新疆卡拉贝利水库排沙效果试验研究

通过坝区动床泥沙物理模型试验,研究卡拉贝利水库的排沙问题。观测水库排沙运用时的坝前水流形态、沿程流速变化、冲刷漏斗形态,分析不同运用水位和开启不同排沙洞工况的水库排沙效果,并通过敞泄排沙试验探讨水库恢复部分库容的可能性。研究表明,水深与冲沙流量是影响水库排沙的重要因素,相同的冲沙流量下降低水位排沙效率更高。水库应根据上游来水来沙条件、电站运用情况和排沙洞前淤积高程,抓住有利时机,灵活地运用多种方式冲沙。     

基于Flow-3D的圆柱形桥墩局部冲刷大涡模拟

为预测圆柱形桥墩周围的局部冲刷坑形态和最大冲坑深度,基于Flow-3D软件的水动力学模块和泥沙输运模块对桥墩附近局部冲刷进行了三维数值模拟。以Melville冲刷试验为原型,采用LES大涡模拟方法,模拟了桥墩附近湍流流场。以床面瞬时切应力作为泥沙起动、输移条件,采用Van Rijn输沙率公式计算床面冲淤。采用FAVOR技术追踪河床形态变化,得到了桥墩附近局部冲刷形态。经实测资料验证,计算结果与模型实测的冲坑形态及最大冲坑深度基本吻合。     

乌东德水电站表孔体型优化研究

乌东德水电站坝址处河谷狭窄,覆盖层深厚,施工详图设计阶段拱坝厚高比增加,表、中孔相对位置发生变化,存在表孔自由溢流水体击打中孔弧门、表中孔水舌碰撞后形成的横向溅水冲击透水边坡及水垫塘底板冲刷较深等问题。通过1〖DK(〗∶〖DK)〗50水工整体模型试验及方案比选,对表孔出口位置、型式进行了优化研究,使表孔水舌横向扩散,纵向分层明晰,表中孔碰撞消能后水垫塘底板冲刷轻微,边坡横向溅水强度基本与自然降水相当。研究成果可为工程设计及安全运行提供技术支撑。     

城区河涌水质随径流量变化的时间过程分析研究

河涌水质在降雨期间出现恶化是水环境治理的难题,对其在降雨期间的变化规律进行研究有重要意义。选取广州市猎德涌广深铁路渠箱片区进行研究,采集降雨期河涌水样,检测各项指标数据,通过结合流量数据和无量纲曲线法建立径流-污染关系。结果表明,猎德涌不仅在前期受初始冲刷影响,还在中后期出现管渠冲刷污染,后者造成的污染程度是前者的2～5倍;COD、TN初始冲刷效应明显,TP、SS的情况较轻,但在管渠冲刷污染中4种污染物均比较突出;初始冲刷与管渠冲刷污染主要受降雨特征与水流条件变化的影响。     

砂性土坡面防护结构抗降雨冲刷性能试验研究

针对砂性土堤防坡面抗雨水冲刷能力弱的工程实际,建立砂性土坡面冲刷试验模型,开展降雨冲刷试验,研究不同砂性土堤防坡面保护层抗冲刷性能。分析降雨条件下不同砂性土堤防坡面保护层的冲刷过程,总结出沙土、膨润土与秸秆三者混合形成的坡面保护层能够抵抗雨水冲刷、保障植物种子顺利成长,便于施工。     

不同河道形态岸坡抗冲刷能力的三维数值模拟分析

为了研究不同河道形态岸坡的抗冲刷问题,采用轴比λ定义了不同河道形态岸坡:当λ=0时,岸坡坡面形状为平面形;当λ=1/5、1/4、1/3、1/2时,岸坡坡面形状为椭圆形;当λ=1时,岸坡坡面形状为圆形。利用数值软件分析了不同形状岸坡坡角α、坡高h与岸坡抗冲刷能力F之间的关系。结果表明:1对平面形岸坡形状:当h不变时,岸坡抗冲刷能力F随岸坡坡角α的增大而呈现递减变化;当坡角α不变时,抗冲刷能力F随坡高h的增大而呈现递减变化。2对凹形岸坡形状(椭圆形、圆形):当λ、h不变时,岸坡抗冲刷能力F随坡角α的增大而呈现递减变化;当α、h不变时,岸坡抗冲刷能力F随轴比λ的增大呈现先增大后减小的变化。此分析结果可为小浪底库区岸坡形状优化提供参考。     

长江下游澄通河段九龙港节点控制作用变化趋向研究

长江下游澄通河段洲滩、汊道河势格局复杂,九龙港人工节点具有承上启下作用,对于稳定该河段河势起着重要作用。近期受上游水流条件及河势变化的影响,民主沙右侧滩岸冲刷后退,如皋中汊出流变化引起左侧边滩冲刷,九龙港节点段顶冲点下移,进而影响通州沙东水道进流条件。九龙港节点对下游河势的控制作用呈趋弱态势。基于此,提出了九龙港节点河势控制建议:尽快实施民主沙滩岸守护工程形成弯段控制顶冲点下移,重点是实施尾滩强化固滩;实施九龙港节点整治工程,从而恢复并加强九龙港节点的控制作用。     

寒区堤防砂土岸坡生态护坡技术研究

东北地区堤防多是砂堤,砂土质地松散、贫瘠。在降雨侵蚀和风力侵蚀联合作用下,砂堤坡面水土流失严重,降低了砂堤防洪质量,危及大堤安全。为了减少坡面降雨侵蚀和水土流失,保证砂堤的防洪质量,采用保水剂改良砂堤表层土壤为植被生长提供水分和养分,并通过单纯植被护坡方案和两种改良后生态护坡方案的室内外试验的对比,选取合适的护坡方案。结果表明:三维土工网垫和遮阳网在草籽发芽前期,能够较好地保护坡面和草籽,减少降雨侵蚀;在植被生长期,植株可以穿过三维土工网垫孔隙正常生长,植被根系发挥了铆钉作用,将三维土工网垫紧紧地锚定在坡面;三维土工网垫连同植被根系组成联合保护层,提升了整体加筋效果,但是由于遮阳网的孔隙过于细密,植被难以穿过遮阳网正常生长,将遮阳网顶起,无法像三维土工网垫那样与植被形成联合防护体系,整体加筋效果较差。     

海上风机单桩基础局部冲刷计算分析

依据波、流联合作用下的韩海骞公式计算江苏某海上风电场桩基局部冲刷深度,再采用SACS软件对结构进行分析结果表明,局部冲刷增加桩身侧向位移,降低整机频率,疲劳损伤大。解决这些问题可通过加大桩径和桩长,要设计出既经济又安全的基础尺寸,还需结合实际工程的冲刷观测结果进行更准确的预测。     

格宾网箱覆绿功能反滤层优化设计研究

格宾网箱应用于边坡工程时具备护坡、覆绿及材料就地利用等多种特点。为了保证格宾网箱中的植被能够稳定存活,并且防止强降雨条件下植被土颗粒的流失,需对格宾网箱填充物进行反滤层的优化设计,从而实现绿色生态护坡的目的。依托北京冬奥会张家口赛区正在实施的“科技冬奥”项目,在模拟当地最大降雨强度条件下,采用自行设计的试验装置开展了反滤层的防冲刷试验,探究反滤层层数、厚度和反滤料粒径对反滤层防冲刷效果的影响,最终确定了格宾网箱覆绿功能反滤层的优化设计。试验结果表明：反滤层层数设置为两层,上下层厚度均为100 mm且上层碎石粒径小于20 mm、下层碎石粒径为20~100 mm时,反滤层的防冲刷效果最佳。