平移搜索最大相关系数法在渠道水流滞时分析中的运用

西黑山进口闸作为南水北调中线天津干线唯一具有流量调节功能的节制闸,对于天津干线的入流控制至关重要。为提高西黑山进口闸流量监测数据的准确性,针对当前西黑山进口闸过流监测在精准度上存在的不足,准确获取西黑山进口闸至文村北调节池的水流滞时十分必要。基于渠道水流传播的时间延迟特性,结合西黑山进口闸前后4次流量调整过程,并借助闸站监控系统获取的瞬时流量观测数据,将平移搜索最大相关系数法运用于西黑山进口闸至文村北调节池的水流滞时分析中。结果显示,在文村北调节池过流介于28~35m3/s时,西黑山进口闸至文村北调节池的水流滞时约为33min,可指导现场上下游间的流量控制变化监测,同时验证了平移搜索最大相关系数法在渠道水流滞时分析中的可行性。     

库水位+降雨条件下四方井粘土心墙坝坝坡渗透稳定可靠度分析

针对粘土心墙坝坝坡稳定仅局限于确定性分析,考虑到尚缺乏研究坝体材料空间变异性的问题,以四方井水库粘土心墙坝为例,对库水位联合降雨工况下的坝坡渗透稳定性进行数值模拟,同时基于Monte-Carlo法分析了可靠度规律。结果表明,单纯的库水位骤降监测点孔压随时间呈单调下降趋势,库水位骤降速率越大,孔压下降速率越快。降雨联合库水位工况在降雨时刻孔压有一个突升的过程;库水位骤降情况下安全系数随库水位下降呈先下降后上升最终保持不变,库水位骤降速率越大,最小安全系数越小,出现的时间亦越早;不同类型降雨工况安全系数在降雨过程中有一个突降的过程,最终安全系数回升至初始值,其中后峰型降雨安全系数降幅最大,前锋型降雨安全系数降幅最小;降雨发生在库水位骤降后期最为危险,最小安全系数也越小;库水位骤降情况平均失效概率约为30%,不同类型降雨条件下平均失效概率基本小于10%,降雨发生在库水位骤降不同时刻下失效概率平均约为60%。对降雨发生在库水位后期的情况应加强监测,防止坝坡失稳灾害的发生。     

降雨重现期标准化及其在某滑坡稳定性评价中的应用

鉴于三峡库区降雨标准化、定量化研究对库区降雨型滑坡稳定性评价与预测具有重要意义,采用数学期望公式(Weibull公式)与P-Ⅲ型频率曲线相结合,在海森几率格纸上绘制降雨频率曲线的方法求取不同降雨重现期时万州区4~6月单次最大降雨过程,在此基础上,以万州区某滑坡为例,对稳定性与破坏概率进行计算。结果表明,通过降雨频率曲线,可以找到不同极值降雨过程重现期对应的降雨量;库水位下降期间浸润线逐渐趋于凸型;该滑坡是库水+暴雨复合型滑坡;在20年(及以上)一遇暴雨与库水位联合作用下,滑坡将达到欠稳定状态。     

黄河下游渠村引黄涵闸引水能力变化分析

采用高村水文站1969～2015年实测水文系列资料,分析高村水文断面典型年来水情况和供水保证程度;采用2002～2015年高村水文站含沙量资料,分析黄河含沙量及黄河实行调水调沙以来渠村闸高含沙量期间引水情况;根据渠村闸闸前水位-流量关系和闸前水位-引水流量关系,计算渠村闸的引水能力及过程。结果表明,错开来水偏枯的1、2月,黄河来水量一般可得到保证;调水调沙期间及后期7、8月,短期会出现高含沙量情况,需注意规避;2020规划水平年P=50%来水频率下,渠村闸引水流量为14.7×10~8 m~3,平均可引水流量为46.97m~3/s,不足设计引水能力1/2;实施闸前和引水渠道清淤及相机引水等,保障灌区用水需求。     

考虑降雨空间异质性的流域洪水过程模拟研究

气候变化等因素使得降雨时空分布不均匀性增强，研究洪水对降雨空间异质性的响应关系，对于指导干支流不同频率暴雨组合遭遇条件下的流域洪水模拟意义重大。以山东省沂河临沂站以上流域为例，应用新安江模型构建流域水文模型。利用1980～2020年6～9月逐小时降雨数据进行频率分析，推求沂河流域降雨历时为72 h的不同重现期的设计暴雨。通过不同重现期的暴雨组合设计情景，利用构建的水文模型模拟，对临沂站的洪水过程进行分析，得到降雨空间异质性对洪水过程的影响关系。结果表明，降雨空间分布对洪峰流量的影响显著，靠近流域出口的区域降雨量是洪峰流量的决定性因素，降雨空间异质性高的情景下，较小的降雨也可能产生较大的洪水峰值流量。研究结果可为降雨空间异质性导致的干支流洪水遭遇条件的下游断面洪水预报提供参考。     

NCB汽轮机热网换热器水位稳定关键参数研究

为研究热网换热器水位稳定性的关键影响参数及其调峰前最佳值,首先建立了二拖一联合循环机组供热系统的动态模型并加以验证,然后基于模型仿真循环水流量分别为1050kg/s、1850kg/s、3050kg/s时,汽轮机从120MW降负荷至90MW的系统关键参数变化,仿真结果表明,循环水流量越小则调峰时热网加热器水位波动越小.进...     

西南某水电站雾化区边坡三维渗流分析

以西南某水电站为例,依据坝址区工程地质条件构建了边坡三维模型,模拟了地形地貌、岩层分级和主要地质结构面,借鉴锦屏一级等类似工程资料确定雾化雨强度和影响范围,以年均河床水位与地下水位为控制边界条件进行三维饱和非饱和降雨入渗计算.分析渗流结果表明,坡面平缓和坡脚处的压力水头明显上升,距离坝址越远雾化降雨对边坡影响越小.该方法结果合理,实用性强.     

基于生态水文指标的陈村水库日调节水流影响分析

水利工程日调节作用下河流日内水位、流量陡涨陡落,产生水流脉冲,导致河流生境条件与天然状况下迥异,可对河流生态系统健康造成影响。基于安徽省第一大水库陈村水库上下游水文站逐时水位资料,应用水流脉冲频率、历时、大小等生态水文评价指标对陈村水库的日调节影响进行逐月评价,获得了水库下游不同调峰流量、不同调峰历时的水流脉冲的各月分布特征。评价结果可定量反映水库日调节作用下泄非恒定流的水流特征以及河岸水陆生态交错带的淹没频率、历时及范围等年内分布特征。     

安庆市短历时暴雨强度公式推求

为推求受近年极端天气影响下的安庆市短历时暴雨强度公式,首先收集了安庆市1983~2012年的暴雨整编资料,采用年最大值法选取了10个历时下的雨强样本;然后采用P-Ⅲ型、指数和耿贝尔分布曲线进行适线,确定了P-Ⅲ型分布曲线为其理论频率曲线,得到了10个历时下各频率对应的雨强;采用高斯—牛顿法推求了各单一重现期下的暴雨强度分公式和所有重现期下暴雨强度总公式的参数。误差检验发现暴雨强度分公式的精度符合要求;而暴雨强度总公式的精度达不到要求,进而分析了精度达不到要求的原因。除个别历时下的雨强外,单一重现期下的新公式计算的雨强值均大于1981版暴雨强度分公式计算的雨强值,其中2年、5年一遇的雨强值比1981版公式计算的相应雨强值偏大1.4%~20.4%,计算结果与近年来安庆市受极端天气影响下的短历时降雨强度增大的趋势相一致。推荐使用暴雨强度分公式计算相应重现期下各历时的暴雨强度,其他重现期下的暴雨强度公式参数采用已知重现期下的暴雨强度分公式的参数内插获得。     

云南省缺资料小流域临界雨量计算分析

小流域因缺乏长期监测的降雨径流资料,临界雨量的计算是其山洪灾害防治面临的难题之一。针对云南省山洪灾害特征,以典型资料匮乏小流域为基本单元,采用水位流量反推法、频率曲线法、灾害与降雨频率分析法3种方法分析临界雨量,并通过适用于资料匮乏地区的地貌瞬时单位线模拟流域汇流过程。结果表明,3种方法计算的临界雨量值较为接近,其中结合了地貌瞬时单位线的水位流量反推法更适用于计算分析云南地区临界雨量;可见在推求山洪灾害临界雨量计算时采用地貌瞬时单位线模拟云南省流域汇流过程合理可行。     

某软基水闸闸墩结构工作性态分析

为监控某深厚软基上拦河水闸的运行安全状态,基于该水闸上下游水位、水平位移、垂直位移、扬压力和地基反力等分析了闸墩结构的工作性态。结果表明,水闸闸墩随时间逐渐向下游移动,并存在上游侧沉降大于下游侧的问题;闸墩基底压应力基本符合分布规律,呈周期性增大趋势;扬压力符合渗流规律,反映基底上下游防渗围封桩工作状态良好。该结果较为真实地反映了闸坝的工作状态,建议后期加强观测,及时分析反馈以指导闸坝运行。     

建闸对甬江干流水质影响分析

针对甬江建闸可能带来的水质恶化问题,采用MIKE21二维水流数学模型,在90%保证率和两个建闸方案(镇海电厂闸与河口闸)的基础上,考虑两种不同来水(标准来水、实际来水),分别预测建闸后甬江水体主要水质指标(COD、NH3-N)浓度值,并与建闸前进行对比。结果表明,无论标准来水还是实际来水,建闸后水质变差,建闸后的COD浓度可达到水功能区划标准,而NH3-N浓度超标严重;在河口建闸的水质优于在镇海电厂处建闸的水质。     

燕尾坎挑流消能噪声的影响因素分析

通过燕尾坎挑流消能的水工模型试验,测量了某重力坝泄洪过程中产生的噪声强度,分析了测点位置、流量、闸门开启方式与噪声强度的关系。基于相似原理,把噪声强度结果换算到原型,从频率和等效声级两方面分析了水流噪声对库区居民和动物的影响。结果表明,水流噪声主频位于低频段,噪声强度最大值出现在32、40Hz频率处。流量和闸门开启方式相同时,挑坎末端断面附近低频噪声强度最大,挑流水舌进入水垫塘区域的高频噪声强度最大。闸门开启方式不变,流量越大,各测点对应频率的噪声强度越大。流量不变,开启孔数越多,各测点的噪声强度越大。调整运行调度方式,可以在一定程度上降低噪声强度。该结果可为分析水利水电、防洪、景观工程水流噪声的特性和减缓水流噪声的不利影响提供技术支持。     

海曙区生态活水方案研究

针对城市枯水期水环境问题,研究海曙区生态活水方案,建立研究区MIKE11水量水质耦合模型,统筹考虑不同水源与退水闸碶联合调度,拟定生态活水方案,模拟分析不同方案下水环境改善效果。结果表明,海曙区皎口水库按1.74m~3/s规模下泄,高桥泵站和黄家河泵站分别以13.44、1.00m~3/s规模引水,保丰闸、行春碶和屠家堰配合退水,可取得较好的水环境改善效果。研究成果可为类似区域提供借鉴。     

低水头多孔闸调度水力冲淤模型试验研究

双台子河闸位于辽河下游感潮河段,枢纽工程中的新建浅孔闸为低水头高淹没度的拦潮闸。由于受到海潮的影响,在涨潮时,海水携带大量的泥沙并沉积在闸下,导致拦潮闸下游处于淤积的状态,下游河床由于淤沙的沉积而不断抬升。为有效解决河道抬升及淤沙问题,在水工模型试验的基础上,通过多种闸门调度运行方案并结合定床和动床调度试验,测量和分析了不同闸门开启方式下的流速、流态等水力要素及动床冲刷情况,得到科学合理的闸门调度方案,即隔孔开启,可有效改善双台子河闸闸下淤沙问题。     

利用月亮泡水库实现嫩江洪水资源化的可能性分析

从水位差大小、集中时段、可利用水位差下的水库蓄水状况,分析了月亮泡水库和嫩江相应断面的汛期水位的统计规律,探讨了利用月亮泡水库实现部分嫩江洪水资源化的可能性,以及利用低水头泵站和对哈尔金闸闸门进行双向过水改造,以提高洪水资源利用效率,并利用2003年的引洪实践结果进行了论证分析。     

某工程引水系统引水防沙设计与试验验证

针对原引水系统引水保证率低、防沙能力弱的问题,在已建成的无坝引水系统位于凸岸下端增设拦河闸,设计独特的拦、排沙设施(S型导墙、阶梯式拦沙坎、下宽上窄的弧形冲沙槽)。试验验证表明,拦河闸位置选择合理,泄流和排沙能力强;S型导墙能缩短冲沙前缘长度,束窄河床,抬高水位,提高有压引水口的引水能力;阶梯式拦沙坎满足冲沙比降的要求,提高了进水闸的防沙能力;冲沙槽按"下宽上窄"布置,束窄了冲沙槽上游端水流,从而提高了冲沙槽的流速,其在平面上呈弧形,加强了底流的横向环流作用;冲沙槽中螺旋流的存在,提高了冲沙槽的冲沙能力。     

SWMM模型在感潮河网城市排水防涝计算中的应用

针对感潮河网城市地区产汇流特性,考虑河道排涝和管道排水的相互影响,采用SWMM模型对某研究区域内管渠系统进行概化。利用无因次潮位单位线法确定该区域沿江潮位过程,将区域防洪计算结果作为外河水位计算边界条件,输入经过同频率缩放的短历时设计暴雨过程,模拟计算了城市排水防涝过程。结果表明,水闸工程可有效控制各防洪分区的水位,河网水面率对防洪高水位具有一定的调节作用,管道排水和地面积水会因河道初始水位过高而受到影响。     

大扩散比闸下水流扩散特性的影响因素分析

水闸下游水流流动扩散特性对下游河床及岸坡冲刷具有重大影响。为研究闸下水流扩散特性的影响因素,采用物理模型试验,分析了不同扩散比、闸门开启高度、弗劳德数及下游水深对水闸下游流态的影响;同时以断面相对最大流速及不均匀系数作为水闸下游扩散特性的衡量指标,得到不同弗劳德数、闸门相对开启高度、扩散比和水闸下游水流扩散特性指标的相关关系。结果表明,扩散比的增大会导致偏折水流的出现并增大偏折程度;而弗劳德数和闸门开启高度的增大则使水流偏折程度减少;断面相对最大流速和断面流速不均匀度均沿程减小,且受扩散比的影响最大。