潼关高程抬升成因相关分析

三门峡水库建库后，库区冲淤变化是潼关高程变化的内在动力和条件，水库运用方式和潼关上游来水条件的改变是库区冲淤变化的潜在原因；潼关上游来沙条件是造成潼关高程上升的唯一根源，但它与潼关高程之间的关系并不密切，它是介于水库运用方式和来水量之间对潼关高程起调节平衡作用的淤积体供应源；水库运用方式对潼关高程产生影响的实质是，通过抬高水流侵蚀基准面，降低水流比降和水流冲刷力，使潼关高程在年内得不到有效的冲刷而使潼关高程保持持续上升状态；潼Dian段河床变化是潼关高程变化的直观的、外在原因，它的作用就是根据库区冲淤变化，通过自身的调整，使其上游河床得到调整；潼Dian段的累计淤积量及Dian（土夺）高程对潼关高程具有重要的影响，但不是影响潼关高程升降的独立影响因素。     

泥沙起动标准和起动参数的关系研究

采用滚动起动模式,基于颗粒位置随机性和水流脉动特性,提出全概率泥沙起动的计算方法,推导出一个基于全概率理论的起动流速公式。实测资料验证表明,公式的适用性较好。在此基础上,建立了同一起动状态下,起动颗粒数、起动流速、起动切应力、输沙率与起动概率等起动参数之间的对应关系。     

立方抛物线形渠道水跃共轭水深的迭代算法

基于立方抛物线形渠道断面的几何特点与棱柱体水平明渠的一般水跃方程,推导出了立方抛物线形断面渠道的水跃方程。然后,通过对水跃方程进行恰当的数学变换,得到了计算跃前、跃后水深的迭代公式,且从理论上证明了公式的收敛性。通过对不同流量与断面形状参数下跃前水深所对应的跃后水深进行计算和公式拟合,得到了计算跃前、跃后水深迭代初值的计算式,从而大大加快了迭代计算的收敛速度。实例计算表明,该计算方法简单、收敛速度快、物理概念明确。对生产实践和水工设计手册的修订均有参考价值。     

河流岸坡渗流稳定性及泥沙起动流速的研究

河流崩岸现象时有发生,引入岸坡渗流作用对泥沙起动的影响,对于深入研究河流岸坡稳定及崩岸机理具有重要意义。基于概率论与泥沙起动基本理论,引入床面泥沙相对暴露度及起动概率,采用滑动起动模型,推导出了渗流作用下河流岸坡泥沙起动流速的统一公式;该公式包括了弯道岸坡、顺直岸坡、正负坡及平坡等简化条件下的泥沙起动流速公式。通过有渗流力及无渗流力两种条件下的实测资料验证,公式计算精度较高,与实测数据符合良好。     

床面泥沙位置特性试验研究——暴露角、纵向水平间距及相对暴露度概率密度分布

通过自行设计的试验装置,测量并分析了随机堆放条件下均匀玻璃球纵向水平间距、暴露角及其概率密度,推导了相对暴露度概率密度分布。结果表明,暴露角服从正态分布,取值范围为[0°,90°];纵向水平间距符合波形分布,与程年生的试验结果基本一致;在纵向水平间距取值介于[0,D]时,纵向间距、暴露角及相对暴露度之间存在着确定关系,三者概率密度函数可以相互转化。从暴露角正态分布公式推导出的纵向水平间距(取值0~D)概率密度分布曲线与实测值吻合良好;从暴露角正态分布公式推导出相对暴露度Δ'的取值范围为[0,0.5],概率密度分布服从正偏态分布。     

引硫济金枢纽工程引水防沙及下游消能防冲模型试验的研究

通过模型试验,对甘肃省金昌市引硫济金枢纽工程的泄洪冲沙闸和溢流坝下游消能防冲效果、引水防沙效果及引水隧洞进口段水流流态进行了试验和研究.并以此为依据,为设计部门提供了合理的意见和建议;在此基础上,通过对枢纽工程运用后期进水闸前水流、泥沙的运动特性进行分析和研究,运用“分离流区,束水攻沙”的原理解决了引硫济金枢纽工程的引水防沙问题.     

絮凝剂作用下黏性细沙絮凝沉降规律研究

细颗粒泥沙广泛分布于河流、水库、河口及海岸水体中,其絮凝沉降及输移规律是泥沙运动力学中一个重要课题。采用自制沉降实验装置,实验观测了不同絮凝剂浓度、不同浓度黏性细颗粒泥沙的絮凝沉降过程,分析研究了黏性细沙絮凝沉降规律。结果表明：聚合氯化铝(PAC)絮凝剂比较稳定,PAC溶液浓度对不同泥沙浓度絮团沉速的影响均较小,最佳投放浓度可统一采用0.08 g/L。阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)絮凝剂对泥沙浓度的反应最为敏感,絮凝剂最佳投放浓度随着泥沙浓度的变化分为3个稳定段和2个敏感段,稳定段CPAM最佳投放浓度分别为0.08、0.10和0.12 g/L,敏感段CPAM最佳投放浓度可采用区间插值方法选取。阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)絮凝剂最佳投放浓度随着泥沙浓度的变化分为2个稳定段和1个敏感段,稳定段APAM最佳投放浓度不随泥沙浓度的变化而变化,分别为0.08和0.10 g/L,敏感段APAM最佳投放浓度可采用区间插值方法选取。絮凝剂APAM的絮凝效果最好,絮凝剂CPAM的絮凝效果次之,絮凝剂PAC的絮凝效果较差。     

基于絮凝动力学的泥沙絮凝沉降规律研究

泥沙絮凝是一个极为复杂的过程,与泥沙浓度、颗粒表面化学性质和水环境密切相关。而现有的泥沙絮凝沉降动力学模式多采用一级模式,其絮凝速率系数往往通过实验数据拟合得到,缺乏一定的理论基础。基于DLVO理论的絮凝发生条件及胶体理论中的絮凝动力学原理,推导出静水条件下泥沙絮凝动力学方程和絮凝速率系数,由此得到絮凝过程的半衰期及絮凝平均沉降速度等参数。实验数据验证表明：推导的絮凝动力学方程计算结果与实验数据较为吻会,且影响因素考虑较为全面,推导出的絮凝速率系数表达式中将扩散系数、泥沙含沙量、离子浓度、分形维数和颗粒粒径等相关物理参数关联起来,更能体现絮凝的实质。     

南迪普电站排水口三维数值模拟及体型优化

通过对南迪普电站排水口排水过程的三维数值模拟,获得了虹吸井中水位、溢流堰泄流能力、排水明渠中流速分布等水力特性,与模型试验结果相比较吻合,表明数值模拟方法用于虹吸井排水可行。在此基础上,针对原设计方案中虹吸井溢流堰泄流偏于一侧、流速分布不均匀及回流等缺陷,采用迷宫堰取代原方案的折型堰,经三维数值模拟计算表明堰上过流量可满足要求泄量,堰后流速分布基本均匀对称且回流强度和范围大大减弱。     

黏性细颗粒泥沙在浑水中的群体沉降规律

基于黏性细沙单个絮团的沉降规律,综合考虑含沙量对浑水黏性以及沉速的影响,推求黏性细沙群体沉速公式.根据已有的絮凝沉降实验数据,拟合得到浑水中泥沙有效体积浓度的计算公式,并将其代入黏性细沙群体沉速公式,得到以含沙量为变量的絮凝体沉速公式.利用华县站、咸阳站、张家山站沉速实测资料,美国阿查法拉亚河、印度基纳布河沉速实测资料...