口门布置对港池消波和环流的影响研究

针对避风港港池内的波流影响船舶安全等问题,用计算流体动力学模型,分别模拟了避风港口门相对于码头的5种位置布局和三种口门宽度(20、40、60 m)工况下,港池外波高分别为1、2、4 m的规则波传入港池后波浪消减率及可能形成的环流危险区域,模拟结果表明:港池口门偏离码头角度最大时,港池内波浪消减率最大,是较适宜的口门位置;在此条件下,口门越窄,环流区越多,不利于船舶安全,限制了通航能力。研究发现口门宽度为40 m时,既能保证船舶进港率,又能保障港池安全,在此基础上提出了合理的进出港航线。     

黄河什四份子弯道冰期水流及冰塞特征研究

覆冰条件下,弯道水流固有的三维特性更为复杂,对河流弯道冰下水流特征及冰塞的研究有助于推进防凌减灾工作。依据2020年1月稳封期的原型观测数据,对黄河什四份子弯道冰下水流及冰塞特征进行了详细分析。结果表明,弯顶节点工程引起的回流是阻冰的重要条件,上游下潜的冰花因水动力不足及河势等因素影响发生堆积,冰塞在弯内形成并沿凹岸主槽逐渐向上游发展,同时,弯顶卡冰封河与下游较大的水流流速,促进了清沟的形成;入弯至弯顶区间,冰下水流流速垂线分布基本服从双对数分布规律;受凹岸冰塞及回流影响,纵向上,水流流速呈减小趋势,在弯顶附近开始恢复;径向上,河道主流被冰塞压迫并逐渐趋于凸岸,致使弯道主流易位,凸岸水流流速大于凹岸,清沟向凸岸偏移;弯道水流湍动能与雷诺应力主要在近底处存在较大的变幅,表明近底水流运动活跃,且二者大小与流速大小在径向与纵向分布上具有较好的一致性,受冰盖影响,水流湍动能沿水深近似呈"S"形分布,雷诺应力分布无明显规律。     

粗化床面非均匀沙推移质运动扩散特性研究

对泥沙颗粒运动规律的把握是准确估算推移质输沙率的基础。本文开展了粗化床面条件下的水槽试验，分析了非均匀沙颗粒的均方位移和速度自相关系数变化，并与已有均匀沙试验进行了对比。结果表明，粗化床面存在着由单个或多个粗颗粒组成的粗化结构体，形成比平整床面更复杂的底部边界，粗化结构体对泥沙颗粒运动造成较大影响，颗粒在运动过程中与水流动量交换强度大，泥沙颗粒运动与均匀沙试验“类弹道扩散”存在一定差异；受床面结构影响，部分颗粒表现出较强的横向运动，颗粒的横向扩散特性与流向扩散特性类似。与均匀沙平整床面不同，粗化床面上颗粒运动可能会相应改变床面结构，从而改变水流底部边界条件，进而对泥沙颗粒运动造成影响，泥沙颗粒运动存在较明显的记忆效应和反常扩散现象。     

钢板基聚氨酯防护材料的耐冲蚀磨损性能研究

研究了不同冲蚀颗粒粒径对不同厚度热塑性聚氨酯(TPU)冲蚀磨损性能的影响,分析了不同厚度TPU在不同粒径颗粒冲击下的失效机制,并测量了TPU在侵蚀过程中温度的变化。结果表明:以钢板为基底的TPU防护层,在两种粒径冲击下,TPU厚度为0.75 mm时其耐侵蚀性能均为最好;在颗粒的冲击下,TPU内部温度的聚积不可忽略,经拟合得到第1层表面温度在冲击力的作用下高达85℃。     

基于Copula函数的郑州市夏季双重城市热岛及其影响因素关系分析

城市热环境变化影响城市小区域气候，探究影响因子与其作用机制，可有效减缓城市热岛现象。利用郑州市1960～2017年长序列数据，从相对热岛（RHI）和绝对热岛（AHI）两个层面探究驱动因子降雨（R）、蒸发（E）、建成区面积(B_BUA)、城镇化率(U_UR)的影响关系，利用交叉小波和小波相干探究热岛与降雨的雨热关系，采用Copula函数计算影响因子在不同取值条件下与热岛的遭遇概率。结果表明，相对热岛-相对降雨在短中周期、绝对热岛-降雨在短周期上均呈负相关关系，雨热关系不同步，且绝对热岛-降雨的关系最为显著；影响因子B_BUA、U_UR取值越大，R取值越小，则与RHI、AHI的遭遇概率越大；不同影响因子在不同评价层面，敏感性强弱不同，E在不同层面的反馈机制也不同，可见选取合适评价分析层面，有利于准确量化影响程度。     

小浪底大坝渗控措施三维有限元计算分析

确立了小浪底工程的研究区域、模型范围、边界条件、地层分布、断层模拟及渗透系数的选取,对小浪底高土石坝的具体工程部件进行了三维渗流场计算分析,计算分析了砼防渗墙插入心墙和两岸山体的防渗效果、坝前天然铺盖的作用、左右岸山体的渗控结构、帷幕和排水的作用、F1 断层处理的效果等。分析了大坝蓄水后所处的渗流状态及枢纽工程的整体渗控效果。     

黄河标准化堤防渗流稳定可靠性分析

针对黄河下游堤防特点,将可靠性理论应用于堤防渗流稳定分析,基于蒙特卡洛方法研制了渗流有限单元法分析程序。通过大量的试验研究,对黄河下游堤防各种土质的土性参数进行了统计分析,得出了各类土体渗透系数的分布规律,提出了黄河堤防渗透破坏标准的建议,根据土体单元渗透破坏概率分析了渗透破坏区域的确定方法。利用该研究成果,具体计算分析了黄河下游5个典型部位不同淤背宽度时堤防渗流稳定破坏概率,对堤防渗流稳定性和淤背体合理宽度进行了深入探讨,对黄河下游堤防的标准化建设具有重要指导意义。     

黄河口西河口附近修建橡胶坝初探

介绍了黄河口入海流路摆动情况,阐述了3种主要行河方式:长期稳定、轮流行河、同时行河及已有推荐成果;分析了橡胶坝修建的必要性,研究了橡胶坝建设规模,包括直接工程和间接工程的种类和数量;初步研究了修建橡胶坝对防洪、流路运用、生态环境、国民经济等的影响,并指出了需要进一步研究的问题。