基于聚类分析的堤防溃口水力边界特征值研究

在进行堤防溃口发生机理研究和开展堵口技术研究时,确定典型堤防溃口水力边界特征值是整个研究的重要基础和前提。而实际堤防溃口由于复杂多变,实测资料数据少且不齐全,难以准确获取典型溃口水力边界条件。本文利用收集到的100多组国内外堤防/土坝溃口实例和试验数据,基于聚类分析方法建立了溃口水力边界特征值间的相关关系,对缺失值进行了关联拟合补值;同时通过对溃口无量纲化特征值的概率密度统计分析,得出概化典型溃口水力边界参数与相关方程。分析表明：溃口宽多在20 ~ 100 m,口门水头多在4 ~ 12 m,口门流速多在2 ~ 8 m/s,分布概率均在64% ~ 71%。溃口宽深比和弗劳德数的概率密度均服从正态分布特征,溃口宽深比取3 ~ 8的分布频率约为55%,弗劳德数取0.4 ~ 0.8对应的分布频率约为60%。     

某抽水蓄能电站拦沙库泄洪排沙系统的水力特性研究

以某抽水蓄能电站下水库泄洪排沙洞为研究对象,利用相似理论建立了比尺模型,该模型通过了河道阻力试验验证。试验中,观测了不同水力条件下的洞内水流流态、水面线、流速、消能状况以及下游护岸冲刷情况。试验观测结果表明,泄洪排沙洞进口流态平顺、泄流能力及隧洞段流态均满足设计要求,但陡坡扩散段以下的急流涵洞段出现水跃闷洞、明渠深度不足、出口扩散段不能集中拉沙等问题。基于调整纵坡、协调各段输水能力、抑制水跃强度的修改思路,进行了优化修改试验。经多次比对试验,最终确定了优化修改方案,解决了涵洞段与明渠段水流衔接的协调性。修改方案较合理地控制了洞内水深,消除了明流洞水跃壅塞现象,改善了洞内流态;同时,增设扩散段输沙槽,有效提高了小流量集中拉沙的能力,满足了不同水流条件下的泄流安全要求。该研究成果对类似工程设计与安全运行具有一定的参考价值。     

基于洪水过程的黄河下游游荡型河段冲淤特性研究

为了把握洪水泥沙过程对黄河下游游荡型河段河床冲淤调整的影响,通过平面二维水沙数值模拟与实测资料分析,进行了不同水沙过程下黄河下游河道冲淤规律的探讨。研究发现不同洪水泥沙过程对河槽的调整塑造有明显不同的影响,大洪峰流量塑造的河槽在非洪峰期难以维持原有输沙强度。主槽累积刷槽效应与洪水泥沙过程有很好的响应关系,塑造出最适宜河床断面形态的洪水过程才能实现最佳输沙效率。在不同量级漫滩洪水条件中,对应洪峰6 000m3/s的洪水过程,塑造的断面形态具有最大累积刷槽效应,故可采用其作为黄河下游漫滩洪水的调控指标。     

坡面水蚀过程与地形演变关系试验研究

采用径流冲刷试验的方式对坡面水蚀过程进行研究,记录了在不同坡度和不同冲刷流量工况下坡面侵蚀量、侵蚀沟宽和溯源速度的变化。结合坡面侵蚀沟头溯源速度、断面侵蚀沟宽度等的变化曲线,分析了水蚀过程中坡面侵蚀量与地形形态变化的关系。结果表明:流量和坡度是水蚀过程的动力因素;溯源速度、沟壁的坍塌展宽及细沟的横向合并是导致坡面侵蚀量出现波动、峰值大小以及出现时间早晚的根本原因;坡面侵蚀方式与地形演变过程有着密切的关系。     

考虑商业热点影响的交通流元胞模拟

在对车辆个体行为研究的基础上,针对城市商业热点对交通流的导向性影响,引入商业热点吸引子的概念并合理概化其作用模式,利用元胞模拟这一非线性过程研究工具,对具有双向通路的准二维交通流进行了初步建模及模拟计算.计算结果表明,商业热点吸引子的引入以及基于元胞方法的交通流模拟可以反映出较为复杂的城市交通基本特征,是交通流模拟的有效研究手段.