两级堰塞坝连溃过程数值模拟及溃口流量演化特征研究

在强震作用下,高山峡谷区易发生滑坡堵江形成串联的梯级堰塞坝,其中一级一旦溃决易引发梯级连溃。本文基于三维雷诺平均Navier-Stokes方程、湍流重正化群模型,以及悬移质和推移质冲蚀方程,并考虑溃口边坡的失稳坍塌,采用有限体积法建立了梯级堰塞坝连溃过程数值模拟方法,用于模拟连溃过程中的水动力特征及梯级堰塞坝的溃口形态演化过程。选择典型的两级堰塞坝连溃概化模型试验作为数学模型验证案例,对比实测值和计算结果发现,上下游堰塞坝溃口洪水流量过程和溃口形态演化过程基本一致,上下游堰塞坝溃口峰值流量、区间洪水演进时间等关键参数的相对误差小于±5%;比较上下游堰塞坝溃口洪水流量过程发现,梯级堰塞坝发生连溃时,溃坝洪水存在级联放大效应。选择上下游堰塞坝距离、河道坡度和下游坝坝高等三个关键参数,研究连溃洪水的放大效应及其影响因素,参数敏感性分析结果表明：下游坝溃口峰值流量随两坝间距和下游坝坝高的减小而增大,随河道坡度的增长呈先增大后减小的趋势;上游坝溃决洪水演进至下游坝时可能产生涌浪翻越并冲蚀坝顶,导致坝顶高程降低,并对下游坝发生溃决的时间以及溃口峰值流量产生影响,因此涌浪对下游坝溃决过程的影响与涌浪翻越坝顶的水量以及坝料冲蚀特性相关。选择小岗剑上、下两级堰塞坝连溃案例,通过对比计算和实测的溃口流量以及溃口形态发现,关键溃坝参数的相对误差小于±10%,验证了模型在实际案例中应用的合理性,本文提出的数值模拟方法可为梯级堰塞坝连溃风险评估和应急处置提供重要技术支撑。     

不同河道状况下的堰塞坝溃坝洪水特性研究

采用溃坝流量经验公式计算并比较分析了不同溃决模式、工程引流措施和上游来水、上游河道及坝址状况对唐家山堰塞坝溃坝流量过程的影响，采用一维溃坝洪水演进数学模型计算分析了溃坝洪水在北川至绵阳、重庆段的演进过程，比较分析了溃坝前下游河道不同水流状态和不同边界条件对溃坝洪水传播特性的影响。经过对堰塞坝实际泄流的洪水演进过程的复演计算，证明数值模拟结果与实际情况较为吻合。     

土石围堰溃堰洪水三维动态仿真模型

为增强土石围堰溃堰洪水演进计算数据及结果的直观性与处理的同步性,耦合土石围堰溃堰洪水数值模拟模型和溃堰动态仿真模型构建了土石围堰溃堰洪水演进动态仿真架构,其中考虑了洪水演进水力要素、洪水演进过程和河槽空间位置等特征信息。建立了数值模拟数据及三维动态仿真数据与相应图元对象的映射关联,通过动态更新水位、围堰及河道等图元变量和属性变量,直观地表现了土石围堰溃堰洪水演进的时空分布特征,为防洪减灾的决策分析提供了交互式可视化平台。     

土石围堰溃堰洪水三维动态风险分析系统建模研究

基于三维动态可视化仿真技术，耦合土石溃堰洪水数值模拟和溃堰动态仿真模型，建立施工洪水演进水力要素、洪水演进过程和河槽空间位置等信息耦合的土石溃堰洪水演进动态仿真架构，在三维可视化信息平台的基础上，将数值模拟数据及三维动态仿真数据与相应的图元对象建立映射关联，通过动态更新洪水水位、围堰及河道等图元变量和属性变量，直观的表现了土石溃堰洪水演进的时空分布特征，为探求溃堰发生发展机理及防洪减灾决策分析提供了交互式可视化平台。     

堰塞坝溃决洪水的三维视景模拟关键技术

我国是地震多发区,地震形成的堰塞坝一旦溃决,对下游城市和保护区将产生严重影响。由于堰塞坝溃决的复杂性和不可重复性,因此单一的数值模拟和物理模型试验均无法全面展现其变化特征。而三维视景模拟可在虚拟环境中精确地提供堰塞坝溃决及洪水演进的动态演变过程,具有显著的优势。本文重点阐述了堰塞坝溃决洪水三维视景模拟的基本原理和关键技术,基于堰塞坝溃决洪水计算模型和三维视景仿真技术之间的耦合,对堰塞坝溃决洪水进行三维分析和仿真,实现堰塞坝溃决洪水的三维视景模拟仿真与应用。相比传统的一维或者二维水动力学计算和展示,三维视景模拟更为准确和直观,它为堰塞坝溃决洪水问题的深入研究提供了一条行之有效的途径,可为提前制订应对方案和降低堰塞坝溃决所带来的损失提供参考依据。     

苗尾水电站施工期溃堰洪水计算分析

苗尾水电站施工期临时围堰挡水度汛期间,若因上游超标洪水导致围堰溃决,将引起围堰库区水体骤然下泄,形成较大溃坝洪峰向下游传播,严重威胁下游两岸村镇及功果桥梯级电站的安全。根据溃坝洪水传播和运动的特点,建立了一个包括围堰溃决过程和洪水演进的溃堰洪水数学模型。利用该模型,合理假定围堰溃决模式,拟定不同的计算方案,对苗尾水电站施工期围堰溃决及溃堰洪水演进过程进行了模拟计算。通过模型计算可以得到各特征断面的最高水位和最大流量值,并可以得到溃堰洪水传至各特征断面的演进时间。因此,可以利用溃堰洪水数学模型,为围堰溃决时下游河道两岸的洪灾分析及溃堰应急预案制定提供科学依据。     

基于VRP的溃堰洪水演进4D交互式可视化研究

水利工程溃堰洪水演进分析对工程设计与灾害预警有重要意义。基于Virtual Reality Platform(VRP)平台,利用图形图像处理方式直观地模拟洪水演进过程,系统全面地分析洪水要素在时间与空间上的相互关系。融合多种数字处理技术进行数据可视化,建立洪水水力要素的时序变化与图形之间的映射关系,表现河道溃堰洪水水位、水深等水力要素的演变过程。实例说明VRP可模拟围堰溃堰洪水演进全过程,实现动态分析与用户交互,表明基于VRP的溃堰洪水演进动态4D可视化对洪水风险整体分析具有独特优势。     

土石围堰溃决对下游水库的影响研究

溃口流量模拟和溃堰洪水演进分析是研究土石围堰溃堰对下游水库影响的基础.土石围堰溃堰是逐渐发展的,不可能在瞬间溃决,当溃口大小已知时,可按局部溃堰公式计算渍口流量,结合入库洪水过程计算溃口处的流量过程线,据此构建了围堰水库水量平衡-溃口流量模拟模型,根据有限元基本原理构建了一维渍堰洪水演进模型.分析土石固堰渍堰对下游水库的影响时,可将演算至下游水库的溃堰洪水与下游水库设计入库洪水峰对峰线性叠加.     

围堰溃决的数值模拟

推导了用于模拟围堰溃决的DIF方程，采用非规则网格有限体积法和显式MacCormack预测-校正数值方法求解该方程，建立了模拟围堰溃决数值模型。实例计算结果表明，本数学模型能合理地模拟天然情况下的河道水流、溃堰前的流场以及围堰溃决后溃堰波的沿程传播。此外，采用在导流洞进口局部区域网格上施加负质量源，出口局部区域网格上施加正质量源间接模拟导流洞过流的方法是合理的。因此，本数学模型可作为工具，为围堰溃决对下游河道两岸城镇的洪灾分析及溃堰预案的制定提供科学依据。     

泥石流堰塞坝研究进展

泥石流堰塞坝是泥石流堵塞河道而形成的一种天然坝。泥石流堰塞坝在形成过程、坝体物质结构与组成、坝体物质侵蚀速率、溃决过程以及洪水峰值流量等方面与滑坡堰塞坝存在诸多差异性。因此,开展泥石流堰塞坝的形成与溃决机理研究具有重要意义。依次从泥石流堰塞坝的特点、堵河判据和坝体溃决过程与机理等方面,对近年来泥石流堰塞坝方面的研究进展进行了比较系统的阐述与总结;指出了当前研究中存在的问题与不足,并提出了泥石流堰塞坝形成与溃决方面需要进一步研究与解决的关键科学问题。     

电厂煤粉炉给粉量测量

分析了煤粉输送管道影响煤粉流量的因素,论述了电厂煤粉炉燃烧过程中存在的问题,介绍了微波固体流量计的原理和缺点。采用了一种新型微波固体流量计,克服了传统微波流量计的缺点,可实时在线非接触测量煤粉浓度,有效控制煤粉炉的给粉量。     

基于BP-神经网络的风速短期预报技术研究

针对风速预报中出现的资料获取困难、预报精度差等问题,文章提出采用临近历史数据的BP-神经网络风速短期预报模型,并重点对BP模型的输入层和隐含层参数进行估计。在一定范围内,枚举输入层和隐含层的参数,并采用大量数据进行模拟,同时采用SSE和MAE两种指标对模拟结果进行评价,得到了适合于风速预报的多个不同参数BP模型。同时将多个BP模型用于预报,发现预报结果精度都比较高,表明不同参数的BP模型均可用于预报且BP模型存在异参同效性。     

GBF高强薄壁管在现浇砼空心无梁楼盖中的应用

在我国工业与民用建筑中,钢筋砼结构是应用最为广泛的结构形式.在高层建筑发展中,存在着逐渐以钢结构、钢和钢筋砼组合结构取代传统的钢筋砼结构的趋势.但是,在我国钢筋砼结构因原材料广泛、技术成熟、造价低廉,有很强的生命力,仍是应用最为广泛的建筑结构形式.     

北京“2016-07-20”暴雨与“2012-07-21”暴雨对比分析

2016年7月19—21日,北京市遭受特大暴雨袭击,"2016-07-20"暴雨降水总量超过"2012-07-21"暴雨,2场特大暴雨在发生时间以及暴雨特征上有诸多相似点。通过对2场特大暴雨和洪水进行对比,分析了在暴雨、洪水和产流等3个方面的变化特点,对有效地监测城市暴雨洪水、科学地指挥防汛和提升防洪减灾工作能力具有一定的参考价值。     

孔板消能是缩短消力长度的有效途径

掌鸠河引水供水的输水工程首部其旁通管出口采用底流消能方式，当消力池受地形限制其长度较短，开始试验采用一般的常规方法无法从根本上解决消力池的消能问题，后采用了消力池上加设孔扳这一新型消能工形式，试验中经优化孔口直径和孔板起始位置后，较好地解决了下游消能问题。因此利用消力池上加设孔扳这种消能工形式来解决消力池长度不够，是一种有效的方法。这种体型特别适用于中小型工程。     

物化-水解酸化-CAST工艺处理制革废水

介绍了物化 水解酸化 CAST工艺在处理制革废水中的应用。运行结果表明 ,进水BOD为 96 0～ 12 5 0mg/L ,COD为 2 2 5 0～ 2 780mg/L时 ,出水达到《污水综合排放标准》二级标准。     

民用多层住宅现浇混凝土楼板裂缝成因及防治

近年来在民用建筑中普遍应用现浇钢筋混凝土楼板,但从应用中也发现现浇板普遍存在深浅不一的裂缝,就现浇楼板裂缝产生的原因及防治措施进行一些分析.引起现浇板裂缝的主要原因是混凝土的收缩,混凝土在凝结过程中,体积会发生变化,当收缩应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝.混凝土收缩开裂是与材料性能有关的固有特性.要想完全阻止裂缝的产生是不可能的,只能从施工工艺以及材料等方面加以改进,尽可能地减少和细化裂缝.     

浆砌石双曲高拱坝设计

下会坑大坝为浆砌石双曲拱坝，坝高102．39m，目前为国内同类坝型中最高，现已竣工蓄水。对该坝的设计成果进行详细介绍，供同类大坝工程设计参考。     

水库移民工程的微观经济探讨

对水库移民工程微观经济系统的研究认为，在移民组织生产时要充分考虑生产的可能性边界，关注市场的供给与需求，要认识到农产品的需求缺乏弹性，低劣的农产品势必会减少移民的效益。移民农业生产要向高效化、专业化方向发展。由于自然资源的稀缺性，移民劳动力不可能与土地、资本等生产要素很好地结合，从而导致移民的贫困化，因此移民劳动力的合理流动与投资移民是提高移民收入的重要手段。