基于蒙特卡罗法的土石坝洪水漫顶风险率计算及其敏感性分析

为了减少土石坝因洪水漫顶造成溃坝所带来的损失,详细介绍了计算土石坝洪水漫顶风险率的蒙特卡罗法模型,分析了影响土石坝洪水漫顶的主要因素为洪水、风浪、水库运行调度方式和水库特性。针对这些因素进行洪水漫顶风险率的敏感性分析,并以南方某土石坝为例进行了实例研究。结果表明:洪峰流量均值和变差系数以及最大风速的均值对土石坝洪水漫顶风险率的影响较大,洪峰流量的偏态系数和风速的均方差的影响较小;水库自身特性及洪水到来前的水库初始水位的影响也比较大。该实例计算得到的洪水漫顶风险率经与相关工程实例分析计算成果比较,表明采用蒙特卡罗法计算洪水漫顶风险率是可信的。     

感潮河段水力模型试验

以一个实际工程为例,简要介绍了河道在径流和潮汐双重作用下水力模型的设计、制作过程,并结合先进的仪器设备达到了理想的试验效果。该模型可用于水力模型的设计参考。     

感潮河段水位演算模型研究

感潮河段洪水波运动，受潮汐影响，且流量观测资料误差也大，由流量预报再转换为水位，很难达到理想的效果，本文据水量平衡和蓄量水位关系，导出感潮河段的水位演算基本模型，通过上游洪水波和下游潮水波的分离演算，组合叠加，直接预报河道洪水位，既简化了预报方法，又提高了预报精度。     

感潮河段船闸组合水位的研究

船闸组合水位是指通过研究船闸上下游不同水位组合,分析船闸上下游可能出现的最大水头差,为船闸结构计算、输水系统进出水时间计算、整体稳定计算等提供依据,组合水位计算时涉及的船闸特征水位包括设计最高通航水位、设计最低通航水位等。感潮河段的船闸由于受河流和潮汐的双重影响,船闸遭遇的水文环境与内河船闸相比更为复杂,有必要对感潮河段船闸组合水位进行研究。以感潮河段烽火角船闸工程为例,提出了感潮河段船闸组合水位的计算方法,为类似工程计算提供参考。     

感潮河段水沙数学模型研究与应用

感潮河段的水流和泥沙运动均具有很强的非恒定性,采用有限体积法建立了一套感潮河段平面二维水流泥沙数学模型。模型采用同位网格的SIMPLEC法对水流方程进行离散和求解,较全面地考虑了非均匀悬移质及推移质运动,具有较好的普遍适用性。以长江下游口岸直河段和仪征河段为例,分别对模型作了定床和动床计算,计算结果与实测值符合较好,从而证明了模型的可靠性。     

感潮河段设计洪水位的推求

由于感潮河段洪水位既受自上而下的洪水波运动的影响。又受自下而上的潮波顶托的影响，而且人类活动的影响也相当频繁，一般骓以直接根据水位系列来推救设计洪水位，因此在秦淮河与滁河感潮河段设计洪水位的确定中，提出了建立水位函数、采用频率组合法推求感潮河段设计洪水位的方法，求得了秦淮河感潮河段，现状工情、不破圩的１００年一遇设计洪水位，以及现状工情，并考虑特大洪水时使用分滞洪区的滁河感潮河段１００年一遇设计洪     

基于改进的OLS-RBF模型的感潮河段潮位预测研究

文章采用梯度下降函数对传统OLS-RBF模型基础函数权重矩阵进行优化计算,解决传统模型计算收敛效率较差的局限,并将改进的OLS-RBF模型应用于辽宁东部沿海感潮河段的潮位预测。研究结果表明:改进的OLS-RBF模型可将传统模型的收敛效率提高70.2%;在感潮河段最高和最低潮位预测的均方差分别减少8.6%和11.6%,自相关系数分别提高0.23和0.31。研究成果对于沿海感潮河段潮位预测方法提供参考价值。     

基于ADCP的长江口感潮河段床面稳定性分析

利用双频声学多普勒流速剖面仪(ADCP)对长江口潮区界内的崇文洲河段、潮流界内的南通河段以及长江口拦门沙区域北港下段进行了推移质运动观测。基于河床沉积物粒度数据、流速和水位资料,结合经典床面稳定性系数计算方法,对感潮河段的潮区界、潮流界以及口门段的稳定性进行了对比分析,提出了以推移质运动评价河床稳定性的新方法。研究成果表明:长江河口潮区界至潮流界再至长江口拦门沙区域,推移质运动速度沿程呈现增大的趋势。长江感潮河段的河床稳定性系数沿程逐渐降低。基于ADCP测量的推移质运动计算结果与床面稳定性系数计算结果较吻合,为床面稳定性分析拓展了新思路。     

基于峰谷电价的感潮河段泵站日优化运行研究

为节约感潮河段泵站运行费用,综合考虑长江侧水位变化和峰谷电价,在满足需要水量的前提下,以泵站日运行费用最小为目标,建立感潮河段泵站日运行优化模型。结果表明,优化方案在电价低谷时段增加抽水负荷,而在电价高峰时段降低泵站抽水负荷;电价相同时,泵站开机方案与水位相关,其中平价时段开机方案受水位影响更大;与设计方案相比,优化方案节约泵站运行费用11.40%～50.79%。因此,峰谷电价的引入不仅能有效减少感潮河段泵站的运行费用,同时也能降低用电高峰时段电网供电压力。     

基于感潮河段纳污计算的入河排污口整治研究

文章以佛山市顺德支流典型感潮河段为研究对象,通过构建西北江三角洲感潮河网区水动力-水质一维耦合数学模型,分析入河排污口不同概化方式、布局方式、污染物排放方式对河流水质(化学需氧量、氮磷)的影响,量化感潮河段水域纳污能力对排污口设置及污染物排放方式的响应,研究结果能够为当地入河排污口整治及水污染治理提供科学依据。     

复杂感潮河段纳污能力模型

在水资源保护规划中最复杂、最敏感的一个核心问题就是水体纳污能力的准确定量化问题,它直接关系到水功能区污染物允许排放量的多少和区域水资源规划的制定。综合研究分析前人关于水功能区纳污能力定义的基础上,确定研究水功能区纳污能力的定义及内涵,并以反向思维的研究方式建立复杂感潮河段纳污能力模型。研究中选取晋江感潮河段2003年实测数据对纳污能力模型进行了验证,结果表明:溶解氧、氨氮和总磷3个水质指标的计算误差分别在18%、15%和12%以内。     

沿海感潮河段施工导流技术

结合东方七支渠排洪渠水环境综合整治工程特点,以实际施工沿海感潮河段施工导流技术方案,通过多种导流措施对比,选择最适合的施工方案,实现了整治工程的高效推动,加快了整治工程的进度,降低了整治工程的风险,完成了整治工程的拟定目标。     

长江感潮河段潮汐变化特征

基于2011年长江下游大通水文站的逐日流量以及南京、镇江、江阴、天生港、徐六泾、共青圩6个潮位站的逐日高潮、低潮资料,研究海洋潮汐从河口向河段上游传播过程中的潮汐特征变化规律。结果表明,各潮位站25 h滑动平均的潮位变化与流量呈现相同的变化趋势,南京和镇江两个潮位站的水位变化最为明显,江阴、天生港、徐六泾的水位变化相对较小,共青圩潮位站的潮位基本不随径流发生相应的变化趋势;各潮位站之间均有一定的相关性,且相邻两个潮位站之间的水位相关性较高;随着潮位站之间距离的增大,水位的相关性呈现出明显的下降趋势;低水位的传播延迟时间均大于高水位的传播延迟时间;随着站点与入海口距离的增大,涨潮历时出现逐渐减小、落潮历时逐渐增大的变化趋势。     

感潮河段支流口门枢纽布置方法研究

跨流域调水工程中,感潮河段支流口门枢纽受到用地条件限制常距江较近且开敞布置,进出口门水流受到非对称涨落潮流牵制,引水、排涝、通航功能协调困难。以新孟河延伸拓浚工程的界牌水利枢纽为例,通过物理模型与数学模型试验相结合的方法,研究枢纽水动力条件及存在问题,并在此基础上提出枢纽总体布置方法。结果表明:枢纽外江侧口门开敞,引排水受涨落潮牵制明显,致使入江口堤头凸出挑流,泵站、节制闸进口及引航道口门区存在斜流;而枢纽内河侧边界固定,且节制闸正对引河,引航道处于遮蔽区,引排水流平顺。枢纽整体布置遵循以下原则:新开引河口门区与主河道呈锐角布置,角度取决于涨落潮历时对比,协调引水功能;引河与主河道之间堤头形态呈梯级布置,下梯级为锐角,上梯级为钝角,协调排水功能;节制闸正对引河布置,船闸布置在节制闸常态缓流区侧,泵站布置在节制闸另一侧,重点协调通航功能;枢纽尽可能远离口门区,使泵站和引航道位于岸线遮蔽区,减弱不良流态,协调枢纽各功能并使其充分发挥 。     

感潮河段洪水演算方法的探讨

一、引言防洪是人类面临的重大问题之一.我国沿海城市,大多位于江河的近入海河口处,既受来自江河上游的洪水威胁,又受到来自海洋的潮汐影响.每当大洪水与大潮汐遭遇,即可能给附近的城市带来更为严重的洪水灾害.因此,探讨江河下游河段洪水波与潮波的相互作用及运动规律,研究适用于感潮河段的洪水演     

感潮河段弯道水流的水力特性

网走湖水质主要为生物化学污染。论文利用声学多普勒流速剖面仪(ADCP)和咸水温度及深度测量仪(STD),于1996年的4月和8月在该湖出口下游河道的一个180°弯道处分别对三维流速场和咸淡异重流进行了原型观测。结果表明:在4月的融雪季节,从湖里流出的淡水主要为由上游流向下游的单向水流流动,且其流速u为矩形分布,量值与潮位有关;环流流速v与u值密切相关,下层流向指向凹岸。在8月的春潮季节,主要为上淡下咸且主流流向不同的成层异重流流动,且u的分布及流速梯度随着流向的不同而不同。经过观测数据与计算值的比较表明:融雪季节观测的主流和环流流速分布与理论计算值十分接近;春潮季节观测的环流流速表现为:(1)上、下层中的环流方向相反;(2)除过渡流外,环流强度与理论计算值较为接近。含盐度分布特征也因水流条件的不同而不同。     

感潮河段盐水入侵的水质模型

盐潮入侵严重影响内河水质。盐度的纵向分布受制于上游径流和海洋潮汐，其水动力学特性非常复杂。数值求解不恒定盐度入侵，主要困难在于对流占优时对纯对流算子的恰当处理，否则将会产生严重的数值耗散和伪振荡等非物理效应。考虑到强混合型河口潮汐的特点，本文采用同步不同格式对盐潮入侵问题的流场及浓度场进行了数值计算。采用欧拉—拉格朗日混合解法（ELM），将对流—扩散方程中的扩散项和对流项分裂求解，应用高精度时间序列插值的特征差分隐格式求解对流项，扩散项采用传统的有限差分法。在汊口处，将描述河网汊口水质变化的三维对流扩散方程在汊口控制体积积分，变量间的插值分布采用Panankar提出的幂函数，得到新的汊口离散方程。计算与实测结果比较表明，本文提出的方法有效可行。     

黄埔区典型感潮河段综合治理工程实践

双岗涌处于珠江北岸,由于邻近出海口,受潮水影响,具有感潮河段的水文特性,洪水期河道水量较大,防洪排涝安全形势日趋严峻。与此同时,随着经济的快速发展,城市建成区不断扩大,污水排放量不断增加,双岗涌两岸因截污不完善,仍有污水直接排放,使水质环境有恶化的趋势。因此,有必要对双岗涌水环境进行综合治理,以达到保障水安全和改善水环境的目的。通过堤岸整治、截污治理以及结合河涌特性调控补水等综合治理措施,使河涌达到了河畅、水清、岸绿、景美的效果,取得了良好的环境效益和社会效益,综合治理措施可行有效,为今后感潮河道的综合整治和长期维护都积累了一定的经验,可为河道水环境的改善提供较多的技术参考价值。     

感潮河段底床阻力特性分析

为更好地了解长江感潮河段的底床阻力特性,在实测资料的基础上,结合流速对数分布的假设及谢才公式和曼宁公式给出了适合长江梅子洲河段(感潮河段)糙率的计算公式,并将公式加入到二维有限元水动力数学模型HSCTM中。数值计算的水位、流速及流场均显示了糙率公式的合理性;从尼库拉兹实验出发结合希夫林松的阻力公式从理论上探讨了摩阻流速和糙率高度之间的关系,并采用长江感潮河段的实测资料印证了两者之间存在间接的线性关系。