涞源县滨湖新区梯级橡胶坝塌坝泄流过程分析

拒马河涞源县滨湖新区段河道治理工程共建成泉坊、石门两座橡胶坝,为确保汛期塌坝河道行洪安全,采用溢流堰过流能力计算公式按照逐时段演进法和水量平衡原理分析梯级坝之间的塌坝泄流过程,为橡胶坝联合调度方案的制定提供依据.     

基于改进遗传算法的梯级橡胶坝调度优化

为解决城市河道中梯级橡胶坝的优化调度问题,求解出较为合理的塌坝泄流方案,保障河道行洪安全,根据橡胶坝塌坝泄流计算原理,以限定时间范围内最小泄流量为目标函数,建立梯级橡胶坝调度优化模型,并采用线性加速选择函数与改进的自适应交叉、变异函数,改进传统遗传算法(GA),进行模拟运算,求解最优塌坝方案。改进的遗传算法(IGA)收敛速度快、稳定性强、程序运算时间短,能高效精确地计算出符合客观实际要求的梯级橡胶坝优化调度方案,具有一定的工程应用价值。     

橡胶坝塌坝最大泄流量快速估算方法

橡胶坝塌坝产生的最大泄流量是汛期橡胶坝控制运用的关键,为了快速准确地计算橡胶坝塌坝产生的最大泄流量,依据橡胶坝坝高、河道比降、蓄水量、坝长及塌坝时间等因素组合了102个塌坝方案,模拟计算了塌坝产生的最大泄流量。分析表明,橡胶坝塌坝产生的最大泄流量与坝长、蓄水量、河道坡度、坝高、塌坝时间等因素有关。在此基础上,利用统计分析方法建立了橡胶坝塌坝产生的最大泄流量估算经验公式,该公式包括了蓄水量、塌坝时间、坝长、坝高、侧收缩系数等因素。经验证该公式具有快速、准确的特点,方便实用。     

田家湾水库溢洪道橡胶坝塌坝泄流能力分析

介绍了田家湾水库概况,为复核溢洪道橡胶坝塌坝时泄流能力,合理确定溢洪道边墙高度,采用水力计算和模型试验两种方法对溢洪道泄流能力及水面线进行了分析计算,通过比较,两种方法结果基本一致,计算结果较为合理。     

基于数学模型的沂河橡胶坝群塌坝方案

采用mike11软件建立了沂河水流数学模型,运用实测资料进行了模型验证,选取沂河、祊河等6座橡胶坝进行了单坝的泄流过程计算,依据橡胶坝的调度原则,开展了橡胶坝群的联合运用研究.结果表明:在考虑全塌坝时间均为4h条件下,橡胶坝群联合运用后下游临沂断面洪峰流量1427 m3/s较小埠东单坝塌坝时的洪峰流量1414 m3/s增幅小于1％.当临沂断面以上所来洪水的预见期在8.95 h以上时,给出的2012年洪水条件下橡胶坝的塌坝方案可提前下泄橡胶坝拦蓄的水量而不增大洪峰流量.     

渭河咸阳城区段水景观工程五坝联合塌坝方案探讨

渭河咸阳城区段水景观工程三级五坝塌坝泄流若与上游洪水叠加,将增加河道行洪风险。采用溢流堰过流能力计算公式和水量平衡原理来分析梯级坝之间的塌坝泄流过程。对渭河咸阳城区段三级五坝制定多种塌坝方案,以塌坝时间和塌坝间隔时间为控制变量、以塌坝泄量最小为目标函数建立模型,提出最优塌坝方案:2~#气盾坝塌坝时间1 h、1~#副坝1.5 h、3~#气盾坝1小时,2~#气盾坝先塌,间隔1小时后1~#副坝开始塌坝,再间隔1.5 h后3~#气盾坝开始塌坝。三级联合塌坝后2~#气盾坝断面最大下泄流量692 m3/s;"咸阳湖"北槽2~#橡胶坝、1~#橡胶坝塌坝时间1.5 h,在南槽三级蓄水坝完全塌平后开始塌坝,塌坝后2~#橡胶坝最大泄量628 m3/s。可为类似工程防汛调度提供参考。     

汾河太原段梯级橡胶坝调度运用方式研究

汾河干流太原城区段三期治理工程建成后,上下游橡胶坝形成了连接水面。为确保汛期塌坝时下游河段防洪安全,通过分析计算最大下泄流量、塌坝时间和洪水波传播速度等调度运行限制条件,根据梯级橡胶坝不同塌坝顺序、时间进行多方案调度的设计及计算,选定了合理可行的运行方案。     

溢洪道安设橡胶坝对其水力特性影响的试验研究

针对溢洪道无消能工和防洪能力不足等问题,修建橡胶坝可以提高其潜在效益。为了研究溢洪道控制段内修建橡胶坝对溢洪道水力特性的影响,结合工程实例,从溢洪道的泄流能力、水流特性以及出口消能防冲效果3个方面进行了对比分析。分析成果表明:安设橡胶坝的溢洪道泄流能力减小,但仍大于工程设计要求,可保障溢洪道安全运行;橡胶坝对溢洪道流速有较小影响,坝前流速变化幅度比坝后流速大;橡胶坝塌坝和充水2种工况下的溢洪道水面线变化趋势相近,突变点发生在坡度变化点附近和橡胶坝附近;溢洪道消能防冲能力几乎不受橡胶坝的影响。因此,有条件的溢洪道控制段内建设橡胶坝是可行的。研究成果可为类似工程的设计和中小型水库的除险加固提供参考依据。     

堰塞坝溃坝数学模型研究与应用

针对堰塞坝坝体土石料的宽级配特性,引入与水流方向垂直的附加作用力来考虑粗颗粒对细颗粒的阻拦、遮蔽作用以及细颗粒对粗颗粒的包围、填实作用,提出了一个可模拟堰塞坝漫顶溃决过程溃口发展规律与流量过程的数值模型和相应的计算方法,利用该模型对唐家山堰塞坝泄流过程进行了模拟,得出的泄流槽发展规律与洪水流量过程与实测资料接近,验证了该模型和计算方法的合理性。进一步,利用笔者建议的数学模型及数值计算方法,比较分析了唐家山堰塞坝除险过程中泄流槽断面型式对堰塞坝泄流过程的影响,发现堰塞湖在采用泄流槽引流除险时,泄流槽深度与断面型式对其泄流过程具有重要影响,增加泄流槽深度,可明显提高泄流效率,但堰塞湖下游将承受更大的风险。对于同样深度的梯形泄流槽,如果将槽底部断面减小,形成复合梯形泄流槽,不仅可减少开挖工作量,而且没有明显降低泄流效率,同时后者的泄流过程更为平缓,最大洪峰流量减小,出现的时间滞后,堰塞湖下游承受的风险也将降低。     

梯级橡胶坝群汛期防洪调度优化方法

汛期防洪调度是一类多目标、多阶段、多约束的复杂决策问题,合理控制不同层级橡胶坝的下泄水量是高效防洪调度的关键,提出梯级橡胶坝群汛期防洪调度优化方法。在考虑橡胶坝群周围水域环境的情况下,确定梯级橡胶坝群的组合形式;利用Copula函数估算梯级橡胶坝群汛期水量,计算单个橡胶坝汛期泄洪能力;优化求解梯级橡胶坝群塌坝泄洪调度量,确定防洪调度过程中需要塌坝的梯级橡胶坝数量;通过弧形开合状态的控制,实现梯级橡胶坝群汛期防洪优化调度。实测分析结果表明,在研究区域汛期时段内,通过优化设计防洪调度方法的应用,下游水位最大值为137 m,洪峰流量为652 m³/s,与传统防洪调度方法相比超限量更低,即防洪调度效果更优。     

大庄橡胶坝塌坝问题的分析处理与加强管理的建议

橡胶坝是一种新型挡水建筑物,具有投资少、见效快、易于实施等优点,能够快速拦截河流,形成水域景观,但运行中易出现塌坝问题.本文以沂南县大庄橡胶坝为例,对橡胶坝工程建设期和运行期易出现的问题进行了分析,提出了建设中严格规范,加强检查验收,特别是坝袋充排水试验检查,运行管理中,配备足够专业技术人员,并加强教育培训,健全管理制...     

梯级橡胶坝工程应急调度方案的优化设计

极端暴雨洪水给流域防洪调度带来了巨大考验,依靠单个水库独挑蓄泄重任已不能满足防洪要求,亟需探讨在突发汛情时梯级坝工程的联合应急调度方案.为此,以优化理论为指导,以梯级坝泄流时间最短为目标函数,依据坝群的运行原则,设定各库区的水位、流量等约束条件,综合考虑橡胶坝的塌落时刻及塌落速度(时长),建立梯级坝联合调度优化模型.基...     

枕式橡胶坝防塌肩设计简析

枕式橡胶坝的塌肩现象影响着坝体正常运行,通过分析塌肩原因,并结合堵头式及斜锚式坝肩布置方式提出针对高橡胶坝防塌肩的新措施,为高坝的坝肩布置方式提供了一种新思路。     

唐家山堰塞坝泄流对坝坡稳定的效果分析

采用极限平衡有效应力法研究了不同上游水位下唐家山堰塞坝坝坡的稳定性，评估了该堰塞坝滑坡的可能性，为制定科学有效的泄流方案提供了依据。同时，对泄流后该堰塞坝坝坡以及泄流形成的新河道岸坡的稳定性进行了分析，研究了泄流对坝坡稳定的效果。研究结果表明，上游水位继续上涨可能导致唐家山堰塞坝下游坝坡滑动破坏，应在水位达到高程675 m前采取泄流措施降低库水位，以确保下游侧坝坡的安全；泄流后剩余堰塞体的稳定性较好，不会发生大规模滑动；泄流形成的新河道岸坡可能发生局部垮塌，但其规模较小，应不会造成堵塞断流和影响行洪能力。     

基于NWS BREACH的唐家山堰塞坝泄流过程模拟

NWS BREACH模型是目前国内外模拟土石坝或堰塞坝漫顶及管涌破坏最常用的数学模型。基于唐家山堰塞坝的实测资料,建立了唐家山堰塞坝漫顶泄流过程数学模型,并通过现场监测得到的流量过程和库水位变化资料验证了所建立模型的合理性。对模型中的重要参数进行了敏感性分析,研究了坝料平均粒径、冲蚀率、下游坝坡坡比3个参数对模型计算结果的影响,表明坝料冲蚀率和下游坝坡坡比对泄流过程影响显著。研究成果对堰塞坝除险和洪水风险评估具有指导意义。     

红城县橡胶坝调度方案浅析

根据支流汤河汇入白河情况分3段计算出汤河设计洪水、汤河汇合以上白河设计洪水和汤河汇合以下白河设计洪水.通过橡胶坝塌坝形成的洪水过程及洪峰流量分析、暴雨洪水预警与塌坝洪水分析、橡胶坝调度影响分析、橡胶坝调度运用原则,研究红城县9座橡胶坝的合理调度方案,协调防洪与蓄水矛盾,充分利用雨洪资源,降低蓄水带来的防洪风险.     

堰塞坝泄流冲刷平衡形态的影响因素研究

根据模型试验观测可知,堰塞坝泄流过程大致可分为溯源冲刷、下切展宽、粗化稳定三个阶段,冲刷稳定后床面形态可分为头部粗化区、细沙落淤区、粗化床面区、推进细沙区、原河道区.分析不同入库流量、坝体级配、坝后坡度对堰塞坝泄流冲刷平衡形态的影响,结果表明:入库流量对堰塞坝泄流冲刷平衡形态影响不大,而坝体级配、坝后坡度对堰塞坝泄流冲刷平衡形态有较大影响.     

锚杆对溢流面板坝流激振动特性影响的研究

针对设锚杆的溢流面板坝泄槽流激振动性能复杂的特征,基于ABAQUS软件建立拟三维仿真模型,通过MATLAB自编程序实现脉动压强时域激励荷载的构造,采用时域分析法对不同泄流条件下设锚杆的系统模态和流激振动性能进行研究。结果表明:在水流流激振动作用下,锚杆对溢流面板坝泄槽动力稳定性的影响主要体现于泄槽中不同的流速条件,当泄槽最大流速大于40 m/s时,设锚杆使系统基频降低速率明显变缓,使泄槽底板接缝处发生较大变形和关键部位产生过大拉应力的流速明显增大,提高了其结构在水流流激振动作用下的动力稳定性。     

表孔局部开启泄流能力曲线计算方法的改进研究——以锦屏一级水电站为例

表孔泄流流量计算的准确性关系到梯级水库运行安全和蓄满程度。针对雅砻江梯级水库实时调度中出现的泄流流量计算误差,通过考虑闸门开度对应的当前库水位和跌水因素,对锦屏一级水电站表孔局部开启泄流能力曲线计算方法进行改进,并用下游电站运行数据及水文站实测流量对改进算法进行验证。结果表明,改进的表孔局部开启泄流能力曲线计算方法更接近实际情况,利于提高梯级水库实时调度的准确性。     

沂河桃园橡胶坝工程与小埠东橡胶坝工程差异性分析

继小埠东橡胶坝之后,沂河又新建桃园橡胶坝工程。桃园橡胶坝工程将橡胶坝与砌石溢流堰相结合,形成橡胶—砌石混合坝,且新增船闸工程,增加了工程难度。因建设环境等原因,两处橡胶坝在地基、施工导流方案、锚固槽施工方案、混凝土浇筑方案、充排水管道、坝袋颜色等方面也存在差异。目前角沂橡胶坝正在建设中,加上正在规划设计的刘家道口橡胶坝胶坝,沂河梯级橡胶坝将形成世界最大的梯级橡胶坝群。