基于坝下流场模拟的集鱼系统进口位置选择研究

集鱼系统进口位置的合理选择决定着鱼类能否顺利发现并进入集鱼系统,关系着过鱼设施的运行效果。为选择大坝过鱼设施集鱼系统进口位置,本文以长江流域某水力枢纽工程为例,对坝下尾水河道2.83 km范围内水流流场进行了二维数值模拟,以当地鱼类上溯洄游流速的偏好范围为评判指标,分析了不同发电工况下适宜鱼类上溯的水域范围,并针对不同发电工况给出了集鱼系统进口的适宜布置区域,可为过鱼设施集鱼系统的布置提供依据。研究结果表明:左右岸电站发电机组下泄流量比为1∶0和2∶1时,模拟区域适合鱼类上溯洄游区域的占比较大,这两种工况下,集鱼系统进口应布置在坝下右岸;其他工况下,适合鱼类上溯洄游区域难达坝下,集鱼系统进口或集运鱼船应布置在坝下稍远区域,以保证集鱼系统在不同工况下的集鱼效率。     

基于GIS和面向对象方法的大坝施工可视化仿真

基于GIS技术和面向对象方法,提出了一种新的对大坝施工进行可视化仿真的方法．综合运用GIS软件、AutoCAD和VC＋＋软件,应用全新的仿真系统框架和运行机理,开发了相应的大坝施工可视化软件,并结合景洪水电站混凝土坝工程的施工仿真进行了实例研究．实践证明,这种仿真方法不但可以提高施工仿真的精度和可信度,而且可以呈现复杂施工过程中各施工单元的时间、空间和逻辑关系,揭示施工系统的动态行为特征,使复杂的仿真过程以一种更为直观的方式表现出来．     

考虑河流生态需水约束的调水规模研究

为减少以调水和蓄水工程为主体的区域水网建设对生态环境的影响，以大通河为研究对象，筛选 9 种水文 学方法计算青石嘴、天堂、享堂 3 个关键控制断面 12 种不同的生态流量过程，基于过去 60 年径流时空分布以及 水-能源-生态（water-energy-ecosystem，WEE）纽带模型，开展生态调度计算分析。结果显示：大通河干流河道内生 态流量过程沿程增加，青石嘴、天堂、享堂 3 个断面年生态需水总量分别为 1.62 亿~14.54 亿 m3、2.46 亿~22.04 亿m3和 2.88 亿~25.46 亿 m3，且均以 Q90_Q50方法为最大，Tennant（10%）方法为最小；在不同生态需水约束下，引大济 湟工程调水规模介于 2.25 亿~8.81 亿 m3，占流域多年平均径流量的 7.8%~30.5%；生态需水保障率整体表现为非汛 期高于汛期，上游高于下游。兼顾生态环境保护与经济社会发展双重目标，为合理确定调水规模提供技术支撑。     

水头压力及管道特性对水击波速变化的影响

把Pearsall提出的可变波速公式引入特征线法中，对二相流的水击波速在发生水击时的变化情况进行了计算分析，研究水中含有气泡的管路在水击时管道初始水头及管道特性等敏感因素对水击波速变化的影响，指出上游水头降低、相对管壁厚增加、管材弹性模量增加都会引起水击波速变化的加剧．     

一种基于表面粗糙度分级抽样测量的隧洞糙率估算方法

糙率是反映和影响工程输水能力的重要参数,可通过观测沿程水头损失的方法测算糙率值。但对于新建未通水工程,估算糙率值是一个难题。鉴于输水建筑物表面粗糙度是影响糙率值的最主要因素,提出一种基于分级抽样的表面粗糙度测量方法,并以某新建模筑钢筋混凝土衬砌隧洞为例,分析了该方法下表面粗糙度统计分布规律及使用该方法估算隧洞粗糙度的最小样本容量,在此基础上估算了某隧洞工程的糙率值范围,结果对预估新建工程的输水能力、检验衬砌施工质量具有一定的借鉴意义。     

模型渠道集中控制系统开发

输水系统是非线性、长时滞的复杂多输入多输出系统,输水系统的控制效果与渠道的水力特性、节制闸和分水口的特性等因素密切相关。自上个世纪60年代以来,各国学者提出了多种渠道控制模型,在实际工程中应用的是一些相对比较简单的模型。由于渠道控制模型一般都是建立在某些假定的条件下得到的,其性能如何需要在物理模型或实际渠道中进行验证。因此,开发模型渠道的控制系统可以验证控制算法的合理性和鲁棒性、分析各渠池间的耦合特性、研究控制器参数的整定方法等。本文简要介绍了开发研制的模型渠道集中控制系统,该系统采用网络的方式将当地控制器与主控计算机连接起来,利用采集到的水位信息、闸门开度信息和分水口流量信息,通过比例积分控制器（PI控制器）实现了闸门的远距离集中控制。     

弧形闸门流量计算方法的比较与分析

目前,弧形闸门的水力计算方法主要基于能量方程或量纲分析,无论哪种方法,其中都包含有与模型试验或原型数据有关的经验公式或常数系数,因此所得公式通常仅适用于某范围内,在实际应用时,有时会带来较大的误差,给弧形闸门的水力计算、闸门校准等工程应用带来诸多不便.通过弧形闸门的实验室水槽数据和现场观测数据,将传统的基于能量方程的方法和量纲分析的表征方法进行了比较,在分析了不同方法的特点的同时,指出不同方法的应用条件,为闸门水力计算和校准等计算方法的选择提供了依据.     

草鱼幼鱼游泳能力及游泳行为试验研究

在28±1℃水温下,利用自制鱼类游泳行为试验装置,采用流速递增法,研究了体长5.0~15.0 cm草鱼幼鱼的游泳能力和游泳行为。结果表明:该体长范围内的草鱼幼鱼临界游速在68~100 cm/s之间,临界游速基本随鱼类体长增加而线性增长;在整个试验过程中,根据鱼类对水流流速的游泳行为响应,鱼类的摆尾频率随着水流速度的增加而线性增加,整个游泳过程分为4个阶段,每个游泳阶段的最大流速依次为临界游速的45.6%、82.8%、95.9%和100%。本研究成果可为四大家鱼游泳能力进行有益补充,也可为鱼道流速设计提供游泳能力参数。     

南水北调中线干渠冰期输水能力研究

冰盖的形成使得渠道的湿周增加,水力半径减小,输水阻力加大,致使渠道过流能力减小,影响渠道的冬季输水。渠道冰期的输水能力无论对工程设计,还是运行管理都是十分重要的。文章分析了结冰期冰盖的安全推进模式和稳定封冻期渠道水位壅高的影响,提出了确定渠道在结冰期和稳定封冻期的输水能力的控制指标,在此基础上,对南水北调中线黄河以北渠段结冰期以及完全封冻后的输水能力进行了研究,确定了南水北调中线黄河以北干渠的冬季输水能力,研究成果对于南水北调中线干渠的冬季管理和运行具有一定的参考价值。