黄河下游径流输沙多时间尺度特征及其耦合分析

基于黄河下游花园口、高村、艾山、利津四站1950~2005年实测年径流量、年输沙量,运用小波变换方法分析了径流量、输沙量多时间尺度特征及其耦合关系。研究表明:(1)黄河下游径流量存在10年、15年、21年的主要变化周期,其中21年为首要主周期,周期变化特性最为显著,周期长度为10年左右;(2)黄河下游输沙量存在7年、15年、20年的主要变化周期,其中20年为首要主周期;(3)水量、沙量的主要周期基本保持一致。根据主周期对应尺度下小波系数曲线变化情况可以得出黄河下游径流量、输沙量在2005年以后十几年呈下降趋势。     

气候变化和人类活动对白河流域径流变化影响的定量研究

分析气候变化和人类活动对白河流域径流变化的贡献率,可为流域水资源规划与管理提供依据。以白河流域作为研究对象,首先采用线性趋势法、滑动平均法分析水文气象要素的年际变化趋势,其次采用Mann-Kendall检验、有序聚类检验和滑动t检验探究年径流量的突变年份,最后采用基于Budyko假设的水量平衡法评估气候变化和人类活动对径流变化的影响。结果表明:白河流域年径流量呈下降趋势,2008-2017年平均径流量仅为1960-1969年平均径流量的36.5%;年径流量在1979年发生突变,在1986年以后呈显著下降趋势;与基准期相比,变化期流域的干旱指数在增加,2001-2017年流域的干旱更为明显;人类活动是白河流域径流变化的主要原因,1980-2000年、2001-2017年人类活动对径流变化的平均贡献率分别为85.6%、73.6%,说明2000年以后气候变化对径流变化的影响呈上升趋势。     

基于LH-OAT与熵值法的水文模型参数敏感性系数分析

以山西境内10场次洪水为研究对象,首先采用优化的LH-OAT法,通过对参数的定向改变,得出了双超产流模型参数在不同流域、不同等级洪水及多个目标函数下的敏感性与相关性情况,再基于熵值法确定了模型参数的综合敏感性系数。研究表明:双超产流模型参数敏感性受目标函数、流域特性影响,并且仅在目标函数为PE时,其与各参数的敏感性与相关性不明显。改进的熵值法可以定性定量对模型参数进行多目标函数下的综合敏感性系数分析,模型参数综合敏感性大小排序为S_rK_sbα_0σc。     

汾河中游河道生态流量分析

针对汾河中游河道生态环境受到破坏、生态流量不足的问题,选择兰村和赵城断面为研究对象,采用水文学及水力学等6种计算方法对比分析汾河中游河道的生态流量,并进行了保障性与计算结果合理性分析。结果表明：两个断面的生态流量有相同的变化规律,1、2及12月份生态流量很小,3月份生态流量较大,总体上汛期生态流量大于非汛期;在1996年之前,两个断面生态流量的年际保障率总体较高,1997-2008年保障率下降,2008年之后呈波动增大趋势;年内保障率波动变化,但兰村断面3月份保障率较高,赵城断面3月份保障率很低,应重点考虑3月份汾河中游河段的灌区用水及水库蓄水对下游河道生态系统的影响。对比6种方法的计算结果,逐月频率法不适用于汾河流域,1、2、12月份生态流量推荐采用Tennant法计算结果,一般用水期的计算推荐Q_p法,汛期推荐年内展布法,3月份兰村断面推荐湿周法、赵城断面推荐Tennant法,推荐方法计算的逐月生态流量过程能够反映年内不同水期的丰枯变化,可为汾河中游生态修复工作提供参考。     

基于遗传算法的串联梯级泵站扬程优化分配

为实现引江济淮工程(安徽段)江水北送段的高效运行,以引江济淮工程江水北送段输水系统为研究对象,采用基于遗传算法构建的梯级泵站扬程优化分配模型,开展串联梯级泵站扬程优化分配研究。分别对设计和非设计工况下江水北送段输水系统的运行方案进行分析计算。计算结果表明:设计工况下优化后分配方案总效率较设计现状方案提高2.86%,说明模型优化后的方案可进一步提高梯级泵站的输水效率,为实现串联泵站输水系统科学、合理调度提供很好的科学支撑。     

梯形转叶螺旋流消能装置水力特性研究

在有压输水管道内部装配合适的消能装置是解决供水工程剩余水头的一种重要消能方式。本文介绍了梯形转叶螺旋流消能装置的水力特性试验研究,根据试验数据计算分析了消能装置的消能效果,并对其在不同扭转角度下的消能效率进行了分析,从而确定此类消能装置最高消能效率可达水流压力的80%以上,能对下游建筑物设施起到良好的保护作用。综合试验结果表明,该装置结构基本合理,可作为管道消能装置设计的依据。     

一种新型可调式减压装置的模型试验与数值模拟

为解决管道超压问题,保护建筑物中管道的安全,本文提出一种新型可调式栅栏结构减压装置,并通过模型试验、理论分析和数值模拟对其减压能力进行计算研究。通过对多种工况下模型试验的数据分析,得出此减压装置的减压效率较高,并且和管道内流速和栅栏的开度相关。随后,利用理论分析推导出了减压装置的减压原理。最后,应用三维数值模拟进行分析,得到在开度一定时减压装置减压效率随着流速增大而减小的规律,并拟合出流速为0.1~0.5 m/s时减压效率和流速之间的函数关系,进一步验证了这个规律。     

娘子关供水工程压力管路安全运行方式研究

本文分析计算了山西省阳泉市娘子关二期供水工程运行过程中突然停泵时的水力过渡过程,发现管道存在超过规范要求的负压,针对二级站压力管路的负压问题提出四种改善措施:降低管线高程,增加蝶阀,改善机组转动惯量,增加进排气阀。通过VB编程建立水锤计算模型,分别对四种措施进行比较分析模拟计算,并结合工程实际提出满足规范要求的合理防护方案,以期实现娘子关二级站的安全运行。