竖缝式鱼道水力特性与鱼类运动特性相关性分析

竖缝式鱼道(Vertical Slot Fishway,VSF)作为一种协助上溯性鱼类恢复其洄游通道的生态补偿措施,受到广泛关注。其过鱼效果与VSF的水力特性和鱼类的游泳运动能力密切相关。因而,良好的VSF设计应保证池室内的水力特性与过鱼对象的游泳运动能力相适宜。本文选取上溯性鱼类鳙鱼和草鱼为研究对象,将VSF池室内水力因子空间分布与鱼类运动轨迹相叠加,定量分析了鳙鱼和草鱼在上溯过程中的运动特性、水力偏好以及鱼类运动轨迹与特定水力因子的相关程度。试验结果表明:在流量为0.135 m3/s的VSF池室内,两种鱼喜好在紊动能为0.02~0.035 m2/s2、流速为0.16~0.4 m/s、紊动耗散率为0.02~0.04 m2/s3、应变率为2~3.5 s-1的范围内运动。鳙鱼和草鱼在不同水力区域内的上溯时间与紊动能、流速相关性较大;水流流速矢量体现鱼的趋流特性,决定了鱼的上溯方向,而对于局部空间内鱼的游泳运动行为,紊动能可能是影响更直接的水力因子。     

基于海绵城市理念的屋面雨水源头调控技术探讨

为加大城市径流雨水源头减排的刚性约束、减轻城市排水系统压力和增强城市防涝能力,基于海绵城市倡导的雨水就地积存、渗透等理念,本文针对屋面雨水位置水头大、集水效率高的特点,提出利用滑轮组原理对重力流雨水过程自动弃流与收集、利用多种传感器技术以及单片机原理对雨水智能洁净收集与涵养地下水等屋面雨水源头调控技术,通过分析雨水收集过程和涵养地下水过程,论证了调控技术的可行性。同时,分析了利用绿色屋顶系统滞留雨水技术,并归纳出绿色屋顶的施工工艺流程。屋面雨水源头减排与调控方法研究为指导海绵城市建设、提高城市防涝和防灾减灾能力提供技术支撑。     

基于NSGA-Ⅱ方法的三峡水库汛末蓄水期多目标生态调度研究

为充分发挥三峡水库的经济效益和生态效益,建立了以三峡水电站发电量最大和下游河道适宜生态流量改变度最小为目标的水库优化调度模型,基于生态水文学法量化了下游河道适宜生态流量。为有效求解多目标优化问题,引入带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)作为调度模型的寻优算法。通过比较2015年调度期内三峡水库优化调度方案和现行调度方案的发电效益和生态效益表明:提高生态流量改变度0.63%可使发电量增加2.32%,降低0.58%的发电量将生态流量改变度降低8.86%。该算法避免了对多目标进行加权求解的盲目性,能获得多个兼顾两个目标且分布均匀、收敛性较好的优化调度方案,为决策者提供了多种可行的选择。研究成果为三峡水库蓄水优化调度提供理论依据和具体方案参考。     

竖缝位置对竖缝式鱼道水力特性的影响

为了分析竖缝位置对竖缝式鱼道池室内水力特性的影响,采用RNG k-ε湍流模型和速度-压力耦合SIMPLE算法对不同工况的鱼道进行了数值模拟。模拟结果表明:竖缝位置对主流的形态、主流流速的衰减及竖缝处流速分布影响不大;竖缝位置改变了主流区在池室内的位置,进而影响回流区的分布、大小和流场,竖缝位置距池室侧壁为池室宽度的25%~35%时,池室内水流流态较合理,能够显著提高过鱼效率。     

三峡水库枯水期不同运行方式对洞庭湖生态补水效果研究

洞庭湖枯水期面临的持续低水位对湖区生态环境带来严重影响,三峡水库枯水期增加下泄流量为洞庭湖生态补水提供了有利条件。为定量描述三峡水库枯水期不同运行方式对洞庭湖生态补水效果的空间差异,拟定3种水库典型消落方案,即提前消落、均匀消落、高水位消落;依托构建的江湖一体化耦合水动力模型分析不同消落方式对洞庭湖补水效果的空间分布格局,并评估不同方案对发电量的影响。结果表明:提前消落和高水位消落方式对洞庭湖水位的影响具有明显的空间异质性,对东洞庭湖北部影响较为明显,而对于东洞庭湖南部、南洞庭湖和西洞庭湖影响较小;提前消落较均匀消落方式城陵矶水位平均提高0.12m,对应的三峡发电量减小0.30%,而高水位消落方式城陵矶水位平均降低0.09m,发电量增加0.28%。研究成果可为兼顾洞庭湖生态补水的三峡水库消落方案的制定提供参考。     

三峡永久船闸高边坡综合锚固技术研究

作为边坡工程加固的重要手段,预应力锚固技术在三峡永久船闸高边坡综合锚固工程中得到广泛应用.与其他工程不同,三峡船闸高边坡共安装近10万根高强结构锚固,存在工程量大、技术复杂、开挖施工干扰大等特点,锚固结构施工成为控制工程施工进度的关键工序之一.为保障工程的顺利施工,选择合理的锚固材料和施工工艺,论证锚杆、锚索设计参数并为大规模生产施工积累经验,进行了大量的室内和现场试验.研究结果表明:采用止浆环分隔注浆成功解决三峡大吨位长锚索水平孔注浆密实性问题;预应力锚杆及预应力锚索内锚段应力分布集中于内锚段前端,随后迅速衰减,张拉荷载主要分布在内锚段前部2.5 m以内;成功地研制并应用的R3350#和R7350#早强水泥浆材可适应快速施工,减少施工干扰;三峡船闸边坡施工期地下水的pH值中性偏碱性,对水泥结石中的钢绞线无腐蚀;开发出的双层防护3 000 kN级端头无黏结锚索结构适合三峡船闸高边坡锚固.     

对"亲鱼型"水轮机的思考

针对鱼类通过运行的水轮机流道时能受到严重伤害甚至死亡,基于鱼类在水轮机内受到的伤害机理,提出了优化流道和运行方式,并对沃依斯研究小组提出的"亲鱼型"水轮机设计方案,从水轮机结构、流场模拟、生物学等方面展开可行性探讨,为"亲鱼型"水轮机的进一步研究与设计提供借鉴和参考.     

钢纤维混凝土动态压缩性能及全曲线模型研究

对钢纤维含量分别为0%,1%,2%,4%和6%的C30和C40混凝土进行了常三轴动态压缩试验,C30混凝土试件围压值为0,6,9,12,18和24 MPa,C40混凝土试件围压值为0,8,12,16,24和32 MPa;试验过程中采用位移控制模式下的正弦波分级加载.在此基础上,进行了应力应变全曲线表达式的选择与分析,并对各材料参数与诸因素同的相关性进行了分析.结果表明:(1)通过对Ezeldin等提出的钢纤维混凝土静态荷载作用下的应力-应变全曲线公式进行β参数修正,使该模型可以很好地描述钢纤维混凝土在动态常三轴压缩作用下的应力-应变全曲线关系;(2)混凝土基体强度越高,纤维含量对材料动态抗压强度的改善作用越显著,但受压状态下纤维含量对提高混凝土动态强度总的幅度较小;(3)混凝土动态峰值应力对围压大小较敏感,且随基体强度的提高,其敏感性有所下降.峰值应变与诸因素的相关关系基本上与峰值应力相同;(4)在动态荷载作用下钢纤维混凝土的割线弹性模量、钢纤维含量与割线模量间的相关性均随基体强度的提高而提高,(5)围压与纤维含量对混凝土材料在受压状态下的韧度指数ncmax影响不大.     

大型水轮机金属蜗壳结构形式的研究与应用

综述了国内外水轮机金属蜗壳结构形式的研究与应用现状,介绍了几种常用蜗壳结构形式的优缺点,总结了前苏联蜗壳结构形式的研究与发展情况,并论述了三峡水电站充水保压蜗壳关键技术研究与应用情况,为我国在建和拟建的高水头大容量水电站蜗壳结构形式的选择和设计提供了技术支持。     

我国特大型水利水电工程安全运行技术现状与改进方向

针对我国特大型梯级水利水电工程开发中存在的问题,对复杂地质高陡边坡及超大洞室群安全及监测技术、导截流及深厚覆盖层围堰安全控制技术、高坝深层抗滑稳定性评估技术、高水头大流量泄流建筑物安全技术、复杂条件下高坝混凝土施工及安全运行技术、水利水电工程施工重大事故控制及应急救援关键技术、水利水电工程安全生产和应急决策信息技术系统研发、特大型梯级枢纽群联合调度技术、三峡-葛洲坝梯级水利枢纽调度技术集成及示范等方面的现状及问题进行了探讨,为我国特大型梯级水利水电工程安全运行技术的研究指明了方向.