溃堤洪水过程的模型试验与数值模拟

黄河下游滩区既是当地群众赖以生存的场所,同时也兼具蓄洪、滞洪及沉沙的功能。滩区居民为保障农业生产和村庄安全,在主槽两侧修建生产堤来抵御中小洪水。然而当遭遇大洪水致使生产堤溃决时,溃堤洪水仍将给滩区群众生命和财产安全造成巨大威胁。作者基于在大型水槽中所进行的溃堤洪水概化模型试验,首先分析了溃堤后滩槽内的水位变化特性及滩区内洪水波的传播过程;然后建立了相应的2维数学模型,并对数学模型进行了验证,结果表明数值模拟与模型试验结果吻合较好;最后利用验证后的模型进一步模拟了滩区不同糙率取值条件下溃堤洪水的演进过程,探讨了滩区不同糙率取值对溃堤洪水的水位、流速等水力要素及波前在滩区内传播时间的影响。成果分析表明:1)生产堤溃决后主槽内水位具有先下降,后稳定,再升高,再稳定的变化特征;滩区内水位呈持续升高,最终趋向稳定的趋势;滩区各测点流速则先增大后减小;进滩流量先减小,后稳定,再减小,最后趋向为零;2)滩区不同糙率取值对进滩流量及洪水演进流路无明显影响,但对溃堤洪水波前到达时间影响较大,波前到达时间随着滩区糙率取值的增大而逐渐增大,随着洪水量级的增大而逐渐减小;滩区各特征测点最大流速随着糙率的增大而减小。研究成果不仅可以深化对溃堤洪水演进规律的认识,还可为后续的溃堤洪水模型试验研究提供借鉴和参考。     

漫滩洪水中不同房屋分布的阻力特性研究

漫滩洪水是威胁滩区居民生命财产安全的一种主要自然灾害,村庄等微地貌直接影响洪水演进过程,故采用概化物理模型和数值模拟的方法研究滩区房屋分布的阻力特性。以黄河下游兰考东明滩区地形为参考,修建概化滩区的物理模型,研究主槽4种不同进口流量下,房屋呈4种不同排列方式及4种迎流角度条件下,房屋试验区水流的变化情况。试验结果显示随主槽进口的流量增大,房屋试验区四周的水深呈非线性增加;房屋试验区房屋呈不同排列方式时,模型试验区形成的局部阻力不同。然后采用数学模型计算典型工况的洪水演进过程,水位的计算值与实测值符合较好,模型具有较好的计算精度。最后采用加大糙率法计算溃堤水流演进过程,发现以曼宁系数取0.05、0.08、0.12和0.16分别代表房屋以3×3、4×4、5×5及交错排列情况下的综合阻力时,计算得到水深、水跃位置与模型试验结果基本一致。研究结果将为房屋合理布局,减少漫滩洪水淹没损失提供参考依据,亦可用于检验水动力学模型的计算精度。     

雅鲁藏布江江热桥防洪影响评价分析

为研究雅鲁藏布江流域江热桥对河道防洪的影响，基于MIKE21软件建立该研究区域的二维水动力数值模型，并对该工程的行洪水位和流场影响进行了模拟计算分析。结果表明：在10 a一遇和50 a一遇洪水条件下，工程建设引起水位最大壅高值分别为7.8 cm和9.8 cm,引起流速增加的最大值分别为0.11 m/s和0.12 m/s,工程建设不会对河道防洪和河势造成明显的不利影响。此外，对桥墩冲刷、岸坡冲刷、岸坡边坡稳定进行了计算分析，计算结果满足规范要求。研究结果可为江热桥工程项目提供防洪影响评价方面的技术支撑。     

基于QFD的方便面新产品开发

随着我国人们生活水平的提升, Z世代消费者对方便食品的需求更加多样化。通过消费者调研收集并确定产品设计方向,通过质量功能展开(QFD)理论中的瀑布式分解模型以及质量屋的方法将产品的功能需求、情感需求和社交属性进行QFD分析,得出在研发的关键工艺设计中,包装设计和食用方法两部分作为首要的关键工艺点、其次为面饼设计和调理口味、最后为蔬菜搭配和成本设计的结论。开发出一款具有美味、更加潮流同时具有社交属性的可双拼的个性化方便面产品,既可体验到双重美食,又能分享乐趣,满足年轻消费者需求。     

基于二维水动力学过程的洪泛区避难逃生路线优化模型及应用

在洪水风险管理中,通常认为逃生距离与淹没水深是灾民避难迁移的控制因素,而洪水泛滥过程以及人员所在位置的时空分布对避难逃生时机与路径选择会产生较大影响。在构建的洪泛区避难逃生路线优化模型中,采用二维水动力学模型,模拟洪泛区的洪水演进过程;采用Dijkstra算法推求最短路线,考虑水流对逃生速度的影响,根据洪水中人体的稳定程度及最迟逃生时刻确定最优避难逃生路线。该模型计算结果能为指导洪泛区灾民逃生及路网选址提供参考依据。以1958年7月和1982年8月兰考东明滩区漫滩洪水为例,分析了漫滩洪水中人体危险程度变化情况,比较了2场洪水中3个受灾点最优避难逃生路线的位置及最迟逃生时刻。计算结果表明:根据最优路线开展逃生将为灾民赢得3~6 h的逃生时间;2场洪水中灾民逃生的最优路线位置相同,可据此适当调整已建路网或规划逃生专用的通道;因1958年洪水的洪峰及水量均较大,所以最迟逃生时间较1982年提前2~3 h。