金沙江上游旭龙水电站库区滑坡堵江及涌浪风险研究

旭龙水电站库区岸坡陡峻,不良地质体发育,为确保水电站正常运行,准确评价不良地质体稳定性和滑坡堵江及涌浪风险至关重要。经工程地质测绘确定库区分布18处不良地质体,均为第四系堆积体,蓄水前稳定,不存在堵江风险。蓄水后有8处堆积体可能存在变形破坏,其中7处堆积体可能发生塌岸,规模小,不会堵江;16^#堆积体可能发生滑坡,规模较大,可能堵江和产生涌浪。利用GeoStudio软件对16^#堆积体进行了稳定性分析,采用分析模拟法和潘家铮法对滑坡堵江风险进行了预测,并利用滑坡涌浪经验公式分析了涌浪对滑坡区、水库上下游岸坡和大坝的影响。结果表明,16^#堆积体失稳不会造成堵江,滑坡涌浪不会影响大坝安全。研究思路与方法可为金沙江上游相关工程的风险预测提供借鉴。     

弯道推移质泥沙运动特性及其对河道演变的影响

弯曲河道水流、泥沙的运动特性与顺直段不同 ,存在横向流速与横向输沙。在考虑了弯道河段横向水流影响的条件下 ,导出了弯道河段泥沙的起动流速公式 ,并进行了合理性分析 ,认为在相同的纵向流速条件下 ,弯道段凹岸侧泥沙的起动粒径和泥沙输移速率均较顺直段大。同时结合弯道段水流和泥沙的运动特性阐明了弯道河段的演变规律。     

基于温度时间序列分析的水库 下泄低温水入渗速度研究

用温度作为示踪剂,基于饱和多孔介质一维稳态水热运移方程,运用时间序列分析法推求入渗速度,分析该方法的适用条件和范围,以及对热力参数选取的敏感性。以浙江省新安江下游河段为例,通过分析河岸带潜流区不同深度温度传感器的温度分布曲线相位和振幅变化,研究地表水和地下水的交换特征。结果表明流速较低时,入渗速度对不同深度的振幅变化较敏感,入渗速度接近±1×10^-5 m/s时,相位差的变化对入渗速度的影响最大。监测时段内试验区的入渗速度大致为2.22×10^-5~4.39×10^-5 m/s,入渗速度的数值均为正值,即在监测时段内均为地表水补给地下水。时间序列分析法对河床冲刷和沉积较不敏感,适用于较复杂的水流条件,且在一定程度上克服热弥散度的误差。     

双戗堤截流时下戗堤的作用分析

立堵截流计算的核心内容是龙口流速的求取，因为龙口流速的大小直接影响到截流时所选择抛投料粒径的大小，可以说是衡量截流难度的一个重要指标。本文在分析单戗堤立堵截流龙口流速变化规律的基础上，着重研究了在双戗堤立堵截流中，当上戗堤最困难的时候，也就是流速最大的时候，下戗堤是否能够壅水，从而降低上戗堤的截流难度这个问题，论证了双戗堤立堵截流水力控制条件的正确性，为双戗堤立堵截流的顺利施工提供判断依据一     

有连接管的尾水调压室稳定断面问题的理论研究

基于Gardel关于T型三通管水头损失系数经验公式,研究分析了连接管处速度头以及进出调压室水体与尾水隧洞水体之间的动量交换对有连接管的尾水调压室稳定断面积的影响,并在托马(Thoma)理论的基础上,推导出了相应的调压室稳定断面计算公式,从而在理论上证明了连接管处的速度头对尾水调压室稳定断面所起的作用是不利的,而进出调压室水体与尾水隧洞水体之间动量交换则是有利的。研究表明：如果合理地选择设计连接管断面的尺寸和型式,就可以进一步减小有连接管的尾水调压室水位波动稳定所需的断面积。     

PIV直接测量泥沙沉速试验研究

本文应用激光测量仪器PIV对长江口水库泥沙水样在沉降筒中进行沉降速度场测量,得到了平均的泥沙沉速,并分析了含沙量、絮凝等因素对泥沙沉降的影响。同时通过试验发现PIV直接测量泥沙沉速是一种可行的、有效的试验方法。     

河工模型试验目标水位突降时尾门水位的控制

针对河工模型试验过程中目标水位下降幅度过大时可能造成尾门开启过度、流速急剧增加,从而导致动床地形冲毁的现象,提出了一种尾门平稳过渡控制的方法。即在试验开始阶段,停止尾门调节器PID(proportion-integration-differentiation)控制模式,采用逐步开启尾门,直至模型水位接近目标水位后再自动转入PID调节模式。在试验过程中,目标水位降幅超过设定的正常幅度后,调节器自动将目标水位变化分解为按阶梯逐步下降的过程,阶梯的幅度和持续时间可以根据实际模型事先整定。将新方法应用到长江防洪模型供水系统,并嵌入到尾门PID调节系统中。试验表明采用这些方法后,能有效抑制目标水位降幅过大时造成尾门的超调,保证了尾门水位的平稳过渡,并且有效提高了尾门控制的平稳性和试验系统的可靠性;新方法使得水位调节平衡的时间有所增加,应根据模型的特性,选择适当的控制参数。     

Experimental and theoretical study of density jumps on smooth and rough beds

Hydraulic jumps in density currents are technically referred to density jumps. These jumps significantly influence the dynamic and quality characteristics of the gravity currents. The density jump is studied theoretically and experimentally in this study by considering the bed roughness. Experiments were performed in a rectangular laboratory flume (0.4 m width; 0.9 m depth; 8.3 m length). Four rough beds comprised of closely packed gravel particles glued onto the horizontal part of the bed were examined. For both smooth and rough beds, a simple relationship was obtained for estimating the conjugate depth ratio as a function of the relative roughness and the upstream densimetric Froude number. The conjugate depth ratio was found to decrease with increasing relative roughness. The results also indicated that, if the entrainment ratio is specified, the minimum value of the upstream densimetric Froude number increases with increasing relative bed roughness. An equation for calculating the maximum possible value of the relative roughness was also determined. The spatial development of the density current for smooth beds was analysed in both super‐critical and sub‐critical flow regimes. Good similarity collapses of velocity and concentration profiles were obtained for the super‐critical section just upstream of the jump. The concentration distributions located just downstream of the jump, however, exhibited a large scattering of measured data, especially near the bed. It was found that this scattering decreases with the distance from the end of the jump. The results of the experimental runs also indicated that, at a distance about nine times the post‐jump current thickness from the end of the jump, the non‐dimensional vertical profile of mean velocity has a shape similar to that at the pre‐jump section. A new reliable relationship was also proposed for calculating the local velocity inside both the wall and jet regions.     

取水工程对河道通航影响数学模型研究

取水工程直接从河道取水,减少了河道的下泄流量,降低了河道水位,对河道通航水深会产生不利影响。建立泵站式取水工程对河道通航影响的二维数学模型,不仅考虑了取水流量,还考虑了取水工程结构对通航的影响。该模型以某取水口工程为例进行了模拟计算,模拟结果可以很好地反映取水工程附近的流场、水位变化及对航道产生的横向流速。     

高要水文站测潮代表线验证修改

根据高要水文站每年枯水期测潮期间对测潮代表线用ADCP进行的同步验证资料分析,发现测潮代表线所测流量与验证流量系统误差±15%,需要修改原测潮代表线,同时为了使高要水文站枯水期潮流量更能反映真实流量,有必要对原测潮代表线进行验证修改。