金华江下游灵马枢纽建设与航道深开挖方案比选分析

内河航运工程常采用梯级枢纽建设或航道整治两种开发模式,在实际应用中需通过综合对比论证以优化开发方案。利用水动力数值计算方法,对金华江航运开发工程中灵马枢纽建设与航道深开挖两种方案效果进行对比分析,论证并优选工程建设方案。结果表明:若通过航道深开挖,研究河段最大疏浚深度超过5 m,水流归槽引起河道裸滩将破坏环境与生态;而灵马梯级枢纽建设方案不仅可使航道通航保证率提高至95%以上,还可显著改善该区域水生态环境与人文景观,是实现金华江Ⅳ级航道建设目标的必要条件。     

浮泥水域水流挟沙力公式初探

浮泥发育水域水体的含沙量通常变幅较大,无法与水流流速建立良好关系.在分析浮泥水域含沙量时空变化特征及常用挟沙力公式的基础上,提出了以浮泥重度为参数的挟沙力公式.该公式建立了浮泥水域水体含沙量与浮泥床面泥沙条件的关系,使泥沙数学模型中泥沙输运过程的数值模拟结果更加符合实际情况,有助于提高泥沙数值模拟精度.     

土坝溃决跌坎水流水动力特性数值模拟

黏性土坝漫顶溃决涉及多学科交叉,过程极其复杂,尽管国内外大量物理模型试验成果表明其溃决多以“跌坎式”溯源冲蚀为主要特征,然而对该冲蚀发展形式下的水流-坝体微观作用机制尚不清晰。水流作为漫顶溃决的冲刷主动力,对坝体溃决发展起着主导性作用,采用RNG k-ε紊流模型和VOF自由液面捕捉技术针对黏性土坝漫顶溃决代表性水流结构——溃决跌坎水流开展了三维数值模拟研究,对跌坎水流的水流结构、流态、水力特性指标等进行了细致分析,揭示了不同工况下坝体跌坎上的剪切应力、流速分布规律,进而从水动力学的角度对坝面进行受力分析,初步推断了黏性土坝漫顶溃决过程中各级跌坎的主要合并方式为“台阶水平面刷深下切”。研究成果为进一步掌握黏性土坝漫顶溃决发展演变机理提供了理论基础。     

里下河水网地区饮用水源地污染特征及控制研究

江苏里下河地区是典型的\"锅底洼\"平原洼地,在主汛期受点、面源汇入影响,水环境质量常迅速下降,溶解氧低至1.2 mg/L,高锰酸盐指数、氨氮、总磷分别高达12,2.7,0.634 mg/L,饮用水源地水质指数介于32.9～71.8之间,水质等级为3～4级,大部分属于已受到污染水质。针对饮用水源地容易出现水质持续超标现象,分析其成因,主要为地势低洼、河流比降小、水流极为缓慢且流向往返不定、水体循环条件差、自净能力弱、清污混杂,围绕提高饮用水源地安全保障程度,提出针对性的对策措施。     

水利自动化控制系统中现场总线安全技术研究

在水利自动化控制系统中,广泛使用 Modbus 协议作为现场总线网络的串行通信协议,由于其缺乏访问控制、密钥管理、终端安全等措施,给系统带来不可避免的安全风险。研究国产混合加密技术的硬件安全模块,对使用 Modbus 协议通信的现场总线网络进行改进和保护。在无需进行现地大规模网络基础设施改造的前提下,提出一种安全稳定、自主可控、经济便利的水利自动化控制系统现场总线安全技术方案。     

胶凝砂砾石料弹塑性本构模型研究

为了建立合理的胶凝砂砾石料弹塑性本构模型,对胶凝掺量60 kg/m3的胶凝砂砾石料进行了三轴剪切排水与加卸载试验研究,结果可描述不同围压下的胶凝砂砾石料的应力–应变特性。基于试验数据及一些专家的研究,确定模型的弹性部分,提出了胶凝砂砾石料的剪切屈服与体积屈服方程,引入广义塑性理论,建立了适用于胶凝砂砾石料的弹塑性本构模型。模型共有9个参数,参数较少且确定简单。利用三轴剪切排水试验数据验证该模型计算结果,表明其能够较准确地反映胶凝砂砾石料应力应变关系。     

三参数月水量平衡模型在丹江口水库控制流域的应用

基于水热平衡方程和流域蓄泄关系,建立了流域三参数月水量平衡模型,该模型概化了径流、降雨、蒸发和流域蓄水量之间的关系,并根据分区域汇流特点计算月径流量。利用该模型对丹江口上游7个子流域及全流域1977—1987年的月径流过程进行模拟和检验,率定期和检验期的确定性系数分别为0.85和0.80,径流总量相对误差分别为0.7%和0.2%。模拟和检验结果表明,所建模型具有较强的适用性,能较好地模拟丹江口水库控制流域及其各子流域的月径流过程,为建立丹江口水库月径流预报模型提供了可靠的技术途径。     

高港枢纽二线船闸地连墙板桩结构整体数值模拟

针对建设中的泰州引江河高港枢纽二线船闸工程,基于ABAQUS平台建立了船闸地连墙板桩结构整体分析的有限元模型,预测锚碇桩、地连墙的变形性态以及拉杆在施工期不同阶段的内力状态。利用ABAQUS的用户子程序功能开发了相应的邓肯-张材料本构模型模拟土体填筑和开挖过程中的应力-应变特性,采用指数型的接触本构关系模拟地连墙与土体之间的相互作用。有限元分析计算结果与现场实测结果对比表明,所建立的整体分析模型能够准确地预测施工期不同阶段锚碇桩、地连墙的变位情况以及拉杆的内力情况。     

地质雷达在探测地下富含水区域中的应用

地质雷达法用于地下水探测以及地下环境监测,是近年水利和物探行业研究的热点之一.简要介绍了地质雷达法的优点及其在探测地下水活动中应用的国内外研究现状.根据雷达的频谱图和能量特征,可有效探测地下富含水区域.结合南京某小区地下管道泄漏的工程案例,对地下富含水区域和管道等其他异常情况进行地质雷达探测.实践证明地质雷达法在探测地下富含水区域方面能取得较好效果.     

变截面方形桥墩折冲效果数值模拟

为研究方形桥墩截面变化对局部冲刷特性的影响,通过建立桥墩局部冲刷三维数学模型,对方墩前端不同伸出台阶宽度及相应倾斜坡度情况下的冲刷特性展开模拟研究。结果表明:相较于方墩,墩前伸出一定台阶宽度的结构形式具有较好的折冲效果,但其折冲效果并非随着伸出宽度的增加而增加,墩前伸出台阶宽度约在墩宽的2/3时折冲效果最优;同时,通过在伸出台阶宽度基础上增加倾斜坡面的截面优化处理,得出倾斜坡面高度在床面以上0.4h（h为水深）情况下,随着台阶伸出宽度的增加其折冲效果呈增加趋势,且具有比仅伸出台阶宽度的截面结构形式更优越的折冲效果,最大折冲率高达38%。研究结果可为桥墩结构形式与抗冲防护的综合研究,尤其是大型桥墩基础结构的优化提供参考。