水利工程中的爆破试验

现代大、中型水利水电工程施工中，控制爆破的采用日益广泛，它是保证开挖质量，提高效率，降低成本的重要途径，我国在长期的水电建设实践中积累了大量控制爆破的成功经验，但是由于各个工程地质，地形，水工建筑物形成的不同以及自然状态下爆破介质和爆破自身的特点，通过相应的试验以确定适合自身需要的各种爆破试验，探讨了现代水利工程施工中常用的爆破试验方法。     

黑龙江上游典型年特大冰坝凌汛

1960年4月下旬至5月初,黑龙江上游江段出现有水文记录以来的特大冰坝凌汛.文章对这次冰坝分布、凌汛及冰坝成因做了分析.     

桓仁引水工程岩坎爆破拆除炸药选型试验研究

桓仁引水工程进水口深水区岩坎爆破拆除工程中,出现大量炸药拒爆,严重影响了爆破效果。为确保新生产的深水乳化炸药满足工程要求,对炸药进行外观检测、密度测试、殉爆距离试验以及模拟水下抗静压试验。通过试验,分析揭示了在深水中产生拒爆的原因,提出了重新生产深水乳化炸药的技术要点。     

改变防凌方式的探索

1 黑龙江凌汛的危害在北方特定江段或气温异常造成的冰排叠加所形成的十几米高冰坝及其所引发的凌汛,其巨大的势能将两三米厚、面积达篮球场大、总重超过1万t的巨大冰排冲上岸后平推一切所造成的破坏力,遇物推物、遇房毁房的惊心动魄,超出常人想象.     

黄河下游凌汛成因和防凌对策研究

每年１２月到竖年２月，黄河下游河道经常出现凌汛并造成冰害，威胁滩区和两岸人民生命和财产安全。凌灾的发生带有很大的突发性，有时防守措施难以奏效。本文分析了黄河下游凌汛的成因，对现有防凌措施进行了研究评价，重点对水库防凌作用进行了探讨。     

黄河防凌与调度

黄河流域冬季由于受来自西伯利亚季风的影响，气候干燥寒冷，降雨稀少，流量较小，许多河段都要结冰封河，在气温、流量及河道特征等因素的综合作用下会造成冰凌洪水灾害。通过对上、中、下游凌情的分析，提出利用水库控制泄流减轻或避免凌汛灾害。     

黑龙江干流大兴安岭段凌汛成因、危害及防治措施

黑龙江流经中国、俄罗斯和蒙古三国，从发源地到鄂霍次克海，全长4344公里，流域面积187万平方公里。黑龙江上游由额尔古纳河和石勒喀河汇合而成，石勒喀河在北，流经俄罗斯境内；额尔古纳河在南，为中俄界河，两河在恩和哈达汇流后始称黑龙江。黑龙江干流全长2865公里，在大兴安岭境内长792公里，为上游段，河宽400～1000米，落差181米，河床地质为石质及卵石，较为稳定，平均比降为0.2‰，流速较大。径流主要靠降水补给。较大的支流有额木尔河、盘古河、西尔根气河、呼玛河、宽河等。黑龙江在大兴安岭境内的流域面积6．32万平方公里，该流域多年平均水资源总量为119．78亿立方米。     

响洪甸水下岩塞爆破炸药的选择

本文探讨了水下岩塞爆破选择炸药的途径，以及抗水炸药的主要性能及其在水介质爆破的特点，根据工程的要求选择合适的炸药，以便用最低的成本取得最佳的爆破效果。     

2009年黑龙江上游冰坝凌汛

文章在介绍黑龙江上游气候和河流特征的基础上,分析了冰坝凌汛过程和特点,对冰坝稳定性和历时进行了计算,并简析了冰坝的成因。     

地下厂房岩壁吊车梁的爆破试验

为了保证地下厂房岩壁吊车梁的成型,使之在超欠挖控制在设计要求的范围内,岩壁吊车梁正式开挖前进行了爆破试验,试验结果证明,爆破效果良好,所选取的爆破参数满足岩壁吊车梁开挖要求。     

黄河宁蒙河段冰期洪水波运动过程中的变形分析

河道中冰盖的存在会影响到洪水波的演进变形。以黄河宁蒙河段为研究对象,将马斯京根法尝试应用于冰期洪水计算,分析了马斯京根法参数与糙率的关系,比较了冰盖冻结增厚和融化减薄过程对洪水波变形的影响差异。研究结果表明,将马斯京根法应用于冰期洪水计算是可行的;断面的糙率越大,洪水波传播时间越久,变形越大;冰盖冻结增厚过程中,洪水波的变形存在先增加再减少而后又增加的现象;冰盖融化减薄过程中,洪水波随冰厚的减薄而变形增大。相同冰厚下,两种过程的变形程度存在交点。交点之前的冰厚范围,冰盖融化减薄时的洪水波变形更大;交点之后的冰厚范围,冰盖冻结增厚时的洪水波变形更大。     

The Heilongjiang (Amur) River in Sino-Russian relations: from conflict towards cooperation

The Heilongjiang River has played the role of wind vane and barometer in the long history of Sino–Russian relations. From the seventeenth century, as a focus of disputes and conflicts, it has evolved to the present-day mutually beneficial cooperation between China and Russia. The current status of Sino–Russian interactions over the Heilongjiang River is basically cooperation due to the continuous improvement of bilateral relations. In the context of the Belt and Road Initiative, cooperation over the Heilongjiang River will provide an impetus to further deepen Sino–Russian relations.     

黄河内蒙古段冰盖厚度模拟

基于原型观测数据对黄河内蒙古段的冰盖厚度进行模拟,通过引入Colburn类比法计算冰盖下的热通量,在热力学方程中引入河流流量、水流流速、水位河道坡降、冰盖糙率等因素,改进基于Stefan公式的度日法冰厚计算模型。采用巴彦高勒至头道拐河段4个测站的原型观测数据率定该冰厚计算模型的相关参数,并通过气温、水温数据进行冰厚计算。结果表明：改进后的冰厚计算模型在计算结果的精度上达到1.97％,相比于Stefan模型的14.99％、统一度日法模型的4.77％、动水冰厚辐射冰冻度日法模型的14.98％,精度上有所提升,冰厚变化趋势与现场原型观测趋势一致;根据累积气温值与气温序列特征分析2006—2017年的头道拐测站气温数据,提取冬季累积气温值最大的2009—2010年进行冰厚计算,模型计算结果精度为734％。[JP]改进模型在正常天气条件和极端天气条件下的冰厚计算结果均保持较高的精度,研究结果可为极端天气条件下研究区的冰厚计算提供理论依据。     

河道特征对黑龙江上游冰坝生消影响

为探究黑龙江上游典型河段不同河道特征与冰坝形成的相关性,在2019年开江期进行了GPS追踪试验,观测开江期流速变化及流凌阻塞程度,并采用多元回归方法建立典型河段河道特征与冰坝生消相关的预报模型。试验结果表明:黑龙江上游不同河段开江期流速呈现先减小后增大的趋势,所得流速变化可以反映开江期各河段流冰阻塞情况,低流速区域与冰坝易发河段契合良好。将典型河段预报结果与实际冰情对比,结果表明在"武开江"条件下,河道比降区间为2‰～3‰,河道弯曲系数处于2.0～3.0之间,河道突缩宽窄比超过3.0的河段易形成冰坝。与传统经验统计预报模型相比,河道特征回归模型优先考虑河道特征元素,预报精度为85%,更为准确地模拟了黑龙江上游各河段在"武开江"期间的冰坝发生概率。     

基于分形理论的黄河内蒙古段河势演变特征及其与凌汛灾害关联研究

寒区河道凌汛灾害河势“弯道效应”的量化评估十分重要。基于分形理论提出河道横断面-纵剖面-平面多维度河势分形维数计算方法及其物理机制，并探讨黄河内蒙古段不同维度河势演变分形特征及其与凌汛灾害的关联关系。结果表明，黄河内蒙古段不同维度河势均具有多尺度自相似分形特征，且具有多年记忆周期的长程相关性；冰坝（严重性冰塞）发生频次与河道主槽弯曲分形维数呈正相关指数型函数关系，与河相系数、深泓点高程和河段平均底坡分形维数负相关，与水深-面积分形维数正相关，总体表明冰坝灾害更易发生于主槽偏移摆动大、蜿蜒曲折、河湾发育程度高的宽浅型弯曲河道，研究成果可为凌汛期冰塞冰坝灾害易发河段诊断及预测提供重要理论依据。     

黄河什四份子弯道河冰生消及冰塞形成过程分析

什四份子弯道因其特殊的河道形态及地理位置而成为黄河内蒙古段易发生冰塞断面。通过对2014—2015年冬季该段野外冰情监测及水文、气象资料分析,结合Landsat8遥感影像数据解译,研究了什四份子弯道河冰生消及冰塞形成过程。结果表明,野外观测结合遥感影像解译能够准确地反映河冰的时空特性。该河段弯道凹岸处冲积岸冰及凸岸静态岸冰的生长,极大地束窄了河面宽度,降低了水流的输冰能力,而使其成为初始卡冰位置;冰盖至此向上游发展,弯道下游因来冰量减少和上下游水力坡度增大而形成清沟;受弯道径向水流方向改变及弯道螺旋流的影响,导致冰花在冰盖下主槽与滩地的交界处堆积;稳封期受气温升降变化使得冰盖表面冻融交替,冲积冰反射率增大,后期解译的遥感影像中平滑岸冰面积较初始封河期增加。     

黄河头道拐段冰输移及堆积过程数值模拟

头道拐河段因其特殊的河道形态及地理位置而成为黄河内蒙古段最易形成冰坝的河段,研究该河段河冰输移及堆积过程是理解内蒙古段河冰过程及卡冰结坝作用机理的关键。本文基于耦合的二维有限元水动力学模型和DPM(Discrete Parcel Method)河冰动力学模型,模拟了黄河头道拐河段2020—2021年冬季封河过程并进行了验证,讨论了不同水力条件、上游流凌密集度及河道形态对封河过程的影响。结果表明：相比于官牛犋弯道,河道弯曲率大、束窄程度高的什四份子弯道更易形成卡冰,且流量越小,卡冰作用越明显,冰盖向上游发展速度越快。河道流凌密集度小于0.4时,各种流量下研究河段未发生卡冰;流凌密集度增大至0.4,表面流冰首先在弯曲率系数较大的什四份子弯道处形成卡冰,随着流凌密集度和流量的进一步增大,下潜并输移到下游的流凌也会在官牛犋弯道形成卡冰,因此,头道拐河段形成卡冰的流凌密集度临界条件为0.4。应用冰水耦合二维动力学模型可以很好地模拟天然河道河冰输移、堆积过程中河道的水力特性、冰厚增长及封河形态,揭示了影响河冰过程的相关因素及作用机理,为黄河内蒙古段防凌减灾工作提供技术支撑。     

用气温和冰厚修正黄河冰内雷达波速的物理机理和参数化

黄河平封冰和立封冰中冰晶体间以水膜形式存在有未冻结的自由水和非自由水,其含量随冰温变化。理论上冰内雷达波速取决于冰体自身的晶体结构和组分,但冰内未冻水含量可对其产生明显的影响;冰内未冻水含量取决于冰温,冰温又受控于气温、辐射和冰厚。分析了黄河什四份子2020—2021年冬季气温和雷达探测冰厚数据,发现气温主导的未冻水含量变化是影响雷达准确探测平封冰厚度的首要因子。通过确定黄河冰-水界面热通量,并引入含有气温、辐射、风速、云量的一维冰热力学模型,结合13个钻孔实测冰厚,计算了与雷达探测冰厚时刻一致的1251个热力学模拟冰厚。在此基础上,分别获得了气温升高过程和降低过程中粒状冰、柱状冰内雷达波速受气温影响以及受气温和冰厚联合影响的统计关系。最终确定将气温和冰厚对雷达波速联合影响的统计关系作为平封冰雷达波速动态修正的参数化方案,依此将固定式雷达冰内雷达波速由常数更换为函数,从而提高了平封冰雷达冰厚探测的精度。根据黄河存在非冻结冰花和堆积碎冰块,建议开展不同类型冰厚探测研究。     

利用探地雷达探测黄河弯道及桥墩周围冰层厚度

黄河河道冻结结冰过程是黄河防凌汛研究的一个重点,进行弯道和桥墩周围冰层厚度的探测对防治冰凌灾害具有重要的意义。探地雷达对冰厚探测具有便携、高效、连续、快速、实时等优势。雷达天线的频率决定雷达波的穿透深度和分辨率。从雷达图像上可以清楚的识别空气-冰界面和冰-水界面。通过现场打孔测量冰厚数据反算雷达波在冰层中的传播速度进一步提高了测量结果的准确性。测量结果清楚的显示了弯道及桥墩处冰厚分布不均匀。桥墩北侧冰层较厚,弯道主河道处冰层较厚。200 MHz天线的探地雷达可以穿透黄河冰层,雷达图像可以清楚地显示冰-水界面。冰层厚度测量为分析黄河冰的冻结、融化过程以及冬春开河期冰塞、冰坝的治理提供了基础数据。     

基于云模型的黑龙江上中游河流健康评价

以黑龙江上中游为例,研究国际界河的河流健康评价。为了全面衡量该过程中的随机性与模糊性,将云模型引入河流健康评价。基于水文特征、形态特征、水体特征等7个层面选取了16个指标构建了黑龙江上中游河流健康评价指标体系,以2013年为典型年对其进行了河流健康评价。结果表明:黑龙江上中游2013年河流健康等级为"中"。分析了影响河流健康的主要因素,并针对性地提出了一系列河流治理措施:加强水污染控制、加固沿岸堤坝、退耕还林恢复湿地、实施生态调度等。