高水头泄水建筑物侧墙掺气减蚀特性研究

工程中通常采用强迫掺气减蚀措施，防止泄水建筑物在高速水流作用下发生空蚀破坏，但在保护过流面底板的同时，忽视了对其侧墙的保护。为了减免位于高流速区域和低压区域侧墙发生空化空蚀，消除侧墙清水区，采用理论分析和物理模型试验研究方法，对龙抬头明流泄洪洞下游边墙掺气减蚀进行了研究，提出了在反弧末端加折流器（突扩）和突跌掺气方式。结果表明，采用突扩和突跌的掺气方式后，侧墙水流的出射角增大，侧空腔畅通，并直接和底空腔相连，有助于掺气坎后水舌的全断面的掺气，对侧墙和底板皆起到了很好的保护作用。  

地震背景下的川江流域泥沙与河床演变问题研究进展

川江流域历史地震是影响川江流域沙量与河床演变的主要动力因素之一。“5·12”汶川大地震将进一步增加地震区流域的水土流失，改变川江流域的河流泥沙运动和河床演变趋势。汶川地震是龙门山断裂带有历史文献记录以来发生的最大地震灾害。地震诱发了大量的崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生地质灾害，在地表富集了大规模的松散堆积体。地震严重损坏了近20年来建设的水土保持设施，加剧了水土流失,较大地改变了流域坡面侵蚀条件和河流泥沙来源。综述了若干关键科学技术问题，包括地震与流域产沙,川江流域的泥沙量,地震与川江水系河床演变,地震次生灾害后的河流修复。并建议加强水利工程科学、地质科学和环境生态科学的交叉融合，开展震区河流灾后修复理论和关键技术的研究。  

竖井旋流泄洪洞三维数值模拟研究

竖井旋流泄洪洞作为一种较新的泄洪洞布置形式,用传统的模型试验方法仍难以揭示其复杂的水流特性,为了探索采用数值模拟的方法来研究竖井旋流泄洪洞水力特性的可行性,用Fluent商用计算软件,对某电站竖井旋流泄洪洞进行了数值模拟研究,得到了泄流能力、竖井空腔、井壁压强分布、井壁水流空化数、总消能率等,并将部分计算结果与试验结果进行了比较,两者符合较好,表明采用数值模拟的方法研究竖井旋流泄洪洞是可行的,在进行体型优化过程中,可以采用数值模拟的方法对体型进行初选。通过对沿程断面的能量的分析计算,竖井旋流的消能主要为两部分,一是沿程能量损失,一是水垫消能。数值模拟暂时不能正确反映竖井底部的掺气及下平段的空气逸出、掺气水深、洞顶余幅等,相关的研究需借助其它手段进行更深入的研究。  

堰塞湖冲刷及溃决试验研究

地震引发地震堰塞湖，对下游居民的生命安全造成很大威胁。通过建立一套以高速摄影为主，辅以桩群定位的模型试验方法，研究了堰塞湖从沿程冲刷到溯源冲刷的全过程，观测了溃决的水流和形态变化。观测发现溃口的变化是一个逐步渐变，底部为溯源冲刷，两边逐渐溃塌的过程。漫顶冲刷条件下，堰塞体呈现出全断面的溯源冲刷。随时间的推移，冲刷系数存在由大变小的规律，从空间上存在从上游往下游变小的规律。堰塞体模型的溃口不断扩大，冲积扇形状逐渐变大，向两边和上游延伸，最终形成一个上游窄下游宽、不规则的梯形冲刷沟，此结果可为堰塞湖排险、溃坝洪水研究等参考。  

唐家山堰塞湖下游河床泥沙起动流速研究

唐家山堰塞湖下游河床泥沙起动流速研究  

卵石床面清水冲刷稳定形态及其水流结构试验研究

由于测试手段的局限性，对粗化稳定的水流结构，尤其是河床粗化层不断调整的水流结构变化研究较为缺乏。借用多普勒声速仪 (SontecADV)和尼康全站仪(NikonDTM)，测试了不同水沙组合卵石床面，在清水冲刷条件下的稳定形态及其水流结构。试验表明：在相近的水流条件下，粗化稳定后粗颗粒在床面的暴露程度和排列位置受原始铺沙与前期粗化程度的影响。清水冲刷卵石推移质输沙过程、稳定形态及其相应的水流结构具有较强的相互作用关系。在一定的水沙、床面形态条件下，平均流速分布沿相对水深的变化可由单一的对数分布转变为S形曲线，且其流速极值转捩位置也受水沙及床面形态条件的影响。  

水库温度分层流动的三维数值模拟

水库中水温是一个重要的水质因素,其变化直接影响水环境中水生生物的生存。为了预测水库水温分层分布规律,研究水流流动特性,采用剪切应力输运紊流数学模型,考虑紊动剪切应力的输运作用,数值模拟了水库中冷热水密度差产生浮力流继而导致温度分层。通过模拟结果与实测资料以及沿横向平均的二维水温模型计算结果的对比分析,结果表明剪切应力输运模型能够准确地模拟水库中温度分层流动,同时可给出密度下潜流流动细节情况。  

地震堰塞湖排险技术与治理保护

“5·12”汶川特大地震形成了上百处堰塞体高度大于10 m,蓄水量大于1.0×105 m3,集雨面积大于20 km2的堰塞湖。根据各类堰塞湖因对下游威胁程度、地质、地貌、水文条件、堰塞体规模和颗粒组成制定相应的排险方案。极高危和高危堰塞湖具有潜在的溃坝风险，必须及时排险。相对稳定的堰塞湖及其所在河道则应治理保护。结合北川唐家山、都江堰枷担湾等堰塞湖排险实例，提出了地震堰塞湖排险技术,包括险情勘查、险情评估、排险方案、施工技术。同时，对灾后堰塞湖观测、治理与保护利用提出了建议。  

基于集对原理的水文相关分析

针对目前的水文相关分析只能描述水文变量之间宏观上的相关关系这一不足,提出用集对分析的联系度刻画水文变量之间微观上的相关结构,分析了相关结构中各种关系成分所占的比例和性质.在此基础上,探讨了基于集对原理的因变量主要影响因子的识别方法,并用于径流回归分析中.实例分析表明,基于集对原理的水文相关分析比常规水文相关分析更为有效、客观和合理,在水文水资源学中具有重要的应用价值.  

立轴旋涡多圈螺旋流场特性研究

为描述进水口前立轴旋涡多圈螺旋的流场特性,运用数值模拟、试验研究和理论公式3种方法。其中,数模采用VOF法追踪自由水面,试验中用有色颜料作为示踪介质,3个方向速度的理论公式中增加了随轴向的变化。结果表明,在轴对称条件下,对数模、理论计算的速度分布进行对比分析,证实了旋涡流场不仅是径向的函数,而且还是轴向的函数。运用数值模拟具有能模拟各种不同边界条件的优势,还对非对称来流条件下形成的立轴旋涡进行了模拟。