白鹤滩水电站分流挡渣堤保护方案优化试验研究

为优化白鹤滩水电站分流挡渣堤的保护措施,针对分流挡渣堤过流时的冲刷问题,采用模型试验方法,在无堆渣、右岸半堆渣、全堆渣92×104 m3情况下,选取最不利流量16 500m3/s,研究了上、下游分流挡渣堤的冲刷状况。结果表明,在过流量为16 500m3/s时,河床堆渣量增多有利于挡渣堤的防护,上游挡渣堤堤顶及1∶5缓坡段受冲刷较为严重。据此提出了三种优化防护方案,模拟5年一遇典型洪水的来流过程进行对比试验,得到了最优方案,可缩短挡渣堤施工工期并节约工程投资。     

单洪峰作用过程河道岸坡冲刷量估算方法

山区洪水爆发后通常会造成河流大量塌岸和岸坡失稳,单次洪峰形成过程对冲刷起重要作用。为了估算单次洪水作用过程中的冲刷量,利用山区洪水过程概化模型推导了洪峰形成过程冲刷量方程,采用粒子群算法对洪水过程概化模型参数进行拟合,取得较好的一致性,并研究了洪峰流量为600m~3/s、单洪峰作用12h过程冲刷量主要影响因素。结果发现,三角形与梯形河道断面随土体抗剪强度变化,边坡坡脚冲刷量在0.55～0.70m~3之间,随河道比降变化,边坡坡脚冲刷量在0.5～1.5m~3之间,相同条件下梯形河道断面坡脚的冲刷量低于三角形河道,河道比降参数对冲刷量的影响大于土体的抗剪强度。     

李家峡水电站整体水工模型试验研究

李家峡水电站位于青海省东南部,距上游龙羊峡水电站约为108.6km,是黄河上游重点工程之一.坝址区两岸山势陡峻,河谷狭窄,枯水期水面宽约30～50m.河床复盖层一般厚为3～9m,坝基基岩主要为前震旦系黑云母更长质带状混合岩和黑云母角闪斜长片岩.由于龙羊峡水电站已建成蓄水,且调节库容较大,控制了刘家峡以上约为2/3的来水量,因而李家峡水量稳定,洪水流量和泥沙含量都相对较小,使得李家峡工程施工时导截流方便,有利于降低造价,加速施工进度.     

渭河"05.10"洪水特性分析

渭河"05.10"洪水是自1981年以来渭河下游发生的最大洪水,临潼站洪峰流量5 270 m3/s,华县站洪峰流量4 820 m3/s.本文通过对本次洪水特性及其原因进行分析,目的是为更好的完善洪水防御对策,实现主动防洪避险,实现人水和谐,通过分析更好的了解和掌握水的自然规律,更好的服务于渭河防汛工作.     

长江下游土桥分汊水道分流比的影响因素及发展趋势

鉴于土桥水道分流比变化直接关系到其水道的航道条件,以1959~2012年的实测地形、水文以及大通水文站来流资料为基础,基于主流摆动理论,分析了长江下游土桥分汊水道分流比的影响因素,并预测了其未来的发展趋势。结果表明,流量过程变化是土桥水道分流比变化的主要因素,即土桥水道冲刷动力最大区域随流量增大向左摆动,流量小于20 000m3/s的持续时间越长,越利于右汊的冲刷发展及右汊分流比的提升,流量大于40 000m3/s的持续时间越长,越利于左汊的冲刷发展及左汊分流比的提升。三峡水库蓄水后来流消峰补枯的变化特点将更加明显,土桥水道右汊将持续冲刷,而左汊分流比将继续下降。     

再论立堵截流的规律

我国的水利水电建设自建国以来得到蓬勃的发展.1985年黄河三门峡工程采用机械化立堵抛石截流,取得了成功.其后,黄河上游盐锅峡、青铜峡、刘家峡、龙羊峡水电工程也相继巧锁黄龙.丹江口工程则成功地腰斩了汉江,从而创造了岩基河床立堵以及软基河床平立堵的经验.通过科学试验和总结经验,葛洲坝工程于1981年元月终于在流量4400～8000m~3/s、流速达7m/s、落差3.23m的情况下,截断了举世瞩目的长江,取得了辉煌的成就.     

感潮河段横向泄洪冲刷和淤积特性试验研究

为研究横向直排泄洪对感潮河段局部冲刷和淤积问题,以闽江魁岐泄洪枢纽工程为例,通过大比尺水力模型试验,分别设计了不同河道径流、泄洪历时及涨落潮等试验工况,观测了不同试验工况下的河床冲淤特性。结果表明,短历时泄洪落潮工况冲坑深度较涨潮工况增加约35%,长历时泄洪涨落潮工况冲坑深度相差约4%;受涨潮顶托作用,涨潮工况下河床冲刷面积更为集中。不同涨落潮泄洪工况条件下,河床冲刷深度对冲刷历时尤为敏感;河床淤积超过一定高度时,对河道流量、冲刷历时和涨落潮工况敏感度不高。受涨落潮影响,河床冲淤方向往复摆动,河床防冲刷措施应向泄洪出口上下游位置合理延伸。     

嫩江与第二松花江洪水相互顶托影响研究

干支河流交汇河段洪水遭遇时河道水位壅高,形成洪水顶托,致使河道断面水位流量关系复杂,增加河道防洪难度。以东北松花江流域嫩江和第二松花江(简称二松)在三岔河口处交汇为例,基于嫩江大赉站、二松扶余站多年实测洪水资料筛选顶托典型年,分析顶托典型年两水文站异常的水位流量关系,并定性定量研究了不同量级下洪水相互顶托程度。结果表明,嫩江较易受到二松洪水的顶托作用。当大赉站流量较大时,扶余站流量变化对大赉站顶托量影响较小,在大赉站流量大于3 000m3/s时,对大赉站的顶托量在0.5m以下;当大赉站流量较低时,随着扶余站流量的增大,顶托量逐渐增大,当大赉站流量小于3 000m3/s时,大赉站顶托量最大可达4.8m。     

枕头坝水电站泄洪消能试验研究

针对枕头坝水电站泄洪流量大且其下游河床覆盖较深、抗冲刷能力较差的问题,采用模型试验方法研究了不同消能尾坎形式下消力池的消能效果及对下游河床和两岸的冲刷情况,提出了采用方案4即直立尾坎形式消能效果较好,对下游的冲刷亦较轻。     

利用MIKE21前后处理模块实现河床冲淤可视化分析

为实现河床冲淤变化的可视化分析,结合2008、2009及2011年闽江下游大目埕河段实测地形资料,介绍了利用MIKE21前后处理模块中地形网格生成、数据提取及网格面积计算等常规功能建立河段数字高程模型(DEM)及河床冲淤可视化、横断面自动提取及冲淤量计算的基本流程。大目埕河段冲淤分析结果表明,2008、2009、2011年该河段总体呈冲刷状态,仅在边滩零星部位出现淤积,全河段河床平均下切2.31m,冲刷总量为659.22×104 m3。该研究方法简单方便,冲淤分析结果直观,可有效应用到河道演变分析中。     

长江中下游同流量下水位变化特征

三峡工程作为全球最大的综合性水利枢纽工程,其运行对坝下游的来水来沙条件、河道形态、河道比降及河床糙率等均产生了一定影响,进而引起同流量下洪水、中水、枯水位的适应性调整。为此,以长江中游宜昌至螺山站河段为例,采用多项式拟合法,探究了长江中下游同流量下水位变化特征。结果表明,三峡水库运行后,同流量中水、枯水位为下降趋势,同流量洪水位为上升态势,且存在一个临界流量,等于该流量时,同流量水位不发生变化,因此同流量对应的水位存在上升、下降转换的"临界转换流量"。宜昌站的临界转换流量的上下限为35 200～46 500m3/s,枝城站为35 600～46 400m3/s;受三口分流关系调整的影响,沙市站和监利站的临界转换流量上下限较低,分别为30 000～31 600、30 000～31 000m3/s;受洞庭湖入汇的影响,螺山站临界转换流量上下限值较高,为30 000～45 800m3/s。     

阶梯-深潭结构下的潜流交换过程试验研究

通过水槽试验验证了FLUENT结合COMSOL模拟阶梯-深潭结构下潜流交换过程的可行性,对比平坦河床,分析了阶梯-深潭结构下潜流的交换路径及不同区域的交换强度。结果表明,实测河床水沙界面水压力与模拟值吻合较好,阶梯坎附近呈现顺流下沉流、平行流、顺流上涌流、逆流上涌流4种水流状态。阶梯-深潭结构引起的水头变化是潜流交换的直接驱动力,阶梯坎上游及冲刷坑下游地表水进入河床后在冲刷坑内重回地表,完成了潜流交换过程。阶梯-深潭结构的潜流交换强度约为平坦河床的100倍,最大值出现在阶梯坎下方,最小值出现在阶梯坎下游约1m处的"速度零点"区域,该区域下游潜流交换速度明显减弱。     

小浪底水库拦沙运用初期水沙调控效果初步分析

鉴于小浪底水库位于控制黄河水沙的关键部位,基于1999～2008年原型观测资料,初步分析了小浪底水库拦沙运用初期水沙调控效果.结果表明,出库水沙搭配明显改善,绝大多数中粗颗粒泥沙被拦在库内,出库泥沙较细;在入库水量和沙量均大幅减少情况下,水库淤积速率缓于预期.黄河下游河道持续冲刷,冲刷主要集中于高村以上,冲刷强度具有沿程减弱的趋势;下游主槽河床质明显粗化,断面形态趋于窄深;平潍流量不断恢复,主槽行洪排沙能力显著提高;库区和下游河道持续减淤效果良好.     

大石涧水库溢流特性与坝下河道冲刷模型试验研究

基于物理模型试验探讨了大石涧水库溢流坝的溢流特性及不同洪水工况下坝下河道冲刷特性,发现大石涧水库溢流表孔体型设计合理,泄流能力满足设计要求;溢流堰面压强分布合理,最小负压值满足规范要.求,不易发生空蚀破坏;采用连续鼻坎挑流消能,对泄水建筑物的安全性无影响,但受两岸回流影响,下游护坦末端在小流量条件下会产生冲刷;下游河道主流偏右岸,坝下230~300 m范围护坡处出现淘刷,最大深度3~4 m。结果可为溢流堰的体型优化设计提供技术支持。     

公伯峡水电站施工技术咨询

公伯峡水电站位于青海省化隆县与循化县交界处的黄河干流上 ,电站距西宁市公路里程 1 5 3 km,距循化县城2 5 km,上距李家峡水电站公路里程 1 0 0 km,河道距离 76km,是黄河上游龙 -青河段第四座大型水电站。公伯峡水电站枢纽主要建筑物由混凝土面板堆石坝、左岸泄洪洞与溢洪道、右岸泄洪洞 (导流洞改建而成 )及引水系统组成。最大坝高 1 3 9m,水库设计库容 6.2亿 m3,电站总装机容量 1 5 0 0 MW,年平均发电量 5 1 .4k W·h。公伯峡水电站主体工程土建六个标段已全面开工 ,目前已开挖的砂砾石、强弱风化岩石工程量及剩余未开挖部分地质推测强…     

基于SWMM的武汉市城区雨水管网初雨特性分析

以武汉市黄孝河城区雨水管网系统为例,基于SWMM模型对初期雨水特性进行模拟分析,以COD≥50mg/L为初期雨水的界定标准,分别从初雨持续时间、污染物冲刷比例及径流深度三方面综合分析降雨强度和汇水面积大小对初雨特性的影响。结果表明,初雨持续时间整体变化范围较大;初雨污染物冲刷比例和径流深度主要受降雨强度的影响,且变幅较大;武汉市城区最佳控制初雨径流深度可取7.00mm,初雨径流中污染物占整场降雨冲刷污染物总量比例的均值为56.8%。     

基于Caflood的济南城区雨洪淹没模拟

为快速准确模拟城市洪水淹没并分析其时空演化规律,基于元胞自动机洪水模拟软件Caflood建立济南城区二维洪水淹没模型,并对济南城区雨洪淹没进行模拟。利用5次代表性雨洪数据率定模型并通过3次代表性雨洪数据验证该模型;同时为分析不同地形复杂度下的模拟效果及效率,采取不同分辨率DEM数据对20170718特大暴雨进行模拟,并对不同分辨率的模拟结果与MIKE21模拟结果进行对比分析。结果表明,模型率定及验证结果平均误差为0.02m;20170718特大暴雨模拟图形化显示结果基本符合实际淹没情形;选取22个实测点,以10m分辨率DEM作为模型输入的Caflood模拟最大水深平均误差为0.21m,30m分辨率的模拟平均误差为0.33m,但30m分辨率DEM运行时间仅为10m分辨率DEM的1/15,而MIKE21模拟的平均误差为0.27m。由此可见该模型运行可靠、精度较高、能较好地反映洪水的运动特性,与其他分布式雨洪模型相比具有计算时间短、建模条件较低且适应性较好的特点,更适合城市洪水预警与应急预案。研究成果可为城市雨洪模拟与预报提供参考。     

江垭—皂市水库联合优化运行规则研究

针对澧水流域常发生强度大、历时短的暴雨洪水问题,结合江垭、皂市水库原有防洪调度规划建立了并联水库优化运行模型,得出了江垭—皂市水库优化运行规则,根据起调水位、预报洪水频率即可得出控泄流量和闸门启闭规则.经各种设计洪水组合模拟计算,理论上可将江垭、皂市水库防洪库容利用率提高到100％,可减小三江口流量13 965 m3/s、降低水位1.69 m,石门以上防洪标准可由17年一遇提高到30年一遇,对澧水流域防洪安全保障具有重要意义.     

结合改进雨量不确定性计算方法的洪水概率预报及其应用

为更准确地预报洪水发生概率,针对传统雨量不确定性计算方法中相对误差估计不准确的问题,将独立同分布中心极限定理引入降雨不确定性计算中,推求一定区域内某次降水过程中面雨量测值的相对偏差、测量误差以及相对误差,实现降雨不确定性概率描述;降雨量概率分布计算与确定性水文预报模型耦合,最终实现考虑降雨不确定性的洪水概率预报,并以滩坑流域2014年间5场洪水过程为例对该方法进行了验证。结果表明,5场洪水预报的确定性系数均在0.89以上,洪峰误差均在9%以内,洪量误差均在7%以内,且预报区间覆盖率均在61%以上。说明结合改进雨量不确定性计算方法的洪水概率预报效果较好,预报精度和覆盖率高,具有一定工程实际意义。     

基于CORA数据的南海温差能资源时空特征研究

基于2000—2013年中国近海及邻近海域海洋逐日再分析产品(China Ocean Reanalysis,CORA)数据资料,通过计算南海表层(5 m)与深层(1000 m)的温差、卡诺效率、有效水头、暖水体积量、温差能可开发量等参数,对中国南海温差能在季节、年代际的地理分布及其变化特征进行详细分析。结果表明：1)南海大于1000 m水深海域的温差均满足发电净效率的要求,可全年有效开采,温差分布具有明显季节变换特征,夏季最高,秋、春次之,冬季最低,常年高值主要集中在南沙群岛至吕宋岛西部一带。2)中沙群岛以南是卡诺效率高值且月波动较小海区,效率最高月份为5—8月份。3)南海温差能年平均有效水头介于774～945 m,高值主要分布在南海中东部、南部海域,呈西南—东北走向,有效水头在850 m以上;南海中南部、吕宋岛西部海域年际变化呈2.0～3.0 m/a上升趋势。4)南海暖水体积量月变化呈“V”型,冬季8.50×10¹³m³以上,处在较高水平;年际变化0.165×10¹³m³/a,呈增长趋势,年平均7...