加沙控制,能够适应潮汐水流要求加沙适时变化的特点。实际应用后,效果良好,具有推广价值。     

新型河工模型自动测控系统

为适应河工模型远程监视与控制的要求，开发了新型河工模型自动测控系统，该系统由中央控制系统、视频监视系统，人流、尾水、加沙控制系统，流速、水位、含沙量、地形自动检测系统等几大部分组成。同时，对各系统的功能、结构等进行了论述。实际运行表明，该系统运行稳定可靠，操作方便，测控精度较高。     

黄浦江河口潮汐物理模型控制与测量技术

随着计算机和自动控制技术的发展，河工物理模型控制与量测技术也取得了快速进展．在对河工模型量测与控制技术进行回顾的基础上，以黄浦江河口潮汐河工物理模型为例，介绍了潮流河段上边界采用轴流泵进行双向流量控制、下边界采用潜水泵进行水位控制的新技术．     

深圳河口潮汐模型变频生潮与量测控制系统

深圳河口潮汐模型量测控制系统由水位、流速、流量测量,加沙控制以及生潮控制设备组成。针对深圳河口潮汐模型水流的特性,系统设备采用了高性能的跟踪式光栅水位仪、光电旋浆智能流速仪以及智能水表流量计,采用循环管道加沙,还设计研制了一种基于变频调速技术的潮汐模拟系统。该模拟系统利用工控机与变频器间串口通讯,对试验过程远程控制,实时控制尾门的开启角度及运转速度,调节模型瞬时进出水量,达到准确模拟潮汐波的目的。在模型试验过程中,该测控系统精确度高,稳定性好,解决了可变溢流宽口门准确模拟潮汐的困难,使潮汐河工模型试验量测技术提高到一个新的水平。     

DPIV系统在河工模型试验中的应用研究

河工模型有同其它模型不同的特点，给流场的测量带来一定的困难，而DPIV系统是一种适合于河工模型的快速的流场测量方法。本文根据河工模型流场测量的特点建立了一套DPIV系统，可以对近平方米区域内的流体表面流场进行快速测量。并且根据河工模型中示踪粒子分布的特点，提出了DPIV速度计算的改进算法，提高了速度计算的效率，达到了对河工模型流场的实时测量和记录的要求。     

河工模型相似设计及特殊处理技术

本文从河工模型相似原理出发，由水流对床面产生的拖曳力τ和床面泥沙可动指标ρ′ｇｄ之比，导出适用于底沙的冲积类河工变态模型的变率ｅ，是由模型砂密度来决定的关系式：λρ′＝ｅ２，进而确定了冲积河流的模型设计的变率ｅ＝λＬ／λｈ和λρ′＝（ρｓｐ－１）／（ρｓｍ－１）之间的关系式来进行底沙模型设计。另外对一些特殊模型设计的处理技术作了较详细的介绍，对河工模型设计和试验研究者具有参考意义。     

河工模型在河流治理开发与保护中的作用

在总结国内外河工模型发展历程的基础上,简要论述了河工模型在大型水利工程建设、河道治理实践、河流开发利用、河流生态保护,以及河口海岸治理与开发利用中的作用,并提出了河工模型试验中需进一步研究解决的模拟关键技术问题,包括河工模型的变态问题、河床阻力相似、模型选沙问题、模型量测技术问题等。     

水石型泥石流河工模型试验方法

泥石流河工模型试验是预测泥石流河道演变规律,正确设计泥石流地区桥渡建筑物等的重要手段,它是刚刚兴起的一门试验技术,也是泥沙河工模型试验的发展. 水石流属稀性泥石流,其运动特性相对较接近于挟沙水流,所以先开展水石流河工模型试验是有利的.模型的相似条件,可从水石流的基本特性出发,并借鉴于泥沙河工模型的相似条件. 模型泥石流体的供给方式有水沙混合循环式供给和水沙分离以清水冲沙的一次性供给.在水石型泥石流河工模型试验中,后一种供给方式较好,理论上也是可行的. 本文还讨论了水石型泥石流河工模型的设计、制造、模型验证和试验量测方法,最后举出了模型实例. 泥石流河工模型试验是刚兴起的一门试验技术,也是泥沙河工模型试验技术的发展.在泥石流灾害日趋严重的今天,泥石流河工模型试验确系预测泥石流规模、河道演变趋势及正确设计泥石流地区桥渡等建筑物的重要手段.在尚未建立完整的泥石流模型的相似理论之前,我们先对水石型泥石流河工模型的相似条件、模型设计和制作、模型验证和量测方法等作了一些初步探索.     

河工模型试验量测新技术的开发及应用

量测技术水平是决定河工模型试验成果质量的关键因素之一。为此,介绍了近期在河工模型断面板制作、河势与流场观测、动床地形三维测量方面的研发成果,包括:提出了基于文本编辑的自动断面板脚本绘制方法,同时结合激光切割机的应用,解决了人工绘制断面板费时费力、数控雕刻机成本高和一般科研人员难以使用等问题;将无人机航拍技术应用于实验室河工模型试验流态、河势和流场观测,与常规固定式摄像机相结合,为试验成果的进一步分析提供了独特视角和丰富、可靠的参考信息;将运动结构恢复三维地形重建技术应用于河工模型冲淤地形测量中,并结合河工模型试验冲淤地形的特点提出具体应用方法。     

通航河流上桥渡工程船模航行试验

介绍了小比尺船模和正态河工模型相结合研究通航河流上的桥梁对船舶航行的影响。以京泸高速铁路跨越长江建桥方案的通航试验为例，讨论了代表性船队的选择，进行了河工模型的验证和船模率定，获得了船舶的航行参数。     

南水北调穿黄模型检测与控制自动化系统

 为了提高河工模型检测与控制自动化水平，采用机电式自动跟踪水位计及自行设计的异形板结构掺沙阀门，自适应PID算法和独特的控制流程，以每级流量时间为基础，设计出了一个集流量、掺砂、水位检测与控制为一体的全自动控制系统。系统水位控制精度达到0.1mm，能在7min左右使水位达到稳定。应用于南水北调穿黄河工模型后，各项指标均满足系统设计要求。     

河工模型试验供水供沙系统的自动化控制

介绍了一种采用自动化、智能化改造原来落后的河工模型试验供水供沙系统的成功方案。该方案包括自动供水系统与流量调节控制、尾水水位调节控制、自动加沙控制以及多对象多参量的综合协调控制。该系统实现了模型试验供水供沙全程自动控制,有效提高了试验效率和试验控制的精度。     

关于破解河道采砂管理难题的思考

受河道采砂暴利驱使,一些单位和个人违法乱采滥挖,严重危及防洪、供水和航运安全。在阐述河道砂石的属性、采砂管理体制和采砂管理存在问题的基础上,提出破解河道管理难题应加快制度创新。一是按照一项行政事务一家负责的原则,尽快理顺管理体制;二是完善刑事法律,增加刑法保护手段;三是学习台湾地区的采砂管理经验,适时进行管理制度创新。     

当前长江采砂管理的主要问题和对策

为建立长江河道采砂管理长效机制,在回顾采砂管理所取得成就的同时,对当前采砂管理中的主要问题进行了分析,包括砂石供需矛盾、采砂船产能过剩及执法能力欠缺等。在此基础上,提出坚持空间均衡,科学制定规划;坚持系统治理,化解主要矛盾;坚持两手发力,服务经济建设的治本措施,统筹推进治江事业绿色发展。相关经验可供我国其它流域及江河采砂管理工作借鉴。     

长江口采砂方案评价指标体系初探——以东风西沙水库工程采砂方案为例

近年来,为改善投资环境,长江口沿江两岸堤内外吹填造地对河道砂石的需求量逐渐增大。大规模无序、盲目的采砂活动已引起局部河势的不利变化,危及长江口防洪及通航安全。为规范长江口采砂行为,维护长江河口的健康,迫切需要建立一套科学的评价指标体系,为评价采砂活动提供方法。结合近年来编制采砂可行性论证报告的实际工作经验,对长江口采砂方案评价指标体系进行了初步探索,提出了评价指标的评价方法与评价标准,供业内同行及采砂管理部门参考。     

长江砂石料开采量初步分析

开采长江砂石料作建筑材料之用，已成为８０年代以来的新兴行业，砂石料开采用主要位于河床成型堆积体、弯道深槽和矶头冲刷坑下游堆积区、床沙输移区。砂石料的开采除了可能给防洪和航运安全带来不利影响外，对河道冲淤和河势也会带来重大影响，因此，应严格限制砂石开采区和开采量，长江上川江的卵石年开采最近期宜控制在２００万吨左右，中下游的砂石年开采量近期宜控制在５０００万吨以内。     

基于和谐论的黄河兰州段河道采砂影响评价

针对黄河兰州段河道采砂带来的安全问题,从河势稳定、防洪安全、水环境安全三方面建立河道采砂影响综合评价指标体系,采用改进的G2法和CRITIC法对评价指标进行主客观组合赋权,基于和谐论建立评价模型对2013—2018年黄河兰州段河道采砂影响进行了综合评价。结果表明,黄河兰州段河道采砂对河道安全及水环境安全带来不利的影响,在一定时期内需要对黄河兰州段河砂开采进行控制和预防,以避免对河道安全及水环境安全造成进一步的破坏。     

强化长江流域河道采砂现场监管工作对策

河道采砂现场监管工作是河道采砂管理的重要内容。《长江河道采砂管理条例》颁布施行9年来,长江河道采砂现场监管工作取得了显著成效,但还存在着一些问题。提出采取强化合作、打防并举的措施,即要继续依法深化对涉砂船舶的整治管理,继续深入开展水打与陆治相结合工作,继续做好监督检查工作,积极探索流域中小河流河道采砂的规范管理办法和措施,切实维护流域河道采砂管理秩序。     

泗河非法采砂治理实践与探索

现行水法律法规对河道非法采砂行为仅规定了行政处罚,难以震慑获取暴利的非法采砂人员。济宁市通过采取完善制度、建立机构、落实责任、联合执法、督导检查等多种措施,使泗河采砂管理秩序得以根本好转,经济社会效益显著。对解决泗河河道采砂管理中存在的难题进行了分析,提出了进一步落实各县(市、区)政府责任、彻底清理取缔采砂运砂船只、加快制定河道砂资源管理办法、落实各级专职管理机构等建议。