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第六届全国水力学与水利信息学大会

第六届全国水力学与水利信息学大会

  • 召开年:2013
  • 召开地:北京
  • 出版时间: 2013-06-08

主办单位:中国水利学会;中国水力发电工程学会;国际水利与环境工程学会中国分会

会议文集:第六届全国水力学与水利信息学大会论文集

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  • 摘要:通过模型试验,对电站进水口事故闸门动水闭门门体水力荷载及甩负荷工况门体水力荷载进行研究,测量分析结果表明:事故闸门依靠门顶水柱可以动水关闭;针对机组甩荷工况,水击压力会造成闸门水平推力出现负值,即在没有限制措施情况下闸门将出现顺水流方向摆动,闸门及引水洞运行存在安全隐患,同时竖向荷载及持住力呈现周期性衰减波动,约在波动4个周期后趋于稳定,水击压力首次冲击闸门时产生一个约占闸门门重25%的上托力,闸门不存在上浮危险.有关实验数据对研究电站进水口快速事故闸门设计有重要参考价值.
  • 摘要:基于模型试验结果,研究了跌坎消力池底板上举力的沿程分布、幅值特性和频谱特性,并对跌坎消力池与传统消力池的上举力进行了对比.研究结果表明:跌坎消力池最大上举力和脉动上举力的变化规律一致,都随流能比的增加而增加并且沿程递减;上举力基本符合正态分布且其能量主要集中在低频段;跌坎消力池的最大上举力比传统消力池有明显的降低,降幅在消力池前端尤为明显随后逐渐减小并趋于稳定,降幅随着流能比的增加而有所增加.研究结果可为跌坎消力池的设计提供参考和指导.
  • 摘要:本文利用VOF方法模拟自由水面,并将其和RNG k-ε紊流模型相结合,对两个90度连续弯道的流场进行了数值计算.在非正交曲线坐标系下求解模型方程,并将数值结果同实验数据进行了对比,结果表明二者吻合良好.用该方法可以较准确地模拟纵向及横向流速沿水深的分布,效果优于线性插值的水位条件下标准k- -ε紊流模型的方法。在准确性得到验证后,分析了环流的发展变化过程。
  • 摘要:在高纬度地区流域,当冬季发生突发性污染事故时,污染物会大量排放到河流中,由于事敌发生时河流正处在封河期,部分污染物会被截留在冰体中,并在春季融化时释放回水体中,存在对水体造成二次污染的可能性.基于FLUENT求解器,将冰、水及硝基苯污染物视为混合相,并结合UDF工具尝试建立了河道垂向二维k-ε数学模型,在最不利工况下模拟结果显示结冰速率、冰体中残留硝基苯浓度与事故原型观测结果基本吻合,为事件决策和应对提供了有效的技术研究手段.
  • 摘要:针对目前尾矿库管理工作中因溃坝可能造成的危害及预测危害范围的需要,本文以某尾矿库为工程背景,基于流固耦合理论和强度折减法,通过数值计算对尾矿库进行三维坝体稳定性分析,确定尾矿库在不利工况下的塑性应变区域,为尾矿库溃坝泥石流演进提供依据;确定尾矿库溃坝泥石流的流动特性和本构模型,根据三维坝体稳定性计算结果和周边环境资料,建立尾矿库溃坝泥石流演进过程的三维数值模型并进行计算分析,得出溃坝泥石流淹没冲击范围、冲击深度和流速分布,为尾矿库的应急管理工作和选址决策提供一个相对成熟的计算方法。
  • 摘要:为了研究长江河口水下三角洲未来发展趋势,基于水下三角洲近期演变规律建立其冲淤速率与流域水量和沙量经验曲线,利用一维非恒定水沙数学模型基于三峡工程蓄水后水沙资料对模型进行重新率定,对未来10年入海水量和沙量趋势,对三角洲趋势进行预估.主要成果为:水下三角洲-10m和20m等深线面积伴随流域入海水量与沙量的变化经历了淤涨一淤涨减缓-侵蚀的过程,1997-2000年因流域大水使得三角洲淤涨较大,2000-2009年出现持续的侵蚀后退现象.利用一维河网水沙数学模型,利用蓄水后实测资料进行率定和验证,计算60和90系列入海水量和沙量,并对2013-2022年三角洲演变趋势进行预测,60系列下-10m和-20m等深线区域表现为冲刷和淤涨交替变化,但60系列下三角洲表现为侵蚀趋势.90系列下-10m和-20m等深线在逢大水年将表现为大幅淤涨.三峡水库蓄水以来入海水量和沙量均较60系列和90系列计算成果偏低,若持续下降三角洲将转为侵蚀趋势发展.
  • 摘要:鉴于湿地资源的保护事关太原市的可持续发展和当地人民生活质量的提升,因此必须继续抓好这方面的工作,进一步提升工作的实效性.在山西省全面实施转型跨越发展战略的大背景下,太原市的湿地资源保护工作的外部环境将会得到进一步的改善.在这一新的时期,太原市的相关部门必须全面审视现阶段湿地保护中的突出问题,比如部分市民的环保意识亟待提升,汾河湿地公园的面积亟需扩大。太原市要做好新时期湿地资源保护方面的工作,就应当执行好转型跨越发展的战略,进一步推动汾河湿地公园的扩建,加强同国内其他城市在湿地资源保护方面的交流与合作等。
  • 摘要:本文在2011年5月和9月采用野外监测和室内实验两种方式对钱塘江杭州段水体水质指标进行了测定.根据监测数据分析了蓝绿藻和营养盐的分布,探讨了营养盐和理化因子对蓝绿藻生长繁殖的影响.结果表明:下游断面蓝绿藻数量显著高于上游断面蓝绿藻数量;5月份断面蓝绿藻数量明显高于9月份.5月份水体总磷、氨氮浓度要高于9月份,而硝酸盐氮浓度则是5月份高于9月份.营养盐对蓝绿藻生长繁殖没有显著的促进或抑制作用,营养盐可能不是蓝绿藻生长繁殖的主要影响因子.5月份蓝绿藻与pH值、溶解氧呈显著正相关关系,而9月份则与水温、pH值呈显著正相关关系.
  • 摘要:天然河道中常常生长着植被,河道生态整治工程中也常常采用植被生态护岸,植被不但可以起到净化水质的作用,植被根系可以提高河堤抗冲刷性,进而提高河堤的稳定性。因此探讨植被对水流运动及泥沙冲淤的影响,对河道整治工程及河道生态建设具有实际意义。本文从植被影响水流运动,河道流态变化影响泥沙淤积等现象出发,重点阐述植被、水流、泥沙运动的相互作用的力学机理,对植被对河道水流运动影响及泥沙冲淤影响的物理模型试验及数值模型进行综述,并对本研究领域有待解决的问题进行探讨.
  • 摘要:河口是盐水和淡水混合的区域,此处营养物质丰富,生物生产力大,生态环境多变迁.河口地带有一种特殊的泥沙现象称为浮泥,由于浮泥与航道港口回淤、河口海岸演变、航行水深利用、河口拦门沙的形成等诸多实际问题有关,因而引起了河流管理者的广泛关注.本研究于2009年12月和2010年5月在海河河口开展关于小型底栖动物的系统调查.调查期间,共发现线虫、轮虫、桡足类、介形类、双壳类、昆虫及其他节肢动物等7个小型底栖动物类群.小型底栖动物主要分布在0~10cm,特别集中在0~2cm,如子牙新河小型底栖动物密度在0~2cm的深度上达9051ind10cm-2,而蓟运河则达1851ind10cm-2.同一垂向分层上比较看,子牙新河小型底栖动物丰度远高于蓟运河.皮尔逊相关分析表明泥沙颗粒中值粒径、含水量、起动剪切应力和容重均与小型底栖动物密度呈显著相关.表层大量小型底栖动物的活动会促进絮团之间接触和搭接,由此增加了刚度,使沉速减小,另外,某些种类体内含水量大,会对泥沙沉降、密实过程中的脱水有抑制作用,因此,小型底栖动物的存在对絮凝泥沙的沉降、密实有着一定的抑制作用.鉴于生物与泥沙絮凝之间研究的空白,本文建议对环境、泥沙和动物直接相互关系研究应受到河流管理者的重视.
  • 摘要:城市用水的水源一般来自江河水、湖泊水、水库水、海水及地下水等.因水资源短缺日益明显,用水高峰期往往出现供水不足,但汛期排水压力较大往往导致排水故障并造成较大经济损失.通过分析城市雨洪致灾机理,提出了雨洪综合利用措施:根据城市地质条件及用水需求合理修建地下水库,在丰水期纳蓄富余水量、减少排洪压力,在枯水期通过雨洪净化设施提高水质补给城市绿化用水及工业用水,减少用水压力.
  • 摘要:本文采用和谐的加权平均通量(WAF)算法研究了浅水波方程的间断解及污染物传输问题,本文首先构造了浅水波方程和污染物扩散方程的二阶精度和谐WAF格式,然后用该算法研究了非平底河床上浅水流的溃坝及污染物传输问题,并且,将计算结果同精确解或其他文献比对,证明该方法是高精度、高分辨率,能计算真实的溃坝和污染物传输问题.表明了该算法的有效性.
  • 摘要:松滋口为洞庭湖三口中分流比最大的口门,在三峡水库蓄水后其分流分沙比发生了新的变化,其变化趋势对江湖关系演变有重要影响.本文基于2003-2010年松滋口分流分沙实测资料研究发现,三峡水库蓄水后枝城各流量级松滋口分流比增加,分沙比有增大趋势,其变化主要与口门附近干流水位、河势变化、分流角以及口门洪道自身演变特性有关,并在此基础上探讨了三峡水库调洪作用对松滋口分流量的影响。
  • 摘要:长江江湖关系中最重要的影响因素之一就是荆江三口分流分沙的变化。荆江三口是连接长江荆江河段与洞庭湖区的纽带,其分流分沙的变化对荆江和洞庭湖区的洪水、水环境、水资源利用及河床冲淤等起着决定性作用;系统分析荆江三口分流分沙变化规律对于深入研究荆江与洞庭湖关系调整规律和预测江湖变化趋势均具有十分重要意义。本文根据三峡工程蓄水前后的实测资料分析了荆江三口分流分沙的变化规律,并探讨荆江三口分流比变化趋势,得到以下结论:三峡工程蓄水以来荆江三口分流分沙比无明显变化趋势,且三口分流比与分沙比相关关系无明显变化,但荆江三口分沙量大幅度地减少,其中三口五站断流天数及临界流量均基本变化不大,并基于实测资料分析成果预测荆江三口分流分沙比将不会减少。
  • 摘要:在收集和分析长江南京八卦洲河段水流泥沙及河床地形资料的基础上,利用河工模型试验的技术手段,对调整两汊分流比以增强和改善左汊水动力条件的三类整治工程措施,即洲头导流--导流堤、限制右汊--右汊潜坝和护底以及减小左汊阻力和扩大过流能力--左汊口门切滩、疏浚、扩卡的三大类整治措施进行了初步研究。研究结果表明,洲头导流堤方案对增强左汊水动力条件的效果最好,潜坝次之,左汊内切滩、疏浚、扩卡的效果相对较差。
  • 摘要:本文基于温排水物理模型相似关键条件,采用较先进的设备和测量仪器,建立了红沿河核电厂二期工程温排水物理模型,试验从三维空间角度详细研究了电厂温排水对受纳水体的温升影响,试验过程中,进行了严格的试验质量控制,保证模型关键相似条件.通过对受纳水体表面温升、排水口轴线方向的垂向温升分布和定点垂向温升分布的研究分析,得出可靠结论,排水口附近水流掺混程度较强,水温降低较快,排水口近区温降为3~5℃,远区水面温降相对较慢,1℃温升等值线没有影响斑海豹保护区.为水环境保护提供了科学依据。
  • 摘要:核电厂重要厂用水系统通常采用鼓风式机械通风冷却塔,以满足核电厂对重要厂用水系统设备的安全性及抗震的要求.本文以Fluent软件为手段,对其重要厂用水系统鼓风式机械通风冷却塔不同塔型条件下的空气动力特性进行3D了数值模拟计算,对冷却塔的尺寸进行了优化设计研究.结果表明,填料安装高度对鼓风式机械通风冷却塔整塔阻力影响不大,但会影响填料断面风速分布均匀性,填料安装高度越低,风速分布越均匀;出口收缩段的高度越高,整塔阻力越小,但风速分布越均匀。
  • 摘要:在进行水电站引水枢纽工程设计时,合理地布置和运用电站排沙建筑物排沙,对于水电站工程的安全运行和效益的正常发挥至关重要.本文结合国外某水电站引水枢纽工程,通过物理模型对水电站首部枢纽排沙建筑物的布局以及排沙效果进行了研究,研究表明,该水电站工程的第1道排沙布局中,设置的4条排沙管对减少取水闸进沙有一定效果,但是范围有限。冲沙闸运用,排沙效果明显,基本可以排出取水闸前淤沙。该电站的排沙布局及排沙方式可供同类工程参考。
  • 摘要:变电站主接线方案的质量水平高低,直接关系到电力系统的安全可靠性.由于变电站电气主接线方案评价中存在一些不确定性因素,导致常规评价体系所获得的结果可能与实际情况相差较远.将模糊理论引入到变电站主接线方案评价体系中,利用专家知识设置层级因素权重,对变电站主接线方案进行系统评价.评价结果表明,该方法具有算法简单、计算量小等优点,可对变电所电气主接线方案作出客观而准确的评价和选择.
  • 摘要:本文从最新提出的"动力潮汐能(Dynamic Tidal Power)"概念出发,提出了"相差潮汐能"的概念,本文主要内容是进行异步相位潮汐能发电的水力特性理论研究,目的是通过商业软件模拟中国沿海的潮汐能大坝设置并进行多参数研究,探求不同参数下的DTP大坝对潮流动力特性的影响。在数值计算的基础上,结合理论分析和经济性考量,选择出最优化的坝体设置方案.本研究为潮汐能大坝的可行性研究进行了深入的探索。研究发现,Y型坝体比I型和T型坝体更能发挥聚波作用,而当Y型支坝与主坝夹角约为450、长度与主坝长度接近一致时,既得到较高水头差,又比较经济,工程建筑施工也较为可行,是比较理想的潮汐坝坝型选择。
  • 摘要:近些年来,人类对传统资源的过度利用和依赖逐渐引发了全球性的能源危机,因此对能源结构进行战略性调整,开发利用新能源和可再生能源成为人类21世纪可持续发展的必由之路。海洋波浪能便是一种分布广、能流密度大的清洁可再生能源。本文对振荡式波浪能采集浮子进行了优化研究,该研究是基于微幅波理论和牛顿第二运动理论及结构,流体耦合条件,分析了浮子物理几何参数、波要素和阻尼系数对波浪能采集浮体的波能转换效率的影响,在阻尼力作用下,对振荡浮子的尺寸、外力因素和波浪要素进行了优化计算,从而得到浮子的优化尺寸和外界因素与波浪要素的优化条件。
  • 摘要:本文给出了目前水环境评价工作中常用的内梅罗指数法、模糊综合评价法、灰色关联评价法、聚类分析法和主成分分析法5种水质评价方法的基本原理,并运用这5种方法分析了南四湖入湖河流的水质状况,通过对比分析评价结果,阐述了各个方法的优缺点,为合理选择水质评价方法进行评价工作提供参考.
  • 摘要:微孔曝气通过水面下放出气泡使氧溶于水中,此方法广泛用于水产养殖等领域.单膜模型、双膜理论、浅渗理论与表面更新理论被用来探讨氧的传质机理.微孔曝气性能主要存在四个评价指标,即:实际标准氧传递效率(SSOTE)、氧的传质数(NT)、氧的传质率(KLα20)和气水比(λ).分析表明气水比与其他传统的性能评价指标对微孔曝气系统性能优劣定性的评价结论是一致的,但气水比计算过程更为直观简便.ASCE传质模型、ASCE传质模型与两区域传质模型、离散-气泡模型与最优气泡群理论模型在微孔曝气系统中被广泛应用.最优气泡群理论模型为低耗高效的方案提供了较好的理论依据.对在这一领域的进一步研究具有参考意义。
  • 摘要:本文依托于某水电站消力池防护结构的水动力特性研究,在水弹性模型试验的基础上,对边墙进行水动力荷载响应测试.同时结合有限元模型对边墙动力响应进行数值计算,进而评价其安全稳定性.结果表明:边墙的主要振动为低频强迫振动,与边墙结构的自振频率相距很大,不会发生随机共振,但边墙局部动应力偏大,在进行结构设计时应采取适当措施予以加强.通过对模型试验与数值分析数据对比,得出结果吻合良好,说明了用数值模型进行消力池边墙动力分析是可靠的.本文的成果有实际的应用意义,可为今后类似工程提供参考依据.
  • 摘要:其培水电站泄水建筑物由左岸7孔表孔溢洪道和右岸2条泄洪洞组成.其泄水建筑物具有作用水头高、单宽流量大,出口流速高、泄洪功率大等特点,水力学综合指标已超过中国最高的面板堆石坝水布垭水电站,在国际上位居前列,泄洪消能问题十分突出.通过水工模型试验,对泄水建筑物的主要水力学问题,如溢洪道进水渠水力特性、流态、流速和下游冲刷等进行了研究探讨,提出了对设计方案的修改建议以及改善泄水建筑物水流特性的具体措施,由于下游无压渐变段观察到水流撞击洞顶现象,表明其进口体型需进一步优化,另外还建议结合溢洪道轴线及出口体型进行改进,还可以论证下游预挖消力塘方案的可行性。
  • 摘要:渠道输水工程PI控制参数的整定一直是渠道控制的难点.将渠池体积作为控制目标,给出PI控制的整定算法.首先给出渠池控制系统的幅值裕度和相位裕度,基于渠道控制的ID模型,对南水北调中线干渠的PI控制器进行了参数整定.然后,利用整定后的控制器的控制参数,基于圣维南方程的频域精细积分算法计算渠池的频域传递函数,通过伯德图得到渠池的幅值裕度和相位裕度.通过将给定的幅值裕度和相位裕度与伯德图得到的幅值裕度和相位裕度的对比,发现两者相差较大,说明基于ID模型的控制参数整定过程误差较大.根据渠池在频域上表现的特性,可以划分为两类:长渠池和短渠池.长渠池可以应用PI(Proportional Integral)控制器,而短渠池由于共振模态的存在,需要应用PIF(Proportional Integral Filter)控制器.研究给出了控制参数对幅频和相频特性曲线的影响规律,可以指导控制参数的整定过程.
  • 摘要:雾化水流是水利枢纽高速泄流时所形成的一种非自然降雨与水雾弥漫现象,往往造成局部区域高强度降雨与浓雾,其对高水头、大流量、复杂地质条件的水利枢纽安全运行构成潜在威胁.而雾流降雨潜在危害程度的影响因素很多,既有确定性的因素影响,又有非确定性因素的影响.本文采用层次分析法,充分考虑工程实际经验,对雾流降雨潜在危害程度综合评价方法进行了探讨.根据雾化降雨潜在危害程度,将其划分为三个等级.并利用香客岩水电站的雾化原型观测资料对模型进行了验证,结果与实际符合较好,表明该模型是有效的,雾化区雾流降雨潜在危害程度受多个因素影响,具有不确定性及模糊性,因而模糊数学综合评判方法是雾流降雨潜在危害程度评价分析的有效途径之一,值得推广运用,本文仅讨论影响雾化区内雾流降雨潜在危害程度的7个主要因素,其中一些因素对于某一电站某一次泄洪雾化是确定的,另外一些因素是不确定的,但一般情况下,这7个因素已能较好地反映雾流降雨潜在危害程度。对于十分特殊的问题,可适当增加考虑的关联因素,扩展评价指标体系,即可进行模糊综合分析。
  • 摘要:现代水电工程必须与生态环境相和谐,鱼道一般建在水闸或坝上作鱼类洄游时的通道,作为一项协调水电工程建设与水生物保护关系的生态补偿工程,其研究意义重大,而数值模拟作为有效研究手段之一.本文采用Standard k-ε紊流模型对鱼道三维流场进行模拟,重点研究池室底坡对鱼道流场的影响.计算结果与试验数据吻合良好,验证了鱼道流场模拟的可行性,使得流场数据更加完善,也缩短了试验研究周期.计算和试验结果表明:池室底坡0.033时过鱼孔流速偏高,降至0.02后可满足过鱼孔设计流速要求.
  • 摘要:本文给出了适合模拟泥沙沉降过程的细观尺度数值模型.其中,固体颗粒运动采用离散元法(DEM)求解,而流场运动则应用计算流体动力学(CFD)方法求解局部平均的N-S方程,流体和固体颗粒之间的相互作用通过动量交换来实现.数值计算部分首先应用本文数值方法模拟了单个固体颗粒在液体中的沉降过程,数值计算结果与实验结果非常吻合,从而验证了本文方法的精度及有效性.最后将验证后的数值方法模拟包含不同大小颗粒的泥沙悬浮液沉降过程和分离分层现象。
  • 摘要:在气候变化的背景下,黄河流域产流产沙规律也发生了改变.本文以实测资料和相关研究成果为基础,针对黄河流域多年气温和降水变化情况,结合小浪底水库运用方式、极端天气事件的频率和强度变化,综合分析了黄河输沙能力对气候变化的响应情况.结果表明:黄河流域气温在1950-1980年相对稳定、在1980--1990年逐渐升高、在1990--2000年升温明显加快、2000年以后气温普遍升高(比1950--1980年升高1℃以上);黄河流域各区间降水变化规律不统一,黄河中游区间和下游区间降水量变化具有一定的相似性,均为前期下降、后期上升过程;根据黄河下游河道水沙输移规律,分析黄河下游河道各站径流量和输沙率,结果表明黄河下游各站汛期、非汛期和全年的径流量均与各站对应时期的输沙量呈明显的正比关系,黄河下游河道各站径流量和输沙率规律总体和黄河流域气候变化规律一致.因此在现今全球气候变化条件下,在无人工影响黄河流域情况下,黄河流域径流量和输沙能力呈现总体变小趋势。
  • 摘要:针对季节性河流具有行洪断面宽大、枯水季节河床裸露、流量小的特点,本着增加城市公共活动用地,服务市民生活的原则,将现代河道治理与城市发展有机结合,提出了"河流公园"的规划概念,收集城市总体规划、水环境规划、景观规划、社会经济发展等方面的资料,对整体河道进行功能定位,并根据河道周围陆域的城市功能规划,确定河道的主要服务功能。从水文资料中筛选典型水文条件,依据实测河道地形资料,利用软件对整治范围内的河段进行形态演算,确定常流量条件下的河道主槽基础宽度和深度。根据主槽形态计算结果,结合其主要服务功能及周围陆域规划,分别进行平面及断面形态规划。本文仅就河流公园概念兴起的原因、概念进行了分析,并以具体延安为实例,对河流公园规划的总体思路及技术路线、方法、思路进行了详细的阐述,并将其应用到具体案例——延安延河河道公园规划中,通过现状和规划后对比,说明河流公园规划对提高市民生活水平和美化枯水季节河道景观具有重要意义.
  • 摘要:为获得钱塘江水质状况沿程变化趋势,对钱塘江干流杭州段和富春江段共计七个断面进行监测采样,通过使用多参数水质测定仪(美国YSI公司生产的YSI6600多参数水质测定仪)对溶解氧,叶绿素a、pH值等水质指标进行现场测定,采用国家标准方法对采集的水样进行实验室分析测定,获得氨氮,硝酸盐氮,总磷等水质指标数据.通过对获得数据的分析,得出其在五月和九月的沿程变化规律,结果表明:钱塘江水质自上游桐庐至下游七堡沿程变差,富阳段最为严重.
  • 摘要:底泥疏浚是防洪、航运和水环境治理工程中常用的工程措施.我国每年都有数以亿方的疏浚底泥产生,而且未来很长一段时间将呈持续增加的趋势.本研究分析了国外底泥再利用的相关标准与管理经验,收集比较了我国现行标准,归纳了污泥处理处置标准,在此基础上提出了以14项土壤指标、17项水环境指标为核心的底泥固化土再利用生态环境影响评估指标.
  • 摘要:天津是资源型缺水城市,特别是近几年天津地区连遇干旱,降水量减小,更加剧了天津水资源紧缺的局面.然而天津正处于社会经济的高速增长期,生产的发展、生活水平的提高和人口的增加都带来了用水需求的增加.水资源短缺日益成为天津城市发展的严重制约因素.城市供需水预测分析及对策研究是天津进行水利建设、供水规划的依据,是实现有限水资源可持续利用、水资源合理配置和调度的保障.本文在对天津市水资源及相关问题调查研究的基础上,对天津市供、需水进行预测,并分析预测各水平年的供、需水平衡问题,结果表明未来天津市水资源紧缺成为社会经济发展的"瓶颈",并为此提出保证天津市水资源可持续利用的对策,比如大力开展实施当地水资源的开源节流措施,特别是再生水利用、海水利用、微咸水利用、雨洪水资源化等非常规水源的开发利用研究,以补充常规水资源利用的不足。努力改善水生态环境,建立水资源可持续利用的保障体系。
  • 摘要:我国城市道路排水多采用管道排水,随着城市化进程的加快,传统管道排水的弊端日益明显.通过分析国内外雨水利用现状以及我国传统管道排水的主要问题,提出了在建设凹式绿地、铺设透水砖、利用蓄水池收集路面雨水的基础上修建多功能隧道的城市雨洪综合利用关键技术,防止雨洪致灾并充分利用雨洪资源。
  • 摘要:本文运用FLOW3D对无坝侧向引水口进行了水力数值模拟,影响引水比的因素主要包括引水角、引水口宽度、河道来流佛汝德数等,对此进行了模拟分析,对引水角为45°和90°的引水口的数值模拟计算结果同搜集到的试验资料结果进行了对比和验证,吻合良好,证明了数值模拟的可信性.然后利用该数值模型对无坝侧向引水口水力特性进行了三维数值模拟研究分析.
  • 摘要:长江下游分汊河道发育较多的稳定江心洲,三峡水库蓄水运行后江心洲正经历长期冲刷过程.运用遥感影像选取长江下游9个代表性江心洲,定量测算其面积变化规律和理论分析其面积萎缩机理.江心洲出露水面的面积变化可近似表征洲体演变过程,面积变化是水位变化和冲刷蚀退量的函数,推导因径流量减少扣河床下切引起水位变化的表达式.大通水文站2011年的径流量相对于三峡水库2003年蓄水前多年平均值减小约9.5%,平匀含沙量减少64.8%,由河床冲刷下切引起河道水位下降的贡献大于比径流量减少.2003-2010年长江下游的8个代表性江心洲的面积均呈现减少趋势,官洲面积有所增加,可能与水位下降过多有关.1999年至2010年,安庆河段的玉带洲出露水面的面积已萎缩11.1%,萎缩过程以洲头冲刷为主.
  • 摘要:本文针对晋阳湖作为太原市第一热电厂循环水冷却池的湖面散热能力进行了计算研究.运用数学模型对电厂典型月份运行工况下湖区水温变化过程进行模拟,并采用电厂取水口实测水温数据与计算结果进行对比,两者吻合良好.研究表明,现有湖面散热能力在夏季有所不足,当气温超过29℃时仅可保证一台机组正常运行,若将电厂取水入口置于湖区南岸附近,可望进一步降低取水水温.
  • 摘要:平原地区地势平坦,水流往复,汛期暴雨往往会造成严重的洪涝灾害.对平原河网开展基于降雨径流的水动力模拟有着重要的意义.本文以苏州地区为例,运用MIKE11建立区域的河网水动力及水文模型,水动力模型的参数采用研究区域枯水季节的实测资料进行率定.根据研究区域雨量站的位置划分子流域,运用NAM模型计算各子流域产流量,并通过GIS的空间分析,将各子流域的产流汇入到距离最近的河道,实现区域的产汇流计算,最终通过水动力模型与水文模型的耦合率定得到各子流域的NAM模型参数.本文建立的水动力及水文模型参数有较为广泛的通用性,可用以解决平原河网地区类似水动力及水文分析计算问题.
  • 摘要:本论文尝试将中国传统农历历法引入到冰情预报中.对于在建中的南水北调工程,沿途没有可以利用的水文资料,仅能利用的预报信息就是各城市的气象资料,所以得到精确预报较为困难.为了提高预报质量,把中国二十四节气应用到冰情预报中,开展调水工程冬季输水预报.采用Levenberg-Marquart算法改进的BP神经网络模型预报南水北调中线黄河以北主要城市的冬期气温稳定转负、转正日期,把立冬日作为预报中时间统计的基准点.同时把农历作为时间坐标系和阳历作为时间坐标系预报结果进行对比,前者预报合格率为88%,后者预报合格率为75%,显然农历坐标系下预报精度比阳历坐标系下预报精度高.把中国传统的24节气应用到冰情预报中,说明中国传统历法对于冰情预报及其他同气温、气候相关的预报中有重要的研究价值。
  • 摘要:本文针对糯扎渡水电站,考虑复杂的库区地形边界,利用三维数值模拟研究了下泄水温的变化,探讨了不同进水口开启组合对于下泄水温的影响。为减免水电站下泄低温水对下游河段生态环境的影响,国内外许多水电站采用分层取水方案.结合糯扎渡水电站叠梁门取水方案,针对进水口前库区复杂的地形边界,建立了进水口分层取水下泄水温的三维数值模型,数值模拟结果得到了物理模型试验结果的验证.数值模拟结果表明,当单口引水流量不变,不同组合的进水口开启时,对下泄水温的影响很小.通过开启不同进水口不能实现对下泄水温的调控作用。
  • 摘要:模拟堆石混凝土施工过程中自密实混凝土在堆石体中的流动填充过程,对优化施工方案、提高施工效果有着重要的应用价值.本文将自密实混凝土流动填充过程模化为单相均质的高粘度牛顿流体的三维带自由表面流动问题.采用VOF方法追踪三维自由表面.通过数值计算结合V形漏斗实验,确定了自密实混凝土的下落时间与粘性系数之间的关系,进而将高粘度牛顿流体模型应用于模拟自密实混凝土在L形箱中的填充过程,并与前人实验结果和离散元计算结果进行了对比分析.结果表明,采用高粘度牛顿流体模型能够较好地模拟自密实混凝土的填充流动过程.相比离散元模拟方法,采用连续介质模型模拟可很大程度上减小计算量,因而可进一步应用于实际工程中的堆石混凝土施工仿真。
  • 摘要:云计算以其独到的数据管理及存储技术、虚拟化技术和平台管理技术,迅速引发IT行业的革命.如今,云计算已经从一种未来信息技术的愿景变为信息技术与业务相结合而引发的突破式创新推动力,并开始融入企业最基础的日常运营工作中.云计算的落地,无疑为水信息学的研究工作提供了新的思路.随着社会对水信息学科要求的日益提高,传统的研究方式在数据管理、计算能力等方面已显现出不足.本文从当下云计算的发展实际出发,以建立私有云的观念,首次提出"云水文"的观点,并对云环境下的水信息研究工作提出了初步设想,笔者对其持乐观态度,认为云计算的发展给水信息学研究带来了新的契机,不仅包括新的数据存储技术,更包括新的计算和分析模式。云环境下的水信息分析将变得更加高效快捷,为未来水信息需求的进一步提高提供强大的技术支撑。社会发展对水信息学提出更高的需求,对水文信息的要求更加精确且更具有现势性,云计算与水文研究相结合成为解决海量数据存储和高效计算问题的有效途径,可以预期"云水文"和相应平台将得到快速发展和广泛应用。
  • 摘要:本文采用三维波浪绕射辐射程序对一种做垂荡运动的波浪能泵装置在有无负载作用下的运行特性进行了数值分析,得到了在相同浮体水平截面面积情况下采集浮体长宽比和吃水深度对波浪能泵采集浮体的垂向波浪激励力、振幅响应算子、附加质量、附加阻尼和波浪能转换效率的影响规律,并研究了活塞泵半径对波浪能泵装置的最优负载压强和转换效率的影响,以效率最优原则确定了满足我国南海海域典型波浪条件和海水淡化所需压强的最优装置尺寸,此时该波浪能泵转换效率为27.34%。
  • 摘要:某尾矿工程库内排洪系统较复杂,排洪竖井落差大,库底排洪隧洞管线长,隧洞内流速大,消能难度大。根据《选矿厂尾矿设施设计规范》(ZBJI--90)等相关要求,需开展水工模型试验,验证排洪构筑物的泄洪能力,并研究可能存在的水力问题等。本文对某尾矿库的排洪系统进行了水力模型试验,通过各种典型工况对排水井及泄流隧洞的水力特性进行了试验,对其过流能力及可能存在的问题进行了研究,框架式排水井的泄流能力与进流位置有关,竖井消能应当以最高水位为控制工况进行试验,即顶部全周溢流的高水位工况,泄洪隧洞随着使用年限的增长,边界糙率会加大,影响泄流能力,因此尾矿库的泄洪设计必须要有一定的安全余量。
  • 摘要:在分析三峡后续工作生态环境保护的意义和作用的基础上,进行了做好三峡后续工作生态环境保护的思考,提出了做好三峡后续工作生态环境保护的6条对策:提高认识,加强领导,建立健全三峡后续工作生态环境保护机制;加强科学规划,完善政策扶持及保障措施;创新工作思路和方法,狠抓重点,提高后续工作生态环境保护效益;运用科学技术,创新发展理念,加快建设生态三峡;加强科学研究,帮助解决后续工作生态环境保护重大问题和新问题;加强宣传和培训,提升全社会生态文明意识和自觉行动.
  • 摘要:针对中小河流水资源脆弱性评价工作中存在的河流数目众多,基础资料缺乏,分析评估任务重等难题,以哈尔滨地区为例,通过分析水资源脆弱性形成因素,建立水资源脆弱性评价指标体系.利用ArcGIS软件平台,计算哈尔滨地区水资源脆弱性指数的空间分布,绘制水资源脆弱性分布图,根据水资源脆弱性指数的大小划分为5级区.以流域为计算单元,统计其水资源脆弱性指数均值,用聚类分析法将各中小流域归为5类.参照分区和分类结果,确定哈尔滨地区中小河流水资源治理的重点区域和河流.
  • 摘要:日调节水电站下泄水流涨落频繁,非恒定流特征明显.在枯水期,水电站日内间歇式运行,产生短周期的流量水位波动,将对下游河道的生态环境产生有显著的影响.在调峰水流影响下,生境类型随时间变化频繁,水生生境呈现时空破碎化,生境类型减少及生物量下降.本文以牡丹江石岩电站(日调节性能的河床式电站)为例,运用纵向一维水动力学模型,对电站调峰非恒定流在下游110km河道的演进过程进行了模拟计算,通过分析研究了流速、水深等生境因子在不同特征断面处的变化特征和沿程变化规律,分析了生境变化特点.
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