河口节制闸下淤积及冲淤效果耦合模型计算

在潮汐作用下河口地区具有挡潮功能的节制闸闸下引河泥沙淤积现象十分普遍,泥沙淤积严重影响了其行洪排涝能力,危害极大.因此,研究闸下淤积规律、探讨科学的清淤措施具有重要的工程实践意义.分析闸下淤积规律,并预估了闸下淤积,在吸收经验模型和水沙模型的优点的基础上,建立了二者的耦合模型,模拟了部分开闸冲淤时闸下引河水沙运动.该模型与平面二维水沙模型相比简化了计算,且其计算精度满足工程应用的要求.通过计算比较多孔闸闸门全开及部分开闸的冲淤效果表明:对闸门上下水头差和闸内水量较小、闸下引河较短的情况,采取开启中孔闸的冲淤方式比多孔全开的冲淤效果好.     

子牙新河河口水沙基本特征分析

文中简要介绍了子牙新河河口30余年的全潮、纳潮、纳潮冲淤及纳潮冲淤加闸下拖淤试验情况,对各种情况下的潮汐水文观测资料等进行了分析,归纳总结了子牙新河河口的水沙基本特征,对子牙新河河口防淤减淤提出了建议。     

长江口河段近期冲淤演变过程及未来趋势预测

随着三峡及其上游梯级水库的相继运行使用,长江中下游输沙量锐减,坝下游河道发生长时段、长距离的冲刷,并快速向河口地区发展。研究长江口近期冲淤演变过程及主控因子,并对未来演变趋势进行合理可靠的预测,是当前河口演变及治理研究的一大难题。利用GIS方法定量分析了长江口河段(徐六泾至横沙)1997年以来的冲淤演变特征,在此基础上使用经充分率定和验证后的长江口年代际冲淤演变数学模型(Delft3D),预测至2030年和2050年长江口河段冲淤演变趋势。根据实测冲淤过程定量分析可知,1997—2015年长江口河段局部河势发生显著调整,整体呈冲刷下切态势,冲刷强度随来沙量减少而增大;其中,2010—2015年年均净冲刷量达0.75亿m3,且冲刷主要分布于10 m以下的深槽,浅滩以淤积为主。数值模拟预测结果表明:现状来沙量(1.25亿t/a)条件下该河段2015—2030年保持强烈冲刷;2030—2050年冲刷有所减弱,但在极端低来沙量(1.00亿t/a)条件下维持强烈冲刷,且存在由"淤滩刷槽"转变为"刷滩刷槽"的趋势。在自然条件及人类活动的双重影响下,河口冲淤演变过程复杂多变,作者所给出的演变趋势预测结果可为长江口综合整治提供技术支撑。     

松滋口分流及其对芦家河河势影响研究

依据实测资料 ,分析了松滋河口门河段的河床冲淤及水位流量关系、松滋口分流对芦家河河势变化的影响 ,提出了根据枝城站水位流量与新江口水位流量关系推求松滋口的分流量的方法 ,预估了三峡水库运用对松滋河分流及河床冲淤的影响 ,为芦家河河段进行数学模型计算及物理模型试验提供了边界条件 .     

采砂区布置对分汊河道的影响分析

以长江天兴洲河段为例,应用平面二维水沙数学模型,采用实测水沙数据进行率定与验证,模拟了不同流量级下采砂区相对分汊口距离不同采砂后分流比、水位和流速变化规律,模拟结果表明,在相同水流条件下,随着采砂区距分汊口距离的增加,采砂后主汊分流比与河段水位和流速变化都呈先增后减的规律.进一步选取2004年作为典型水沙年预测采砂后河段冲淤变化和回淤率,预测结果表明,河段总的冲淤量随着采砂区相对分汊口距离的增加呈先减后增的规律,而采砂区回淤率呈先增后减的规律.模型成果可为本河段采砂的可行性和采砂规划控制提供科学依据.     

松滋口分流及其在芦家河河势影响研究

依据实测资料,分析了松滋河口门河段的河床冲及水位流量关系、松滋口分流对芦河河势变化的影响,提出了根据枝城站水位流量与新江口水位流量关系推求松滋口的分流量的方法,预估了三峡水库运用松滋河分流及河床冲淤的影响,为芦家河河段进行数学模型计算及物理模型试验提供了边界条件。     

淮河中游蚌埠闸至老子山段断面法冲淤变化分析

根据河道实测资料,采用断面法分析淮河中游蚌埠闸至老子山段冲淤变化情况。结果表明,蚌埠闸至洪山头间的河道段,主槽在1971年—2001年间均呈冲刷状态,其中1983年-1992年间冲刷幅度最大,造成主槽冲刷下切的原因有自然冲刷和人工采砂两个因素。滩地在1971年-1992年间呈淤积状态,1992年—2001年间趋于稳定;洪山头至老子山间的入湖河口段,主槽和滩地在1992年—2001年间均呈淤积状态。     

河流网泥沙输移动力学模型的稳态分析

为了建立一种能够反映河网上泥沙输移的动力学模型,以体现泥沙在河流网上的输移特点和最终的冲淤平衡态,在对河网中支流级别及河段数作出新规定的基础上,即以支流汇入到干流所历经的汇流次数作为支流的级别,而支流河段数由高一级别支流的汇入决定,重点考虑了支流某河段携沙能力受本河段及相邻河段冲淤变化的影响,建立了反映河网上泥沙输移基本物理过程的模型.模型反映出不同河段上携沙能力和冲淤变化之间的自我调节是使河道趋于稳定的原因所在.结果表明,利用模型对稳态冲淤特点进行分析的结果与自然河域枯水期的泥沙冲淤特点吻合.该模型的提出为泥沙冲淤控制及河道演化等专业领域的传统问题提供了新的研究视角.     

珠江南河道平面二维非恒定流水沙数值模拟

基于贴体正交曲线坐标系下沿水深积分的平面二维非恒定水沙数学模型对珠江南河道水沙运动和泥沙冲淤进行了数值模拟,在确定悬沙絮凝沉速时考虑了泥沙粒径、盐度、含沙量及水流紊动的影响,针对河口泥沙双向交换的特点,对泥沙冲淤函数φ作了改进,对挟沙力级配公式进行了调整,改进了现有模型,并利用河段实测水文资料及原型观测数据对模型进行验证,结果表明,模型计算的沿程水位、流速分布和泥沙输移以及河床冲淤演变与资料符合较好。     

卵石河流库区推移质运动数学模型

本文结合都江堰枢纽改建工程动床模型实验,进行都江堰枢纽卵石推移质冲淤变形数学模拟的研究。都江堰河段冲淤变形,主要由卵石推移质引起,故冲淤变形计算只计入卵石推移质的影响。文中根据都江堰卵石推移质输移特点,探讨了顺直河段及弯道河段各自的冲淤横向分布,卵石推移带宽、卵石推移质部份可动特点对输沙的影响。模拟计算结果与模型实测结果吻合较好。     

Clayton Copula模式下的深圳市洪潮组合风险率

按不同的设计标准设计洪水时,河口可能发生各种频率的潮位.按不同的设计标准设计潮位时,河道上游也可能发生各种频率的洪水,因此需要知道当满足某一频率设计洪水条件时,超过其组合潮位发生的概率,以及当满足某一频率设计潮位条件时,超过其组合洪水发生的概率,将这个发生概率作为洪潮组合的风险率.基于ClaytonCopula连接函数构建了深圳市洪潮遭遇组合的风险分析模型,得到了深圳市洪潮组合的风险率,可用于深圳地区河道防洪治理.本文的风险分析模型具有通用性,也可以将其应用到其他地区做此类问题的分析.     

河口大规模围海工程对周边水动力环境的影响

河口围涂工程建设将不同程度影响工程海域的水沙输移特性.运用平面2维潮流数学模型,以浙江温州瓯飞滩围涂工程为例,研究河口大规模围涂工程对周边水动力环境的影响.基于三角形网格,采用有限体积法对模型进行求解,通过9个实测潮位过程和9个流速测点对模型进行验证,验证结果良好.瓯飞工程实施后,海域高潮位呈现一定程度的降低,围堤前沿水域流速大幅度降低,但对温州核心港区影响较小,飞云江口进出潮量有所降低,研究成果可为工程决策提供重要参考依据.     

深孔有压隧洞平板闸门小开度闸后水力特性及 改善措施试验研究

深孔有压隧洞平板闸门小开度运行时,闸后水流侧收缩现象比较严重,流态较为复杂,需要采取一定的工程措施来改善闸后水流流态。基于物理模型试验与理论分析相结合的方法研究了不同导流坎坎高下的闸后水力特性。结果表明:闸后水流侧收缩现象随导流坎坎高的增加而减小,闸后水流水舌高度和水舌长度明显降低且底板负压基本消失,压强分布趋于均匀。但闸室导流坎坎高的增加对过流能力有一定影响,相对平底闸室,闸下过流能力随导流坎坎高的增加而减小,为避免影响过流能力,导流坎坎高不宜太大。     

桥梁建设与河道行洪纳潮的适应性分析

以某特大桥为例,采用大范围一维网河数学模型与工程局部河道平面二维潮流数学模型相结合的方法,对该特大桥的行洪、纳潮影响进行了计算和分析.从大桥工程的轴线布置、梁底标高、墩台形式、桥跨组合、阻水程度、建设项目与堤防关系等方面论述了跨河桥梁建设与河道行洪、纳潮之间的适应性问题.为减少桥梁建设对河道行洪、纳潮的影响,从桥梁墩台布置等方面提出了指导性建议,使桥梁建设尽可能与河道行洪、纳潮能力相适应,也为水行政主管部门的行政许可提供参考.     

结合潮位信息的红树林遥感识别

红树林的滨海湿地生境使得它同陆生植被、水体-陆生植被混合像元难以区分,且红树林在遥感图像上的空间分布还随着潮位的变化而变化,因此基于通常采用的单一潮位遥感图像无法精确提取红树林空间信息.基于高潮位和低潮位TM遥感图像,尝试利用红树林的潮位周期性变化和滨海湿地特征来精确提取红树林空间分布信息.研究结果表明：基于缨帽变换和潮差信息提取的WI L＋WI H、GVI L和GVI L-GVI H（WI、GVI分别为Wetness Index、Greenness Vegetation Index,下标L和H分别表示低潮位和高潮位）等指数能使红树林与其他地物之间具有很好的可分性;进一步采用最大似然法对红树林进行分类识别,通过结合潮位信息能精确提取红树林,其中制图精度和用户精度分别为94.57%、98.8%.     

基于网络流理论的停机位实时再分配模型

针对机场停机位再分配的延时性和乘客满意度不高的问题,采用二值整数多商品网络流模型,将不同停机位映射为不同商品,建立了以燃油消耗成本和对乘客舒适度影响最小的双目标停机位实时再分配优化模型.以某大型机场某一天的时刻表为例,模拟两种不同规模停机位实时分配方案.结果表明,二值整数多商品流停机位实时再分配模型在两种规模仿真实验中,停机位再分配时间最长为4. 187 5 s,机位最多调整个数为2,该模型具有良好的时效性和乘客满意度.     

Numerical simulation of A1203 deposition at a nozzle during continuous casting

The effects of various factors,such as argon flow rate and slide gate opening ratio,on the alumina deposition rate were re- searched by the numerical simulation method.The pressure in the nozzle is significantly affected by argon flow rate and slide gate opening ratio.To keep positive pressure in the nozzle,the argon flow rate should be increased with a decrease in slide gate opening ratio.The effect of argon flow rate on the alumina deposition rate depends on the condition of opening ratio or casting speed.The ef- fect of increasing the argon flow rate on the deposition rate is not obvious when the opening ratio is small.The Al_2O_3 deposition rate decreases significantly with an increase in argon flow rate when the argon flow rate is low,but it decreases slowly when the argon flow rate reaches a certain value.The alumina deposition rate is linear with alumina content at different slide gate opening ratios and argon flow rates.The observed thickness of the deposition layer at the bottom and outlet of a real clogged nozzle is almost equal to the result of the numerical simulation.     

Numerical simulation of Al2O3 deposition at a nozzle during continuous casting

The effects of various factors, such as argon flow rate and slide gate opening ratio, on the alumina deposition rate were researched by the numerical simulation method. The pressure in the nozzle is significantly affected by argon flow rate and slide gate opening ratio. To keep positive pressure in the nozzle, the argon flow rate should be increased with a decrease in slide gate opening ratio. The effect of argon flow rate on the alumina deposition rate depends on the condition of opening ratio or casting speed. The effect of increasing the argon flow rate on the deposition rate is not obvious when the opening ratio is small. The Al2O3 deposition rate decreases significantly with an increase in argon flow rate when the argon flow rate is low, but it decreases slowly when the argon flow rate reaches a certain value. The alumina deposition rate is linear with alumina content at different slide gate opening ratios and argon flow rates. The observed thickness of the deposition layer at the bottom and outlet of a real clogged nozzle is almost equal to the result of the numerical simulation.