模糊神经网络对汛期三门峡水库泥沙冲淤量的计算

本文通过对多年实测资料的分析 ,总结出对三门峡水库泥沙冲淤量影响很大的变量的经验公式。在分析了汛期三门峡水库泥沙冲淤影响因子的基础上 ,鉴于模糊集合论与神经网络和智能预报的研究关系密切 ,可对非线性问题进行智能预报的特点 ,利用模糊神经网络模型对三门峡水库泥沙冲淤量进行了计算。该模型精度满足要求 ,计算结果比较合理 ,适合计算水库泥沙冲淤量     

三峡水库建成后对长江中下游江湖水沙关系变化趋势初探Ⅱ.江湖关系及槽蓄影响初步研究

三峡工程建成后,改变了坝下游的来水来沙过程,中下游江、湖河床将发生冲淤变化.为研究三峡水库蓄水运用后长江中下游河势和江湖关系的变化,根据三峡工程分期蓄水进程,结合原型观测资料分析以及数学模型计算等多种技术手段进行了初步探讨研究.三峡水库运用初期(2003年6月-2032年12月31日)长江中下游干流将发生自上而下的冲刷,河床冲深,枝城以上河段较快完成冲刷,并向F游发展;受长江中下游十流河床冲刷影响,荆江南岸三口口门水位下降,荆江三口分流道河床冲淤相应发生改变,河床有冲有淤,以淤积为主;三峡水库运用后洞庭湖区淤积量减少,至三峡建库后30年末,湖区平均年淤积量为多年平均年淤积景的40%左右,三峡水库建库明显减缓了洞庭湖区泥沙的淤积:三峡水库运用后相应各河段槽蓄量也发生了变化,计算成果表明,与三峡水库建库前相比,同一水位条件下槽蓄景有不同程度的增加,枯水河槽槽蓄量增加较多,洪水河槽槽蓄量增加略小.由于泥沙运动的复杂性及其它原因,对于三峡水库建成运用后的江湖关系还需进行深入的探讨和研究,为今后研究江湖治理措施提供重要的科学依据.     

黄河下游河道洪水冲淤与水沙搭配关系

本文总结了以往对黄河下游河道冲淤临界条件的研究情况;利用1960～1999年422场洪水资料分析了影响洪水冲淤的各种水沙因素,建立了黄河下游4个河段洪水排沙比与综合水沙系数的关系,该水沙系数包括流量、含沙量、洪峰流量变幅、洪水沿程衰减系数、洪水历时等5个因素;利用4个河段的冲淤临界条件勾画出了4个河段洪水冲淤调整与来水来沙搭配(或组合)之间的关系;该关系可为小浪底水库调度决策以及黄河下游治理提供参考。     

黄河冲淤特性"相对清水冲刷、相对浑水淤积"

本文回顾总结了以往对黄河干支流河道冲淤特性的研究情况 ,利用所提出的冲淤临界流量与含沙量的关系与渭河下游、黄河下游进行了对比。以此为基础 ,勾画出了黄河干支流冲积河道“相对清水冲刷、相对浑水淤积”的物理图景 ,提出了多沙河流“相对清水冲刷、相对浑水淤积”的冲淤特性     

遗传算法改进的BP神经网络对汛期三门峡水库泥沙冲淤量的计算

本文针对BP神经网络收敛速度慢和易于陷入极小值的问题,采用将遗传算法全局寻优和BP神经网络局部寻优相结合的方法,提高了BP神经网络的计算精度和收敛速度。应用该模型和一般BP神经网络模型对汛期三门峡水库的泥沙冲淤量进行了计算和预测。数值结果对比发现,经遗传算法改进后的BP神经网络模型在降低计算和预测的平均误差的同时,迭代次数比一般BP神经网络模型也大大减少。因此适用于求解如计算水库泥沙冲淤量等非线性问题。     

三门峡水库非汛期控制运用水位对库区泥沙冲淤的影响

为了控制和降低潼关高程,缓解水库运用对渭河下游的不利影响,三门峡水库自2003年以来开展了非汛期控制最高运用水位不超过318m的原型试验,亦称过渡运用方案。本文分析了水库实施过渡运用方案以来,库区冲淤和潼关高程的变化规律,探讨了非汛期控制最高运用水位不超过318m的作用。发现实施过渡方案以来,库区累计淤积量与叠加流量加权平均坝前水位的关系,符合以往的关系曲线。汛期多水少沙的洪水过程是2003年潼关高程冲刷下降的主要原因,过渡方案控制非汛期最高水位不超过318m的作用不大。本文认为,在三门峡水库非汛期控制最高运用水位的同时,应注意到水库的平均运用情况和综合作用。     

河道床面形态对断面法计算冲淤量误差的影响

当采用不同断面间距时,计算得到的宜昌—枝城河段2002年10月至2008年10月冲淤量存在较大差异。针对这种差异,采用分形维数对河道床面形态进行量化,对比断面分维数、深泓纵剖面分维数和床面分维数与冲淤量相对误差的相关性,探讨了河道地形起伏程度对冲淤量计算结果的影响。研究表明:冲淤量相对误差与河型无明显相关性,误差的根源在于河道床面起伏程度不同。床面分形维数比断面分维数和深泓纵剖面分维数更能反映出河道地形起伏程度,其与冲淤量相对误差的相关性较好。床面分形维数大的河段,用不同断面间距得到的差异较大,而分形维数较小的河段,差异较小。     

明渠非恒定流推移质输沙试验研究

为研究明渠非恒定流输沙特性,本文建立了一套非恒定流流速、水深、流量及推移质输沙率测量系统。进行了9组恒定流输沙及3组非恒定流输沙试验,结果表明:恒定流条件下Einstein公式比Meyer-Peter公式具有更好的精度;非恒定流的推移质输沙强度与水流强度变化存在不同步的现象,长时间平均输沙率大于恒定流结果。     

河床结构强度及其与水流能量关系的定量研究

山区河流在长期河床演变过程中常发育一定的河床结构,其分布与环境条件之间存在密切关系。本文设计使用了河床结构的精确定量描述方法,在天然河流测量工作的基础上,对河床结构的发育分布规律进行了研究。经统计发现,动力平衡条件下河床结构强度Sp值与其消耗的单宽水流能量p成正比。这反映出河床结构强度的分布主要与水力条件相关。若河道中河床结构不足以消耗水流能量,则河流不平衡,多余的能量将侵蚀冲刷床面。此外,还探讨了包含推移质在内的统一耗能模型。     

粗化层破坏的试验研究和机理分析

本文选用粒径为0.05-25.0mm的天然沙,在长16m,宽0.3m,深0.4m的变坡玻璃水槽中进行了3种级配的14组次粗化层形成和连续破坏的试验。在前人研究基础上,根据试验观察和泥沙起动判别条件,将普动作为粗化层破坏的判别条件。在分析试验资料的基础上,初步探讨了粗化层破坏的机理,得到了粗化层破坏的初步水流条件,发现粗化层破坏流速与一般泥沙起动流速不同,粗化层越粗,破坏流速越大。     

三峡水库初期运用对长江中下游水文河道情势影响分析

三峡工程自2003年6月1日蓄水发电后,坝下游水文河道情势发生了较大变化.2003-2006年,长江中下游干流宜昌、汉口、大通水文站年均输沙量仅为0.702亿t、1.34亿t和1.63亿t,分别较多年均值偏小86%、67%和62%;各水文站悬沙粒径均有所变粗,尤以监利站最为明显,由蓄水前的0.009mm变粗为2006年的0.150mm.蓄水发电后,长江中下游河道冲刷强度明显增大,沿程枯水位有所下降.2002年10月至2006年10月宜昌至湖口河段平滩河槽冲刷量为6.14亿m~3,以基本河槽冲刷为主.宜昌站2006年汛后与2002年汛后比较,当宜昌站流量分别为4000m~3/s、10000m~3/s时,其相应水位分别下降0.07m、0.49m.     

动床沙粒阻力计算的研究

沙粒阻力的计算是泥沙运动力学的重要问题,以往的研究大多是将沙粒阻力与床沙特征粒径联系在一起.泥沙在起动时其阻力即为沙粒阻力,因而可以利用泥沙的起动阻力来研究沙粒阻力的计算问题,这也是一种较为直接的方法.利用泥沙起动的Shields曲线与明渠阻力特性之间的相似性,结合实测泥沙起动资料给出了沙粒阻力的计算公式.该公式表示的沙粒阻力系数仅是能坡的函数,从而避免了采用相对水深时床沙代表粒径选择的困难.验证结果表明,本文提出的公式在计算精度上要优于现有的其它沙粒阻力的计算公式.     

中尺度动床变态模型相似律的研究

由许多学者提出的中尺度河型划分图,其纵、横两轴无因次数都反映了水流水力特性及泥沙输移特性。本文假定模型与原型的该无因次数相等,结合阻力公式、泥沙输移方程及输沙量公式,推导了中尺度动床变态模型试验的相似律;然后依据该相似律设计模型及其试验条件;试验结果表明变态模型试验手法及该相似律是有效而可靠的;最后,针对弯道对沙洲波高相似律的影响,作者也进行了理论和实验考察。     

都江堰内江河段河床冲淤规律研究

都江堰枢纽区的河床冲淤变化对工程的维护和分流分沙及都江堰灌区的引水和风栖窝的淘淤都具有重要的作用。内江河段进口段的冲淤幅度较大而中下段较小,河床冲淤频繁,淘淤的作用有限。河口河段与水文站河段的冲淤变化为负相关,反映出卵石缓慢运动的滞后影响。水文站河段与卧铁河段的冲淤变化为正相关,内江中下段的挟沙力与输沙量之间基本平衡。河段的冲刷量随综合作用力的增加而加大。1977年的洪水使河口断面的主槽从左变到右而产生滩槽交替,18-1断面为过渡段,以下的五个断面没有明显的冲淤变化,说明该河段的形态基本稳定。本文的研究结果为都江堰水利枢纽的长期安全运行提供了科学依据。     

高水头大流量岸边溢洪道窄缝消能工研究与实践

水布垭大坝是目前世界上建成的最高面板堆石坝,采用岸边溢洪道泄洪布置方式,具有泄洪流量和泄洪落差大、消能区河道狭窄、河床基岩软弱、两岸有大型滑坡体以及地下电站尾水出口临近泄洪消能区等特点。通过系统的水力学模型试验研究,解决了大型岸边溢洪道在复杂条件下的泄洪消能和地下电站尾水出口防淤等关键问题,其多项创新研究成果均应用于工程实际。工程建成后的运行实践表明,岸边溢洪道新型消能工的泄洪消能和电站尾水出口的防淤都达到了预期的目标,其试验研究成果可供同类工程借鉴。     

"蓄清排浑"水库运用方式与淤积过程关系探讨

为减轻水库泥沙淤积,我国研究工作者提出了行之有效的＂蓄清排浑＂运用模式.以往人们对＂蓄清排浑＂的理解基本停留在原则框架的层次,对＂蓄清排浑＂水库淤积过程的认识不够深入.本文采用一维不平衡泥沙数学模型,以溪洛渡水库为案例,针对影响＂蓄清排浑＂水库运行条件最为重要的时间和空间因素,从汛后蓄水时间和汛期限制水位两个方面对水库淤积量过程、三角洲推进、横断面发展和排沙比变化等淤积特性的影响进行了分析.研究结果给出了不同水库运行条件下库区泥沙淤积的一般规律.     

单裂隙砂砾岩体变形规律研究

本文利用双轴徐变试验机,对单裂隙砂砾岩体开展了一系列双轴加载试验研究,得到裂隙变形的初步规律。法向加载下裂隙面闭合且塑性明显,侧向加载下裂隙面张开;法向和侧向同时加载时,裂隙面的变形由法向应力与侧向应力共同决定,且法向应力对裂隙面的变形影响明显大于侧向应力。建立了可以反映裂隙岩体变形的各向异性特性与多轴加载效应的单裂隙砂砾岩体二维本构关系式。假设裂隙平面内对称的两对侧向应力作用效果等效并可以叠加,把二维本构关系推广到三维。     

流域梯级开发中河道生态环境需水量研究

针对流域开发带来的生态环境问题,在界定生态环境需水量概念的基础上,分析了河道生态环境需水量的内涵及组成。同时以杂谷脑河为例,根据其流域梯级开发的特点,研究杂谷脑河流域中薛城水电站减水河段生态环境需水量的组成并估算其大小,从而为闸址处泄流量提供参考依据,有利于维持整个杂谷脑河流域人口、自然和经济的可持续棼展。