水库泄水总溶解气体过饱和对鱼类的危害

水库建设促进了库区渔业养殖的发展，但高坝大库泄水导致的总溶解气体（Total Dissolved Gas, TDG）过饱和可能导致下游河道尤其下一梯级水库的鱼类患气泡病甚至死亡。为探究TDG过饱和对鱼类的胁迫效应，以金沙江梯级电站溪洛渡至向家坝江段为研究对象，构建立面二维TDG动态模型，推求库区控制断面的安全水深阈值，结合库区主要鱼类生活习性和网箱养殖深度，研究TDG过饱和对野生鱼类和网箱养殖鱼类的胁迫效应。结果表明:梯级电站库区的野生鱼类具有足够的垂向空间进行深度补偿以规避TDG过饱和的危害，其生活习性以及利用深度补偿的能力决定了受过饱和TDG胁迫的程度；但养殖鱼类受网箱限制难以自由下潜至安全水深，为保证养殖鱼类的安全，网箱深度至少应大于安全水深阈值，在TDG过饱和胁迫期，鱼类的游泳水深应持续限制在安全水深阈值以下。对于具有利用深度补偿能力的鱼类，梯级电站的库区比最后一个梯级的下游河道更安全，需要对最后一级电站实施比中间梯级更严格的坝下近区TDG饱和度限制标准。     

突然扩散水跃方程的显式解

泄水建筑物下游的消能防冲是保证水利工程安全的重要措施。突然对称扩散水跃是水跃消能的形式之一。分析了突然扩散水跃方程(以下简称突扩水跃方程)以及突扩水跃的水力特性, 研究了回流平均水深, 认为回流平均水深是跃前和跃后水深的函数, 同时又受突扩比的影响, 提出了系数α的经验式, 并应用动量守恒原理推导了突扩水跃方程, 给出了该方程的显式解。试验验证表明, 突扩水跃方程显式解与试验结果吻合, 显式解与试验结果的平均误差为5.481%, 说明该显式解实用可靠, 精度高, 可用于计算实际工程问题。     

考虑扩散比影响的突扩水跃共轭水深计算研究

目前对突扩水跃消能中的跃后水深的理论研究还尚不成熟。根据已有文献的实验资料,对突扩式水跃回流区平均水深做出了假设,运用动量定理推导了计算突扩水跃共轭水深的理论方程,用实验资料确定了有关参数,得到了较高的精度计算方程,并利用实验资料与已有的几种共轭水深方程进行了比较。结果表明:新方程计算的跃后水深与实际更加相符。     

基于密度的多波束水深数据异常检测方法仿真

针对传统的多波束水深数据异常检测方法无法满足大区域、高密度测水深的要求,提出了基于密度的多波束水深数据异常检测方法。分析多波束系统的原始数据格式,对原始多波束水深数据进行提取。在分析系统主要误差来源的基础上,对条带辅助参数进行预处理。利用中值滤波、局部方差以及小波分析相结合的方法来定位异常数据,实现多波束水深数据异常检测。为验证上述研究方法的有效性,进行一次实验。实验结果表明,与传统方法相比,所提方法能够高精度检测出水深探测中的异常数据,且在实际应用中具有更小的残差值。根据实验结果可以得出结论:上述研究所设计的多波束水深数据异常检测方法符合该领域应用要求。     

微型水深传感器在智能导盲仪中的应用

基于DSP处理器,利用超声波传感器、温度传感器、微型水深传感器,设计了一款智能导盲仪,该导盲仪具有测距、测积水深度、测温、智能求救等功能,并具有语音播报、夜晚警戒灯等感知与提示功能。本文重点阐述微型水深传感器在此导盲仪中的应用,实验结果证明,该微型水深传感器能够有效测量路面积水深度,检测精度高,为盲人雨天出行提供安全保障。     

梯形断面消力池扩散型消能计算

针对目前NB/T 35023—2014《水闸设计规范》只涉及矩形断面消力池,未涉及梯形断面消力池消能计算的问题,基于水力学基本理论和数值分析理论对梯形断面消力池消能计算进行研究,推导了梯形断面收缩水深的解析计算式以及梯形断面消力池扩散型消能跃后共轭水深基本方程,并利用高次方程求解理论分别给出棱柱体梯形断面跃后共轭水深的解析计算式和扩散型消能跃后共轭水深的简易迭代求解公式,并根据消能计算方程,给出梯形断面消力池扩散型消力池池深、池长的计算式。工程实例计算结果表明,所提出计算式精度可靠。     

敞开海域波浪计算方法

根据敞开海域波浪特征,基于莆田公式和深水波与浅水波界限水深条件,提出波浪要素计算改进方法,经丹麦Mike zero数学模型与河海大学物理模型验证成果合理,符合工程波浪实际工况。方法可行、成果可靠,而且计算简便,具有实际应用意义。     

斜向进水矩形消力井井深设计研究

传统底流消能工的地形条件无法满足池长要求时,可通过增大池深和池宽来达到消能目的。为得到矩形消力井在不同来流条件下分别对应的适宜井深,通过水工模型试验,研究井深变化对消力井底板冲击压强的影响以及入射淹没射流弗劳德数和井深的关系。成果表明：井深增加冲击区的冲击压强和脉动压强方差均减小,但其降幅随井深的增大而降低;消力井所需要的适宜井深随入射水流弗劳德数增大而增大。依托试验成果,进一步给出泄槽末端断面入射水流(跃前)水深和消力井适宜深度的拟合公式,可为工程设计提供参考。     

梯形明渠水跃共轭水深的直接计算方法

针对目前计算梯形明渠共轭水深的求解公式存在计算过程复杂、精度低、适用范围小三大弊端,提出一种新的直接计算公式.通过引入一个量纲一参数——单位水面宽度,对梯形明渠共轭水深的水跃方程进行恒等变形,得到了计算梯形明渠共轭水深的迭代公式,再与合理的迭代初值进行配合使用,推导出梯形明渠共轭水深的直接计算公式,误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内最大相对误差仅为11％.与现有计算公式比较,该直接计算公式形式相对简捷,适用范围广,计算精度高.     

抛物线断面河渠收缩水深的直接计算公式

为便于工程设计应用,提出了一种抛物线形断面河渠收缩水深近似解直接计算公式.通过对收缩水深基本方程进行数学变换,将未知量与已知量分别用无量纲参数相对收缩水深λ和无量纲综合已知量参数β代替,用不动点迭代法建立迭代公式.在分析函数单调性和凹凸性以及方程的根的基础上,结合函数的几何图像,应用数值计算方法初步选取迭代初值,再以迭代次数最少且相对误差最小为目标对初值进行优化计算,最后得到了收缩水深直接计算公式,并进行相对误差分析和应用举例.结果表明直接计算公式形式较简单、适用范围广、结果精确,其最大误差小于0.43%.