基于缓蓄快放系统的西安市护城河水质改善方法研究

研究缓蓄快放系统,探索水资源短缺地区的河流水动力提升方法及其对水质影响规律。以西安市护城河南西线为研究区,根据护城河现状水质与水动力数据,利用MIKE21构建了西安市护城河水动力-水质耦合模型。依护城河现有坝体设计蓄水闸门,模拟河道上游快速泄水对下游河道的冲淤能力,探究不同蓄水高度和不同水质条件快速泄水对护城河水动力和水质的影响规律。基于MIKE21的数值模拟结果表明,不同蓄水高度对水体的水动力特性影响显著,蓄水水质对污染物浓度具有显著影响。基于MIKE21的西安市护城河水动力-水质耦合模型模拟结果表明采用1 m蓄水高度与Ⅲ类水补给相结合的工况可以最大程度实现护城河水体的水质、水动力改善。西安市护城河采用符合地表水Ⅲ类的补水水源,通过提升护城河水动力的方式可以有效改善西安市护城河水质状态。     

黄土高原区大中型水库清淤方案研究

陕西省陕北黄土高原区位于我国水土流失最为严重、且较为缺水的地区,水库淤积问题导致水库兴利功能弱化,供水、防洪及生态保障能力下降,工程效益衰减,制约着区域经济社会发展。水库传统加坝方式受到地形、地质、移民、土地、文物及环境等因素影响,不易实施。因此开展现有水库清淤扩容无疑是解决陕北水资源短缺问题一项更为经济高效的措施。在国内清淤工程实践中,黄土高原区尚无较为成熟的施工经验可借鉴。基于陕西省延安市王瑶水库扩容清淤工程实例,从水库清淤规模确定、清淤工艺、淤泥资源化利用等方面出发,探究黄土高原大中型水库清淤设计方案,可为同类水库工程清淤和资源化利用的新模式提供技术和经验参考。     

超前谋划积极落实做好陕西省水中长期供求规划

水中长期供求规划在水利规划体系中属于战略规划,能够突出体现政府的宏观管理意志.本文以提高重点区域及重要领域的供水保障程度为出发点,从方案制定方面提出了编好陕西省水中长期规划的几点建议.     

海河流域限制排污总量分解方案的公平性研究

选用基尼系数作为指标,从人口、GDP、污水处理能力以及多年平均水资源量等多个角度分析了海河流域限制排污总量分解方案的公平性。结果表明:目前海河流域限制排污总量分解方案兼顾了各省经济社会发展情况与水资源开发利用状况,具有较好的公平性。     

当前规划环评存在的问题与对策

以流域综合规划及梯级开发规划为例,分析了目前规划环评中存在的早期介入不足、整体性作用不明显、片面追求经济利益忽视规划环评、编制主体主动性不强和规划环评技术力量薄弱等问题。提出了加强法规宣传、抓紧相关法规和技术标准的完善与出台、重视技术力量建设及提高政策公开性等措施,解决目前规划环评存在的问题。     

基于生态保护目标的乌梁素海生态需水研究

本文针对乌梁素海的生态环境问题和实际情况,提出了乌梁素海生态需水的水量目标为乌梁素海调蓄库容在2.4亿m^3～9.43亿m^3,相应的水位目标为1018.35m～1020m,水质生态保护目标为Ⅳ类;依据这些生态保护目标,基于水量平衡法,得出排干系统能够长期提供的水量为5.48×10^8m^3/a,就能够维持乌梁素海的水量平衡;由此乌梁素海的生态需水量主要体现为水质达标Ⅳ类标准的情况下的生态环境需水量,本文基于环境稀释需水量法建立了乌梁素海的生态需水量模型,计算得出了现状条件下在1、5与10年时间内相应的乌梁素海生态需水量为9.73亿m^3,4.62亿m^3与4.38亿m^3;在污染物30%削减方案下,1、5与10年内乌梁素海生态需水量为6.78亿m^3、2.39亿m^3与2.25亿m^3;在污染物40%削减方案下,同等历时的生态需水量为6.07亿m^3、1.76亿m^3与1.53亿m^3。研究成果对乌梁素海生态修复具有重要参考价值。     

西三洼洪水演进数值模拟及洪水风险分析

为模拟西三洼蓄滞洪区洪水演进,对其洪水风险进行分析,以一、二维非恒定流控制方程为基本理论,采用有限体积法,结合西三洼地形资料及大清河流域水文资料,建立一、二维耦合的洪水演进数学模型。采用63·8洪水实测资料对模型进行验证,结果基本吻合。对不同工况及重现期下的设计洪水进行洪水演进模拟计算并绘制洪水风险图。研究表明:该模型可模拟西三洼蓄滞洪区各分洪口门开扒时间、各时刻淹没面积、淹没水深及滞洪量等水情信息及其变化过程;规划情况(增加安全区)的滞洪总量大于现状情况滞洪总量;发生百年一遇洪水时,西三洼蓄滞洪区77%地区都遭受洪水侵害,其中57%区域为危险区,11%区域为重灾区,5%区域为中灾区。研究成果可为防汛部门制定科学合理的防洪减灾规划提供参考依据。     

小型无人机航测技术在水利工程中的应用

阐述了四旋翼无人机MD4-1000外业作业流程。通过野外像控点的布设、无人机外业航摄及内业数据准备、使用Pix4Dmapper处理影像数据,最终可以生成多种测绘产品,可以导入多种类型的专业软件完成进一步的分析处理,生成的三维模型,更加直观。     

基于能耗理论的岩石三维蠕变本构模型及临界分段

目前对岩石加速蠕变阶段的启动判定仍是一个难点。为了反映岩石蠕变全过程,基于能量耗散理论,结合蠕变速率特征,以耗散率值作为蠕变三阶段的控制阈值,对蠕变阶段进行临界分段。引入Perzyna黏弹塑性理论,应用到Cvisc元件模型中,建立一种新的加速蠕变启动判定方式的蠕变本构模型,并将其拓展为三维情形。开展砂岩三轴压缩蠕变试验,分析蠕变速率变化特征,研究等时应力-应变关系,提取模型临界分段参数。引用相关文献中泥岩和冻结软岩蠕变试验数据,通过所建模型对3种岩石蠕变试验数据进行辨识,对比试验曲线和预测曲线,验证所建模型描述岩石加速蠕变阶段的优越性,充分显示出所建模型表征蠕变力学行为的合理性和适用性。研究成果为岩石蠕变阶段的划分及力学行为的模拟提供一种新思路。     

黄土沟壑区深厚淤积层筑坝沉降控制方法研究

蒋家窑则水库是国家150项重大水利工程之一,是2023年陕西省重点建设的大(2)型防洪拦沙工程,其土坝高42 m,座落在新近堆积的35 m深库区淤积层上,对淤积层上筑坝进行沉降控制研究是项目急需解决的重大技术问题。为计算坝基沉降量,在ABAQUS软件平台上开发了邓肯-张E-μ模型程序,并将其引入Biot固结理论中,提出非线性弹性固结理论和分析方法,得出天然坝基数值法与公式法工后沉降分别为0.598 m、0.715 m,超过坝高的1%须进行坝基处理。拟定了振冲碎石桩和水泥土搅拌桩两种方案进行沉降控制,研究了各方案对应的沉降变形规律和处理效果。研究结果表明：降低筑坝速率是减小工后沉降的有效措施,水泥土搅拌桩比振冲碎石桩工后沉降大94.9%～190.3%,沉降变形随面积置换率的加大和桩深的加长而减小。采用了降低筑坝速率、面积置换率0.1的10 m～30 m长振冲碎石桩方案,工后沉降为坝高的0.43%,满足设计要求。研究成果可为深厚淤积层筑坝提供参考。