多闸坝分汊河流的洪水实时模拟和调度

采用一维非恒定水流数学模型耦合闸坝水力学模型,构建了可用于多闸坝分汊河流中场次洪水实时模拟和调度的模型。该模型分别对河流分汊、多闸坝泄水和断流进行处理,增强了模型的实时性和稳定性。基于该模型对北运河杨洼闸以上河道进行洪水模拟和调度,验证结果表明模拟结果令人满意。根据不同重现期场次洪水演进结果提出的调度方案为北运河重要闸坝的调度决策提供了技术支持。     

水电站尾水壅水堰堰体水下施工关键技术

针对闽江水口水电站尾水位因河流下切和坝下无序采砂降低约4.4 m,已严重威胁发电机组正常运行与电网供电安全这一情况,为治理该水电站尾水位病害,提出尾水壅水堰治理措施,并对其有效性进行了模型试验验证。为了实现在不停机的条件下完成尾水雍水堰工程的水下施工作业,提出了半圆柱壳体水下缓流施工平台技术、缆索吊装、水平牵引就位施工新方法,以及翻转刚性托板、就位钢丝笼施工新工艺等施工关键技术。     

分汊型河道水流运动特性和污染物输移规律研究进展

对分汊型河道的水流运动特性和污染物输移扩散规律的相关研究进行综述,分别从分汊型河道中分汊口、交汇口、整个分汊河道的水流特性及分汊型河道中的污染物输移特性等4个方面进行总结。介绍分汊口和交汇口处的水流从其能量损失、水位变化、水流分离等一维、二维过流特征到三维流动结构和紊动特性的研究过程;从野外现场试验、室内物理模型试验和数学模型模拟等角度出发阐述了整个分汊河道的水流特性;认为污染物在分汊河道中的输运规律研究主要集中在数值模拟上,并进行了回顾和分析;提出分汊河道水流水质输移特性研究中一些有待深入探究的问题,尤其亟待加强不同排放方式、不同污染物密度和不同分汊形态下污染物输移机制的试验研究。     

垂直螺旋管道内单颗粒悬浮运动的试验

采用高速摄影方法拍摄记录垂直矩形螺旋管道内单颗粒的悬浮运动,采用捕捉试验中颗粒运动轨迹的方法,获得其运动参数,并分析颗粒受力的规律。试验结果表明:旋转水流的角速度对颗粒运动有较大的影响;颗粒在运动过程中主要是受有效重力、阻力和旋转科氏力的作用;在一定条件下,颗粒所受的旋转科氏力与离心力满足抛物线的关系,旋转科氏力比离心力大2～3个数量级;在小尺度低速度旋转流中,颗粒所受的旋转科氏力所占比例较大,在受力分析中不应被忽略。     

带缺陷膨润土防水毯的渗透试验

分别以自来水和0.05 mol/L的CaCl2溶液作为渗滤溶液研究带缺陷膨润土防水毯(GCL)的渗透性能。试验结果表明:自来水渗滤时,GCL的渗透系数随着缺陷直径的增大而增大,缺陷直径达11 mm时缺陷不能完全愈合,致使渗透系数超过1×10-9m/s。CaCl2溶液渗滤时,随着离子交换作用的进行,渗透系数随孔隙体积流量的增大有增大的趋势;缺陷直径小于5 mm时GCL具有一定的自愈能力,但增至7mm时缺陷不能愈合,溶液和缺陷的共同作用使得GCL的防渗性能很差。     

典型非稳态水跃现象的数值研究

采用VOF模型跟踪自由表面的变化,数值模拟了典型水跃湍流由静止到最终稳定的全过程。本文给出了水跃现象在不同时刻自由表面的变化情况,主要对水跃过程中自由表面的形状、内部流场结构、速度矢量场及压力场分布进行了分析。结果表明,VOF模型能够有效地描述水跃这类复杂自由表面流道的湍流特性,具有可行性与实用性。     

水深测量误差对流量资料整编精度的影响分析

为了研究在测深杆悬挂流速仪法实测流量时,水深观读误差对流量成果精度的影响,作者采用实例数据进行了对比分析。结果表明,在测深杆迎水面和背水面观读水深时所产生的误差都会给流量测验精度带来较大影响,而且会引起水位～流量关系曲线的明显偏离,给流量资料整编成果带来较大误差,在一定程度上降低了河流流量资料的使用价值和精度标准。针对误差来源,提出了减少水深测量误差的具体建议。     

荆江河段水沙条件与主流线特征关系研究

荆江河段的主流变化主要表现为弯曲分汊段的主支汉交替及单一弯道段深泓半径的变化,综合考虑两者关系,提出了能描述荆江分汉段及单一弯道段主流线特点的无量纲常数--弯曲特征数r,并针对同一河段分析了汛期平均流量、洪峰变差系数、年输沙量及输沙指数等水沙条件变化与主流线变化的对应关系.结果表明:汛期平均流量较小、水流相对饱和度低、来水来沙过程较为均匀使得滩槽高差较小,横断面向宽浅发展,从而减弱河道对水流的约束,弯曲特征数较小,主流顺直;反之主流向弯曲发展.     

电站泄流对坝下航道影响研究进展

水电枢纽建设改善了库区航运条件,但电站泄流会对坝下游航道产生影响,需要对此研究以实现水电开发与航运建设的协调发展.在分析大量研究文献与资料的基础上,总结了电站下游流量、泥沙、水位在电站建设前后变化与沿程变化的特性,归纳了电站泄流对坝下游设计最低通航水位、通航水流条件(沿程流速、流向与比降)、河床演变的影响,以及提出了应对策略与措施等研究成果,最后指出了有待进一步研究的问题,以期推动本领域研究的深入开展.     

The Sanaga discharge at the Edea Catchment outlet (Cameroon): An example of hydrologic responses of a tropical rain‐fed river system to changes in precipitation and groundwater inputs and to flow regulation

The Sanaga River is one of Sub‐Saharan Africa's largest and greatly regulated rivers. Available flow data for this hydrosystem largely cover the pre‐ and post‐regulation periods. From comparisons between unregulated (hypothetical) and observed scenarios, it has been possible to separate and to quantify hydro‐climatic (groundwater + rainfall) change effects from anthropogenic impacts (especially dam‐related alterations). To appreciate shifts in the river regime, discontinuity detection tests and the IHA model were applied to discharge data series reflecting average and extreme flow conditions, respectively. Results obtained principally from the Hubert segmentation method reveal that a major discontinuity occurred in 1970–1971 separating a surplus phase between 1945–1946 and 1969–1970, and a deficient and much contrasted one, from 1971/1972. This implies that the Sanaga catchment is dominantly affected by hydro‐climatic changes. However, wide land cover/land use changes experienced here since 1988 have resulted in an increase in surface runoff. Additional quickflows linked to these changes may have partly compensated for the substantial decline in the dry season rainfall and groundwater inputs observed from this date. Although at the monthly scale, dam‐related impacts on average flows increase with stage of regulation, the seasonal variability of the river regime remains generally unaffected. A comparison of the IHA statistics, calculated from unregulated and observed streamflow data, show that hydrologic shifts occurring in maximum and minimum discharges are mostly significant from 1971/1972 and are mainly due to the action of dams. Minimum flows appear, however, widely impacted, thus reflecting the prime objective assigned to the existing reservoirs, constructed to supplement flows for hydroelectricity production during the dry season. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.