溃坝洪水研究进展

溃坝洪水研究的目的是计算溃决坝址的流量、水位过程线,并向下游作洪水演进得到沿程的流量、流速、水位、波前与洪峰的到达时间,评估下游洪水淹没损失情况,以便于采取措施,降低洪水风险。从溃坝水流理论研究、溃坝问题的试验研究、溃坝模拟及洪水在下游演进这3个方面对溃坝洪水研究进行了综述,回顾和总结了国内外溃坝洪水研究的发展历程、已取得的成果和近些年的进展,提出了将来要研究的重点,并对研究前景进行了展望。目前溃坝理论的数值求解发展迅速,由试验提出了溃坝机理,研究不断模型化;但高强输沙理论未建立,溃口冲刷过程未能准确表达,对梯级溃坝和冰湖溃决洪水研究较少。今后应加强溃坝水流理论研究,开展大尺度、多库溃坝模型试验研究,积极做好梯级溃坝和冰湖溃决洪水模拟,进一步建立快捷可靠的区域溃坝洪水预报系统。     

钦寸水库施工期溃坝洪水模拟

目前国内外研究建成水库溃坝洪水模拟及影响分析的较多,对水库施工期溃坝洪水研究较少。文章以模拟钦寸水库施工期溃坝洪水为例,研究水库施工期溃坝概率,可能发生的水库溃坝形式,溃坝洪水计算方法、淹没范围及影响分析等。为其它处于施工期的水库溃坝洪水模拟分析提供参考。     

中小型水库溃坝洪水估算

对水库溃坝洪水进行估算,可预测洪水对下游造成的淹没范围和程度,以便做出防范措施和编制应急计划.介绍了溃坝洪水佑算的方法,对于在溃坝数据不足及计算工具不完善情况下的溃坝洪水计算有一定的帮助.     

梯级水库溃坝洪水模拟

为充分利用水能资源和实现流域水资源的综合调控,我国在众多河流上进行了梯级开发,因此,对梯级水库大坝群的溃坝洪水风险开展研究具有重大意义。结合贵阳松柏山、花溪梯级水库实际工程状况,在假设梯级水库大坝出现溃坝事件时,以河道溃坝数学模型进行溃坝洪水演进模拟分析,获得上游松柏山水库溃坝、花溪水库库区及其下游风险区域的水位变化过程。结合数学模型计算成果,分析了梯级水库群不同水位组合溃坝洪水对下游的影响。     

亭下水库溃坝洪水分析

为更好地预测亭下水库溃坝可能的影响,建立了二维溃坝洪水演进数学模型,计算了溃坝洪水流量过程,模拟不同工况下溃坝洪水的传播演进过程。通过分析溃坝洪水淹没范围内最大水深、最高水位、最大流速的等值线分布规律以及代表点、代表断面的洪水特性,得出溃坝洪水对水库下游区域的影响程度。分析结果表明:亭下水库一旦溃坝,溃坝洪水将严重威胁下游人民生命财产的安全。研究成果满足溃坝洪水分析要求,采用的技术路线与方法能够应用于其他水库的溃坝洪水分析。     

中国实行溃坝洪水保险的可行性研究

在分析我国实行溃坝洪水保险的必要性与重要性的基础上,研究了我国实行溃坝洪水保险的可行性,为研究适合我国国情的溃坝洪水保险模式提供参考。     

溃坝洪水数值模拟

在已有溃坝洪水数学模型基础上建立的溃坝洪水计算模型，可对洪水由库尾向坝址的传播过程、溃坝洪水向下游的推进过程、溃坝洪水漫过堤防后在下游城镇内的淹没过程进行水动力学模拟．利用所建立的溃坝洪水计算模型，对某水电站大坝溃坝洪水在拟定的各工况下进行的坝下游洪水预测表明，溃坝历时、水库上游来流量及溃坝时不同的坝前水位是影响该模型计算结果的主要因素．     

施工围堰溃坝洪水分析

以戈兰滩水电站上游围堰溃坝洪水分析为例,根据施工围堰材质、河道形状,对施工围堰按瞬时全部溃决、局部渐溃方案进行了研究,并采用相应的经验公式,推算溃坝洪峰及溃坝洪水过程和对下游的淹没影响,为电站施工和下游防洪安全提供保障.     

HEC-RAS模型在二维溃坝洪水研究中的应用

为准确模拟大坝失事后溃坝洪水的下游演进,运用HEC-RAS二维水动力学模型,修正面板坝溃口发展曲线,设计两种闸门开度的小井沟面板坝漫顶溃坝工况,模拟水库泄洪影响下溃坝洪水的下游演进并生成相应的洪水风险图、最大流速分布图、滞留时间图。研究结果展现了溃坝洪水在中下游平原丘陵地区的泛滥情况、洪水风险的分布差异以及水库泄洪对溃坝洪水的影响。分析得出不同闸门开度下溃坝洪水在中下游平原丘陵地区的淹没水深和范围差异明显,最大流速和洪水滞留时间区别不大, 说明水库全力泄洪能有效降低溃坝洪水对下游人员聚居的平原地区的危害。研究成果对后续的人员疏散和损失估计具有重要参考意义。     

基于HEC-RAS及HEC-GeoRAS的溃坝洪水分析

洪水漫顶、渗漏等原因引起的垮坝失事,将会给下游人民带来巨大的生命财产损失,因此,对溃坝洪水引起的淹没范围的准确预测至关重要。通过对大渡河上22座梯级水电站进行对比分析,选定长河坝电站水库大坝为研究对象,分析洪水漫顶引起的长河坝溃坝,及由其引起的下游黄金坪、泸定水电站的连续溃坝对泸定县的淹没范围。首先利用HEC-GeoRAS和Google地球提取研究区域的地形数据,然后将建好的模型导入到一维溃坝洪水计算工具HEC-RAS中进行溃坝洪水演进模拟,最后通过HEC-GeoRAS分析研究区域的洪水淹没范围及流速分布。结果表明:由长河坝溃坝引起的下游泸定县的洪水淹没范围为左右岸平均漫堤宽度约200 m,已经淹没到了城区;从流速分布图得出河道中心的流速均较大,最大流速为16.217 m/s。研究结果可为洪水风险图的制作及防洪决策提供一定的技术支持。     

基于应力路径的吸力对非饱和土性能参数的影响

以非饱和重塑粉土为研究对象,应用GDS非饱和土三轴仪进行三种应力路径试验,基于平均有效应力和平均净应力研究了吸力对试样性能参数的影响规律。研究结果表明:三轴等向压缩试验中基于平均有效应力得到的非饱和试样的先期固结压力随吸力增大而增大,而基于平均净应力得到的先期固结压力的变化规律则不明显。三轴不排水剪切试验中基于平均有效应力得到的临界状态线与吸力无关且唯一,基于平均净应力得到的临界状态线与饱和试样临界状态线平行,且随吸力增大临界状态线逐渐远离饱和试样的临界状态线。     

汇水区节点选取对城市雨洪模拟结果的影响

利用Info Works ICM模型建立深圳市光明新区新城公园雨水管网模型,分别以检查井和雨水口作为模型的节点划分汇水区,分析不同的汇水区划分方式对公园出口流量模拟结果的影响。结果表明:在中小降雨条件下,汇水区节点选取对峰值流量模拟结果的影响不明显;在暴雨或特大暴雨的条件下,汇水区节点选取对峰值流量模拟结果的影响较大;与以检查井为节点的划分方式相比,以雨水口为节点的划分方式产流时间会有一定程度的推迟;在模型建立过程中应综合考虑研究目标、区域尺度和降雨特征等对汇水区进行合理划分。     

百色水利枢纽下闸蓄水方案研究

针对百色水利枢纽由于移民搬迁滞后推迟到汛末下闸的问题,从各个方面对下闸蓄水方案进行分析研究后,决定于2005年8月26日下闸蓄水,使得2006年6月26日水库能蓄水到195 m,7月15日第一台机组顺利发电,达到了预定目标.     

界面裂纹对混凝土氯离子扩散系数的影响

将混凝土看成是一种由骨料、界面和水泥石基体所组成的三相复合材料,平行界面裂纹位于骨料表面,据此构建出圆形单元细胞模型,并采用推进前沿法尽可能准确地剖分单元细胞,然后应用有限元法获得混凝土氯离子扩散系数的数值解。通过与已有实验结果的比较,初步验证了文中数值方法的有效性,并定量评价了混凝土细观结构对氯离子扩散系数的影响。数值计算表明,混凝土氯离子扩散系数随裂纹张开角、界面厚度的增大而增大,但随着骨料直径的增大而减小,且骨料级配对混凝土氯离子扩散系数有很大的影响。     

元胞自动机在水轮机特性数据处理中的应用

给出一种基于元胞自动机的曲线逼近方法,并将这种方法应用于对水轮机的特性数据进行数值逼近。实例计算结果表明,使用基于元胞自动机的曲线逼近方法逼近水轮机的特性数据,所得到的逼近结果具有计算精度高、能够真实反映水轮机特性的特点,可以用于水轮机的控制和优化运行等方面。     

涌潮作用下护滩块石起动研究

采用理论分析与试验研究相结合的方法，首先从理论上分析涌潮运动要素之间的关系，然后根据起动临界状态时的力学平衡条件，推导出涌潮作用下护滩块石稳定计算的结构公式。在公式中采用涌潮相对（滩地水深）高度表示其对护滩块石的动力作用，同时考虑了滩地水深对护滩块石稳定性的影响。在涌潮水槽试验中，进行了护滩块石在涌潮作用下的起动试验研究，验证了文中提出的块石稳定粒径计算公式的正确性，并根据试验结果率定了公式中的待定系数。     

Long-term stagnation monitoring using machine learning: comparison of artificial neural network model and convolution neural network model

In this study, a device to diffuse the flow of water in a horizontal direction was installed over a small river connected to Nakdonggang River and the dissolved oxygen (DO) concentration within the range of its influence was monitored. A DO probe was installed and operated at three depths of water; the surface layer, middle layer and deep layer. In order to judge stagnant water by operating and controlling the device automatically, an artificial neural network model that worked through profiling by logics and expert learning was applied. For expert learning, the number of all cases generated from DO data was labeled based on expert judgment. In other words, when DO concentration was divided into 7 levels, the number of cases was 343, the experts were requested to determine whether each case was a stagnant water. Machine learning was carried out targeting labelling by experts with the artificial neural network (ANN) and the convolution neural network (CNN). The target datasets for learning were 3?×?1 based on numbers from 1 to 7 and 7?×?7 based on the dot graph. The correct ratio for the ANN model learning result based on the graph was only 29.2%, so it was excluded. The correct ratio for the ANN model learning result based on numbers was 87.2%. The correct ratio for the CNN based on the graph was 94.2%. When machine learning was carried out with 30 to 300 randomly selected targeted graphs, the ANN model showed 74.6% as the correct ratio for up to 150 graphs, which was somewhat low, while the CNN showed 84.3% for 30 graphs and 94.2% for 200 graphs, a gradual increase with results comparable to the total number of graphs. By applying the relevant control logics to actual monitoring results, 91.5% and 87.4% was judged to be stagnant water from points directly and indirectly affected by the device, respectively.

     

河道内生态环境需水量计算方法的研究现状及其改进探讨

从河道内生态环境需水量的基本概念出发,提出河道内生态环境需水量的计算方法问题,认为尺度转换问题是河道内生态环境需水计算的基础;总结了目前国内外较为常用的河道内生态环境需水量的计算方法,同时对其进行了综合比较,指出了其优缺点;认为将国外和国内计算方法有机结合并进行合理改进,使之适合国内河道内生态环境需水计算,是今后国内河道内生态环境需水研究的方向之一。     

浮床植物对不同污染程度水体中氮、磷的去除效果

研究美人蕉及水蕹菜这两种常见浮床植物在低、中、高浓度污水中的生长状况,以及对氮、磷的净化效果:①低浓度污水中水蕹菜对氮磷的去除效果优于美人蕉;中浓度污水中水蕹菜对NH3-N的去除效果高于美人蕉,对NO3-N和TP的去除效果低于美人蕉;高浓度水样中,美人蕉对所有指标的净化效果均优于水蕹菜.②水蕹菜在TN质量浓度大于30m...     

基于PSR的城市水生态安全评价体系研究——以“五水共治”治水模式下的临海市为例

以PSR模型和"五水共治"治水模式为基础,从治污、防洪、排涝、供水、节水和社会经济6个方面选择指标,建立城市水生态安全评价指标体系,对城市水生态安全状况进行定量分析。采用专家评分的层次分析法对评价指标赋权,采用综合指数法对临海市水生态安全状况进行综合计算;最后根据计算结果评价临海市水生态安全状况。结果表明,临海市水生态安全状况随"五水共治"治水模式的推进逐渐得到改善。