三峡库区万州段岸边污染混合区的计算与分析

本文采用斜分层有限元模型模拟了三峡水库蓄水前后万州江段的流速场和浓度场.通过计算龙宝河排污口和苎溪河排污口附近水域污染混合区的范围,分析比较了蓄水前后排污口的位置、水位流速变化对污染混合区的影响.结果表明,在相同的排污负荷下,排污口所处位置的不同,所形成污染混合区的范围相差很大,尤其在水库蓄水运行后这种差别更为显著,因此必须合理地规划和布置库区排污口,保证库区水体功能要求.     

温州浅滩二期围涂开发对瓯江河口演变的影响分析

围涂开发势必改变河口水域的潮流动力条件,系统分析围涂开发对河口冲淤演变的影响,能为工程的科学决策提供有力的技术支撑.本文介绍了温州浅滩泥沙淤积环境特性,分析了温州浅滩二期围涂开发对瓯江河口冲淤演变的影响.研究表明:温州浅滩的走向与瓯江南、北口潮流的主方向基本一致,围涂开发将局部改变河口的潮流动力,不会强制改变瓯江河口潮流的动力轴线,不会引起其潮流结构的总体调整,围涂开发符合河口自身演变规律;同时,温州浅滩二期围涂区域总体呈冲淤动态平衡状态,开发应采取必要的工程促淤措施,防止局部冲刷的不利影响.     

三峡水库万州段岸边环境容量的计算与分析

岸边水环境容量特指在岸边侧向排污的方式下,污染混合区不超过允许污染范围情况下岸边水域所能容纳的最大污染物量。本文提出了一种计算岸边水环境容量的方法,该方法以数值模拟为基础,绘制出污染混合区范围与排污负荷的变化曲线;并根据江段岸边水域的控制目标,确定出该江段的岸边环境容量。本文将该方法应用于三峡水库万州段岸边水环境容量的计算,计算结果表明,随着三峡水库水位上升,流速变缓,岸边污染混合区的范围普遍增加,排污口的最大允许负荷量随之减小,同时,江段的岸边环境容量也会相应减小,为保证三峡水库的水质,应进一步控制三峡水库的污染来源。     

水垫式旋转磨料射流喷嘴内流动特性的数值分析

设计了一种水垫式旋转磨料射流喷嘴,并对其内部流场流动特性进行了数值研究。采用高精度QUICK离散格式离散了雷诺平均的N_S方程和Realizablek_ε紊流模型,求解了喷嘴的内部流场,同时利用拉格朗日的方法对磨料颗粒的运动轨迹进行了追踪。该模型用同轴射流旋流燃烧室算例进行了验证,计算结果和实验值相吻合,表明适用于旋流流场的计算。喷嘴流场计算结果表明,流量比(切向与轴向入流流量之比)是决定喷嘴内流动状态的重要参数,喷嘴出口旋流数随流量比的增大而增大,并逐渐趋于一定值,磨料颗粒在喷嘴内的运动特性受流量比及磨料颗粒的粒径和密度影响较大。通过研究表明,对流量比以及磨料颗粒进行优选,能够获得破岩效果较好的旋转磨料射流,并且减少磨料颗粒对喷嘴的磨蚀,保证喷嘴的使用寿命。     

高坝枢纽泄洪消能建筑物智能巡检与安全评价理论方法和技术研究展望

西南高坝枢纽众多,高拱坝泄洪孔口及水垫塘等泄洪消能建筑物的定期巡检与安全评价已成为保障工程安全运行的关键。受制于西南河流含沙水体、水下附着淤积等复杂苛刻检测条件,对高速水流与过流面损伤的耦合机制认识不清,缺乏损伤检测、评价的理论方法和技术手段等问题,高效精准巡检和科学全面评价仍存在诸多困难。针对西南高坝枢纽泄洪消能建筑物运行期面临的结构安全问题,系统开展高拱坝泄洪孔口及水垫塘过流面的磨蚀、裂缝等典型损伤特征及演变规律、损伤智能识别及结构安全风险评价等问题研究,揭示高速水流作用下过流面耦合损伤演变机理,突破适用于孔口及水垫塘等复杂环境的自适应智能巡检方法,研发多维感知信息的损伤智能分类与量化关键技术,并构建“巡检-监测-模拟”多源数据融合的泄洪消能结构安全分析与评价模型,并以大渡河大岗山水电站为典型案例,对智能巡检方法和评价模型进行应用验证,以期为高坝运行安全和损伤防控提供切实的理论和技术方法。     

岸边排放污染物浓度场三维浑水水质模型研究

本文建立了考虑泥沙吸附和泥沙冲淤对污染物输移扩散影响的岸边排放污染物浓度场三维浑水水质模型,并模拟了三峡库区涪陵磷肥厂排污口附近的总磷浓度场。浑水水质模型的计算结果与传统清水水质模型的计算结果以及实际观测的结果之间都作了对比,结果发现在同一来流和排污条件下,两种模型计算得到的沿水深平均的污染物浓度场分布比较接近,而沿水深方向的污染物浓度分布有比较明显的差别。与实测结果的对比分析表明：浑水水质模型的计算结果比传统清水水质模型更接近实际,更准确的反映了污染物浓度沿水深方向的分布特征。     

基于DEM数据的河道水动力过程数值模拟

河道横断面形状数据是应用数值模型模拟水动力过程必不可少的基础数据之一,然而在我国很多河道缺少断面数据,若进行野外补充测量,须要耗费大量的人力、物力,而且耗时较久。数字高程模型(DEM)数据可以免费下载,获取途径方便,但若直接通过DEM获取断面数据存在两个问题,即水面上数据不精确和无法得到水下地形,就此,作者对获得的DEM数据进行校正以获取河道水面以上断面数据,同时本文首次提出采用三次样条对水面以上数据插值得到水面以下断面数据,从而合成完整的河道断面。将所得断面与实测断面同时代入一维水动力和水质模型THU-River1H进行模拟计算,两者模拟得到的流量和水位过程均吻合良好。本文证明了当径流流量较大或水位较高时,若缺少河道横断面数据,可将基于DEM获取的河道断面代替实测断面进行一维水动力计算,所得结果具有较高的可信度。     

我国地表水体粪大肠菌群污染现状分析

基于20世纪80年代以来公开发表的文献,调研了我国地表水体(河流、湖泊、水库、近海海域)粪大肠菌群的含量,对粪大肠菌群含量的时空分布及变化进行了分析,并对影响这种分布特性的因素进行了系统的分析和讨论。结果表明:我国地表水体粪大肠菌群含量普遍较高,受到较为严重的粪便污染,其中河流水系含量最高,湖泊、海域次之,水库最低;粪大肠菌群含量的年际和年内波动都较大,年内丰水期含量高于枯水期含量;粪大肠菌群含量的空间分布特性为南北无明显差异,东部水域含量高于西部水域含量,下游水体含量高于上游水体含量,近岸水体含量高于远岸水体含量,人为干扰严重的水体含量高于干扰轻的水体含量。降雨径流对粪大肠菌群含量的时空变化存在非常显著的影响,同时水体有机物含量、富营养化程度、盐度及温度等物理化学特性也影响着粪大肠菌群在水体中的分布。     

河流型深水库出流日调节诱导下的内波特征

溪洛渡水库是典型的河流型深水库，在库区水温分层的情况下，出流日调节引起温跃层内波。通过布设温度链对库区水温进行长期监测，同时建立了库区立面二维数值模型对内波进行模拟，并对库区的内波现象、形成机理和传播速度等特性进行研究。结果表明，变温层取水及出流流量波动导致取水区段变温层的厚度变化，进而形成了周期为24小时的内波；内波向上游传递，振幅在传播中衰减，模拟的波速与K-H内波理论的计算值基本吻合；出流日调节型内波对于深水层下降的速率没有显著影响。由于目前对河流型深水库内波现象的研究较少，文章有助于加深对于水库内波现象的理解，并为水库内波相关的工程应用提供分析工具和理论依据。