管线末端含虹吸断流结构的输水工程水锤防护

基于瞬变流计算的特征线法,建立真空破坏阀和单向调压塔数学模型,应用于管线末端含虹吸断流结构的输水工程。针对管线系统水锤防护问题,提出真空破坏阀单独防护、真空破坏阀和空气阀联合防护、真空破坏阀和单向塔联合防护等3种防护方案。结合管道压力控制要求,分析对比危险工况下水泵事故掉电时3种防护方案对管线系统水力过渡过程的影响。结果表明:针对管线末端含虹吸断流结构的输水工程,在真空破坏阀单独防护方案下,泵后部分管段压力降至汽化压力;在真空破坏阀和空气阀联合防护方案下,虽然管道压力没有降至汽化压力,但是不能满足空气阀防护下-5m最小压力控制标准要求;在真空破坏阀与单向塔联合防护方案下,单向塔防护范围内管线最小压力为0.55m,满足单向塔防护下管线不出现负压的控制标准要求,该方案有较好的水锤防护效果。研究结果可为管线末端含虹吸断流结构的输水工程水锤防护提供参考。     

某重点山洪沟防治措施及经济效益分析

气候、地形地貌、河流水系、人类活动是山洪沟致灾的重要因素。针对这些因素,需要有针对性地选择工程措施,采取不同的堤身断面型式,并注重堤脚抗冲刷设计。对于一般河岸,可采取造价较低的临水侧混凝土矮挡墙上接土质斜坡;对于迎流顶冲、深槽迫岸的局部危险堤段,可采取安全性更高的重力式混凝土挡墙;对于历史溃口段、堤身开裂段等险工险段,可采取堤身充填灌浆、临水侧混凝土挡墙护脚、生态护坡防冲等防治措施。为方便不幸落水者自救攀爬上岸,以及为动植物提供生长栖息环境,在挡墙临水侧增设混凝土凹槽,工程成本仅增加约3%。     

基于遗传算法的串联梯级泵站扬程优化分配

为实现引江济淮工程(安徽段)江水北送段的高效运行,以引江济淮工程江水北送段输水系统为研究对象,采用基于遗传算法构建的梯级泵站扬程优化分配模型,开展串联梯级泵站扬程优化分配研究。分别对设计和非设计工况下江水北送段输水系统的运行方案进行分析计算。计算结果表明:设计工况下优化后分配方案总效率较设计现状方案提高2.86%,说明模型优化后的方案可进一步提高梯级泵站的输水效率,为实现串联泵站输水系统科学、合理调度提供很好的科学支撑。     

基于投影寻踪-可拓集合理论的河流健康评价

目前对河流健康的评价方法越来越繁多,其中较多方法过分依赖于专家咨询意见,无法客观和准确地反映河流健康的实际状况。为消除由于人为主观臆断性对评价结果造成的偏差,本文将投影寻踪法和可拓集合理论进行尝试性结合,提出了投影寻踪-可拓集合理论这一新的河流健康评价模型。并运用此模型对太湖流域湖州市区四个年份序列的河流健康状况进行了评价。结果表明:湖州市区河流在1991年处于"很健康"(Ⅰ等)状态,2001年处于"健康"(Ⅱ等)状态,在2006年和2010年河流健康状况持续恶化,处于"病态"(Ⅴ等)。通过与同样客观的评价方法熵权物元模型进行比对,评价结论完全一致。投影寻踪-可拓集合理论最大程度地克服了评价过程的主观性,深入地分析和挖掘数据信息中的贡献度大小,不失为平原河网甚至全国流域的河流健康评价提供了一种新的思路和方法。     

水轮机流道非恒定流对过机鱼体影响研究

基于鱼类借助水轮机流道下行过坝时成活率较低的背景,在利用视频分析技术捕捉草鱼幼鱼通过模型轴流式水轮机下行典型路径的基础上,结合CFD数值模拟技术对水轮机流道非恒定流对过机鱼体的影响进行深入研究。结果表明,水轮机过渡过程中导叶关闭时间与过机鱼体的损伤概率有一定的相关性。随着水轮机导叶关闭时间的延长,鱼体通过水轮机下行的受压力损伤概率降低,但受压力梯度损伤的概率增加。综合比较压力及压力梯度对过机鱼体的损伤影响,表明:导叶关闭时间延长会增加对过机鱼体造成损伤的概率。因此,对于水轮机流道有过鱼需求的水电站,在不影响稳定运行的条件下,为保护鱼体安全过机,应适当降低导叶关闭时间。研究结论可对减小过机鱼体损伤概率的水轮机优化运行提供一定参考。     

淮河蚌埠段涉河桥梁工程防洪影响评价辅助决策系统研究

随着流域河道岸线利用程度越来越高,各种已建、正建或拟建的涉河工程及滩涂开发利用使河流的水动力条件产生变化,带来了防洪和社会经济等方面的影响。根据建设方提交的工程信息预先生成涉河工程的防洪评价报告简本,使其与正式防洪评价报告对比分析,便于水行政主管部门科学决策。选择淮河干流中游蚌埠市区段25 km为研究对象,基于虚拟现实、3S、科学计算可视化技术及耦合水动力模型,研制淮河涉河工程防洪影响评价辅助决策系统;系统提高了淮河干流涉河工程项目信息管理水平,为水行政主管部门审批防洪评价报告及科学决策提供有益参考。     

双孔护镜门闸顶泄流水动力特性与流态特征的三维数值模拟研究

江苏南京三汊河河口闸工程采用双孔护镜闸门,为了准确揭示其典型挡水工况下(大闸门关闭,闸顶溢流)闸后水流的水动力特性与流态特征,本文建立了基于时均雷诺方程和RNG k-ε紊流模型方程的封闭模型方程组,对河口闸典型挡水工况的泄流流态进行了三维数值仿真研究。采用非结构化四面体网格和分体网格技术对复杂边界条件下的数值模拟进行优化。计算结果与物理模型试验结果吻合良好,揭示了典型挡水工况下水闸下游水流流态、涡漩结构规律和流速分布特征,对这种新型闸门的安全运行与结构稳定具有重要意义。     

国内大坝加高情况概述

对国内加高大坝的所在地(所属流域)、兴建时间、原大坝坝型及断面尺寸、水库总库容,加高扩建时间,加高后大坝坝型、断面尺寸、水库总库容等进行概述,为科研及施工工作者提供参考。     

近断层地震动作用下高耸补压塔地震反应分析

由于近场脉冲地震中含有幅值较大的速度脉冲,其表现出的基本特征通常不同于远场地震。为研究近断层地震和地基刚度对补压塔结构动力响应的影响,以某拟建补压塔为研究对象,考虑流固耦合和地基辐射阻尼,建立水体-结构-基础三维有限元模型,采用时程分析方法研究不同地基刚度、不同地震动类型对结构动力的响应规律。利用1999年集集地震的3组不同类型的地震动记录,即远场、近场无脉冲和近场脉冲型,采用精度较高的波动输入方法和黏弹性人工边界对构筑物进行动力分析。研究表明：不同的地震动特性和土-结构相互作用效应对补压塔的结构响应有显著影响,在地基刚度不大时,近场脉冲型地震位移响应是远场地震的2.5倍以上,鞭稍效应更为明显。近场脉冲型地震动对结构响应影响程度与结构第一周期有显著的相关性。研究结果可为近场区域高耸水工结构设计提供理论依据。     

落石连续冲击下废弃混凝土垫层缓冲特性大型现场试验研究

国内建筑垃圾产量逐年递增，处理成本也急剧增加。为了探究废弃混凝土材料在冲击态荷载作用下的动态响应，通过大型现场70 kJ连续落石冲击试验，研究废弃混凝土垫层在连续冲击荷载作用下的缓冲性能。结果表明，采用废弃混凝土垫层后，第1次、第3次和第6次冲击力峰值与无防护情况相比分别减小了76.7%、41.2%和18.2%；垫层缓冲性能存在劣化现象，6次冲击后，冲击力峰值比第1次冲击时增加了3.5倍。随着冲击次数的增加，垫层孔隙率呈降低趋势，且降低趋势逐渐变缓，垫层颗粒平均球度降低，颗粒相对破碎率随装样深度的增加而降低。研究结果可为落石灾害防护提供理论和实践指导。