基于PID的水电站水位控制的应用

在水电站计算机监控系统中,采用发电机进行水库的水位控制是一个新的课题。通过建立数学模型,提出了一种PLC控制水库水位的方法,该方法采用PID控制器,以水轮发电机组作为执行机构,采用闭环控制方式,通过调整机组出力达到控制水位的目的。实现了发电机组联合控制水位的技术,在工程的实际应用取得了很好的效果。结果表明,PID控制能够应用与水电站的水位控制领域,选择准确度的数学模型以及合适的PID参数对控制效果有很大的影响。     

库水位骤降时平原水库均质土坝稳定分析

在均质土坝设计中,水位骤降通常是上游边坡稳定计算时需控制的工况。本文以天津某均质土坝为例,利用有限元对坝坡进行渗流分析,分析库水位骤降对渗流场的影响,研究库水位骤降时土坝坝坡的稳定情况。通过对不同库水下降速率的坝坡稳定分析,得到坝坡稳定系数随库水位骤降速率的变化规律。     

1960-2015年洞庭湖水资源演变特征分析

洞庭湖是我国第二大淡水湖,也是长江流域重要的调蓄湖泊。由于受下垫面变化、人类活动和气候变化等的影响,洞庭湖流量、水位呈现新的变化趋势,研究洞庭湖水资源演变特征可为洞庭湖保护提供依据。采用Mann-Kendall突变检验方法对洞庭湖出口控制水文站城陵矶（七里山）及长江干流水文站枝城站、螺山站的1960-2015年流量、水位的年际和年内变化趋势进行分析。结果表明：洞庭湖上游长江枝城站在2000年以前径流量变化不大,但从2001年起呈现下降的趋势,水位呈现先上升后下降的趋势,洞庭湖出口城陵矶（七里山）站整体径流量呈现下降的趋势,而平均水位呈现上升的趋势,洞庭湖下游长江螺山站径流量整体上变化不显著,平均水位则呈现上升的趋势;三峡枢纽运行后,3个水文站汛期（4-10月）的径流量和水位均呈现下降趋势,枯水期（1-3月）则出现水位上升趋势;长江上水利工程尤其是三峡工程的修建,对洞庭湖水资源的调节影响明显。     

原状黄土增湿过程中的土水特征曲线模型

黄土增湿过程是黄土持水特性与增湿变形特性相互影响的过程。已有的土水特征曲线模型主要描述土体的含水状态与吸力的相关关系,无法全面反映增湿过程中黄土的持水特性与变形特性。因此在固结仪上开展了新疆原状黄土的分级增湿试验研究,试验中引入能够全面反映土体含水状态和变形情况的"增湿水平"这一变量,并用增湿水平和吸力表征黄土土水特征曲线模型。结果表明:各竖向压力作用下增湿过程中,半常用对数坐标系下原状黄土增湿水平与吸力关系曲线形状相似,均明显的分为初期平缓段和陡降段两个阶段;竖向压力对增湿水平与吸力关系曲线的影响主要体现在初始吸力与陡降段斜率的不同,可以归一化为幂函数形式;为此建立了以增湿水平和吸力表征的土水特征曲线模型。并将该模型用于其他地区黄土,验证了所建模型适用于原状黄土的初始含水率和吸力状态、不同初始含水率的压缩状态,以及重塑黄土在压力作用下的增湿变形状态。     

Consumer‐diet discrimination of δ13C and δ15N: Source‐ and feeding‐oriented patterns based on gut content analysis in a large subtropical river of China

Understanding the trophic discrimination (?¹³C and ?¹⁵N) between consumers and diets in fluvial systems remains difficult because of the variable food sources and complex predator–prey interactions from headwaters to the estuaries. Here, stable carbon (δ¹³C) and nitrogen (δ¹⁵N) isotopes in fish and invertebrates from a large subtropical river in southern China were determined to explore trophic discrimination in conjunction with a gut content analysis. The ?¹³C values showed significant differences (p < .05) among functional feeding groups, with fish, shrimp, and insect scrapers presenting higher ?¹³C values (1.20 ± 0.23‰ to 1.51 ± 0.31‰) than other groups. The ?¹⁵N values varied significantly between invertebrates (0.64 ± 0.17‰ of insect collector‐gatherers to 1.63 ± 0.36‰ of shrimp predators) and fish (1.98 ± 0.19‰ of detritivores to 2.71 ± 0.43‰ of crustaceavores) and exhibited an increasing tendency from primary to secondary consumers. A linear regression analysis revealed that the longitudinal changes in ?¹³C and ?¹⁵N were closely associated with the δ¹³C of periphyton, the δ¹⁵N of particulate organic matter (POM) in water, and the relative contribution (%) of periphyton and organic detritus to the diet composition of consumers. These results indicated that discrimination factors might not only be influenced by the isotope signatures of basal food sources but also downstream shifts in dominant food items utilized by consumers. In particular, trophic discrimination between periphyton– and detritus–based food chains, such as “epilithic diatoms–shrimp scrapers–crustaceavorous fish” and “POM–bivalves–molluscivorous fish,” displayed regionally specific patterns. When back‐calculating to the diet assimilation and trophic position in subtropical streams and rivers, we suggest using the basin‐scale ?¹³C value of 0.96 ± 0.26‰ for all consumers and ?¹⁵N values of 1.07 ± 0.32‰ for invertebrates and 2.38 ± 0.37‰ for fish.     

浙江典型海塘实时安全监测分析

海塘是浙江沿海及海岛抵御台风暴潮的第一道防线。针对海塘跨域大、台风期恶劣气候影响严重以及海塘外部影响对内部响应变化速度快的特点,提出了大范围、分布式、集中管理的远程实时动态海塘安全监测技术,并对钱塘江海宁盐仓段标准塘和浙东海塘舟山万丈塘进行实时监测。监测结果表明海塘内部渗压水位与潮位有较好的相关性,潮位涨落对海塘渗流影响由海塘外侧至内侧逐渐减弱;海塘内部水力坡降均小于允许坡降,海塘渗透稳定满足要求。在潮涌作用下,海塘将产生mm级水平变形,随着潮位涨落,海塘内部水平位移呈周期性变化;水平位移沿深度分布呈现上部大、下部小的特点。研究成果为海塘的日常维护和应急抢险提供技术支撑。     

一种基于满意度方法的建筑工程索赔决策模型

本文在对索赔问题进行全面系统分析基础上，提出一种索赔主体对索赔事件的不确定性分析模型和决策满意度模型，并进一步讨论了索赔主体优选索赔方案作为索赔报告提出的方法。     

局部断面收缩的溃坝水流三维数值模拟

为研究局部断面收缩对溃坝水流传播的影响,采用压力隐式算子分割法求解雷诺时均方程和RNG k-ε紊流模型,建立了模拟三维局部断面收缩情况下溃坝洪水演进过程的数学模型。采用有限体积法对溃坝水流的控制方程进行离散,利用流体体积函数法处理自由水面,物理变量采用交错网格布置,对局部断面收缩溃坝水流进行数值模拟计算,模拟结果与实体模型试验结果吻合较好。利用该模型研究了溃坝洪水负波的形成和传播过程,得到了负波形成和传播的规律以及溃坝水流的水位变化特征。     

水库滑坡位移与水动力耦合预测参数及其评价方法研究

针对库水涨落诱发滑坡致灾机理,在系统分析水库边坡位移与库水位变化规律及其相互作用关系的基础上,运用弹塑性力学基本原理,提出了以库水位下降引起的边坡下滑动力增量作为边坡的加载动力参数,以相应边坡位移变化量作为边坡位移响应参数,以此确定水库边坡库水动力增载位移响应比参数并建立预测模型。运用动力增载位移响应比预测模型对三峡库区典型水库滑坡-黄土坡滑坡关键部位监测点进行了动力增载位移响应比计算,并采用Geostudio软件对该滑坡稳定性进行了数值模拟分析。该滑坡的位移响应特征与稳定性演化规律表明,该滑坡关键变形部位的动力增载位移响应比参数变化规律与其实际位移与稳定性演化规律基本吻合。研究结果表明了动力增载位移响应比参数是水库滑坡有效的位移动力评价参数,可运用该参数及其评价方法对水库滑坡进行稳定性分析与评价。     

库水位升降对堆石坝心墙的水平变形影响分析

为研究库水位升降对堆石坝心墙的水平变形影响,将土石坝心墙类比为竖直悬臂梁,上游侧受到上游坝壳不均匀的分布土压力和随时间变化的水压力,下游侧也同理受到下游坝壳相应土压力和水压力。研究表明库水位上涨导致心墙发生向下游转动趋势,上游土压力逐渐减小,下游土压力逐渐增大,当二者分别达到主动土压力和被动土压力的极限状态时,土体即将产生滑动,定义此时的心墙挠度为理论心墙稳定挠度f_s;若心墙实际水平位移量大于f_s,则可以大致判定心墙两侧土体发生了相对滑动,可能导致产生局部纵向裂缝趋势。假设土石坝加固工程中采用的混凝土防渗墙的工况和条件类似,研究成果可直接应用于水平变形量计算并简单评估安全性。