三峡库区滑坡涌浪作用下高桩码头船舶系缆力试验研究

自2003年三峡工程开始蓄水后,库区两岸岩体由于长期受高水位的影响,滑坡的活动性显著增强。涌浪作为滑坡的主要次生灾害形式,对库区高桩码头的安全产生重大影响。本文以三峡库区万州江南沱口码头段为原型建立河道物理模型,研究水库滑坡涌浪对高桩码头船舶系缆力的作用。通过试验,得到了不同条件下的试验数据。经过分析,得出了涌浪作用下高桩码头船舶系缆力随涌浪传播、初始波高、水深、滑体倾角以及滑体方量的变化规律,提出了船舶系缆力的变化过程分为急剧衰减和缓慢衰减两个阶段。在此基础上,结合试验量测数据,确定了船舶系缆力的标准值。     

系泊系统动力分析的时域方法

采用准定常时间域方法分析了在风、浪、流联合作用下海上系泊系统的运动及动力特性，在每一时间步系泊力由准静态方法得到，得到船舶运动时历后，采用推广的三维集中质量法求得锚链的动力特性，在计算船舶的静水恢复和Ｆｒｏｕｄｅ－Ｋｒｙｏｌｖ力时，计及了瞬时湿表面变化引起非线性作用。     

船舶表面的滑坡涌浪爬高特性试验研究

水库两岸的岩石块等滑坡体滑落入水后,引起的滑坡涌浪常常会造成各种安全生产事故,严重威胁航行安全和国民经济.为揭示涌浪传播至船舶附近时的爬高特性,以三峡库区为研究对象,结合滑坡涌浪进行物理模型试验,制作概化滑坡体,利用浪高仪分别采集河道中两个船模表面附近的四组涌浪数据.试验结果表明,涌浪受船模、河岸等障碍物阻拦后的回流波与初始波叠加后,在船模表面附近的部分观测点产生了二次、三次波峰,会对行船稳定及安全造成二次危害.总结出在不同位置的船舶附近各观测点的涌浪爬高特性,根据其最大波峰、波谷等数据,为船舶航行安全预防性措施提供理论支持.     

风、浪、流联合作用下系统系泊力的时域计算方法

为解决海洋工程中系泊系统在风、浪、流联合作用下系泊力的计算问题 ,在时域内建立了一种计算防风水鼓系泊系统系泊力的方法。在分析波浪荷载时 ,使用了设计波法和非线性 Stokes五阶波 ,并由经验公式求出了船舶的风、流作用力。由准静态方法计算了初始条件后 ,在忽略了锚链和水鼓动态效应对船舶运动的影响的条件下 ,求解了系泊力和船舶的运动时历。再由二维集中质量法建立了锚链和水鼓的数学模型 ,用 Houbolt方法求解了锚链和水鼓的运动方程 ,并对系泊力进行了修正。模拟计算结果与经验公式计算结果吻合较好 ,且模拟计算的时域特征表现突出 ,建立的时域计算方法可用于防风水鼓系泊系统的系泊力计算     

山区河道型水库滑坡涌浪对岸坡冲刷深度的研究

三峡库区滑坡频发,滑坡产生的涌浪经常对库区岸坡造成破坏。通过山区河道型水库滑坡物理模型试验,研究不同产状滑坡产生的涌浪对三种不同组成粒径岸坡的最大冲刷深度。通过分析首浪高度与滑坡体宽度、厚度以及滑面倾角的关系;涌浪沿程衰减规律;岸坡最大冲刷深度和岸坡前涌浪高度的关系;运用回归分析得到首浪高度经验计算公式、沿程涌浪衰减公式、岸坡最大冲刷深度的经验计算公式。最终得到受滑坡体产状以及滑坡入水点到岸坡距离影响的岸坡最大冲刷深度经验计算公式。研究成果可为三峡库区岸坡的维护提供相应参考。     

新型浮式系泊系统靠泊动力响应分析

以新型浮式系泊系统为研究对象,通过1∶40的模型试验首先分析无波浪作用下船舶排水量和船速等因素对浮体系泊系统靠泊动力响应的影响,并将浮式系泊系统的靠泊试验结果与相同工况下刚性靠泊试验结果进行对比分析,然后对典型海况（波高2,m,周期6,s,入射角90°的波浪）作用下的新型浮式系泊系统进行靠泊分析,得到其在不同靠泊速度下的动力响应.试验结果表明,相对于刚性靠泊,浮式靠泊的靠泊力小,吸收的能量更大.船速和船舶排水量是影响靠泊动力响应的主要因素,船速和排水量的增大将会大大增加护舷撞击力,并使浮式系（靠）泊平台产生较大的位移.由于偏心的影响,船艏首先系（靠）泊,能量大部分被船艏靠泊平台所吸收,船艉系（靠）泊平台吸能比例很小,尤其当初始靠泊能量较小时,两平台吸能差异更明显.随着船速和船舶排水量增大,船艏和船艉靠泊的时间间隔越小,两系（靠）泊平台位移及护舷撞击合力的差距也越小,船艉系（靠）泊平台吸能比例逐渐增大.     

三峡库区滑坡涌浪对趸船撞击力的影响

为研究滑坡涌浪对趸船撞击力的影响规律,通过水槽物理模型试验的方法研究了三峡库区滑坡涌浪对趸船撞击力的影响因素及影响程度。按1：70几何比尺,对三峡库区某河段、滑坡体、斜坡式码头、趸船及船舶进行模拟。探究趸船撞击力随不同方量滑坡体、同方量不同截面形态滑坡体、不同河道水深、初始波高或周期等众多因素的变化规律。研究结果表明：趸船撞击力随滑坡体方量的增加而增大,并且同方量不同截面形态的滑坡体影响趸船撞击力的历时变化。而河道水深变化对于趸船撞击力的影响程度并不大,且正常蓄水位对力有一部分削减作用,相比较汛期防洪限制水位与枯水期消落水位对趸船的撞击力的影响更大。趸船撞击力随初始波高及周期的变化呈现跌宕起伏的波动变化,不同时间段变化趋势有所不同。除此之外,试验发现靠泊船舶与趸船两者撞击力最大值出现的时间同步,船舶撞击力也是影响趸船撞击力的一大因素。最终可根据对以上影响因素进行归纳,并通过多元回归分析得到靠泊船舶撞击力和趸船撞击力的计算公式。为今后预估滑坡体发生坍塌时,斜坡式码头稳定性受趸船撞击力的影响程度提供参考。     

开敞式码头汨位长度优化试验研究

通过系泊船舶物理模型试验,在不同泊位长度和带缆方式下,针对目前世界上最大的26.6×104m3液化天然气运输,船进行了多种环境荷载作用下缆绳张力及船舶运动量的研究.以减小系泊船舶运动量和均化各缆力为优化目标,对开敞式码头泊位的不同长度方案及LNG船舶系靠泊状态时的运动量和系缆力进行了分析,提出了泊位长度的优化方案,为码...     

梨园库区某滑坡评价与涌浪预测计算

针对库区滑坡失稳及滑体高速入水引起的涌浪可能对库岸安全及水库运行造成的危害,以金沙江梨园电站库区草可都滑坡为例,应用有限元分析软件计算出该滑坡在库水位升降条件下的稳定性,运用能量法及潘家铮涌浪计算理论对其滑速、初始涌浪及沿程涌浪高度进行了计算.计算结果表明,草可都滑坡整体失稳时引起的涌浪会威胁到对岸各基河电站的安全,但对下游坝址的影响很小;局部失稳时,涌浪对对岸电站厂房及坝址的影响都很小.     

船舶撞击锚泊防撞系统的能量平衡关系分析

为了研究船舶撞击锚泊防撞系统过程中的能量平衡关系,根据动能定理和锚链力求解方程,计算船舶正面撞击锚泊拦阻系统时锚泊系统的动能和力做的功,主要考虑船的动能、锚与海底的摩擦力做的功以及锚链力做的功.在模型实验的基础上进行分析计算,结果表明,船舶的动能变化量基本上等于摩擦力和锚链力做功之和.说明摩擦力和锚链力做功抵消船舶动能可以作为拦阻系统初步设计的基本条件.     

船舶锚泊操纵运动预报与分析

结合船舶操纵模拟器的开发,建立了船舶锚泊操纵运动数学模型,以预报分析船舶在锚泊操纵全过程中各种动态运动响应.提出了一种较为合理的锚抓底力的数学计算模型,并计入抓底走锚等影响,给出了具体的数值计算方法.整个模型包括：水面船舶采用MMG模型来进行建模,并计入低速时水动力的影响;水下锚链因其运动是一种三维动态运动,采用针对海洋缆索系统的集中质量法来描述其运动;锚自身因其尺度很小,在确定其抓力的基础上将其视为锚链的一个节点,溶入到锚链的运动控制方程中去.最后,应用该模型对一水面船舶进行了锚泊操纵运动计算,并对比分析了不同情况下的锚泊操纵性能,给出了一些规律性的定性结论.     

基于三角模型的三峡库区（重庆段）土地利用系统健康评价

针对三峡库区蓄水前后土地利用结构紊乱、城市发展与生态保护矛盾突显的问题,提出通过土地利用系统健康评价来有效引导土地合理利用,提升土地资源长期效益;从土地利用系统健康基本内涵出发,构建基于三角模型的评价指标体系对库区重庆段进行实证分析;结果表明:2000—2017年三峡库区(重庆段)土地利用系统健康状态不断提高,整体变化过程为"不健康-亚健康-初级健康";系统健康状态的空间特征整体表现为渝西及渝东南高于渝东北;健康状态的变化趋势整体良好,主要以初级健康(T1、T3)的变化趋势为主;研究结果可反映本区域土地利用系统健康状态的发展态势,实现土地利用系统内部良性运行。     

三峡库区土家族非物质文化遗产的开发研究

三峡库区土家族拥有灿烂的历史文化,其非物质文化遗产内容丰富多样,并拥有重要的研究价值。三峡库区土家族非物质文化遗产目前面临消失、濒危、变异、衰退等状况,亟待保护与传承。三峡库区土家族非物质文化遗产应该在充分保护与传承的基础之上实现产业化开发与可持续发展。     

三峡库区消落带滑坡稳定性分析中的力学问题

针对三峡库区消落带特殊的地质环境,在系统分析作用于滑坡体上的力系以及滑坡体受力状态随库水位变化而变化的规律的基础上,研究了水库消落带库水位周期性变化对岩石变形特性演化规律的影响,提出了旱季（天然状态）、雨季（暴雨或长期降雨状态）、旱季＋175m库水位、雨季＋175m库水位、旱季＋地震、雨季＋地震、旱季＋175m库水位＋地震、雨季＋175m库水位＋地震、旱季＋库水位由175m下降至145m、雨季＋库水位由175m下降至145m等10种典型计算工况及其相应的作用荷载体系,建立了三峡库区水库消落带滑坡稳定性分析评价方法。其研究成果为探索处于三峡库区水库消落带地质环境的稳定性分析评价方法和确定三峡库区库岸边坡整治工程设计方案奠定了基础。     

重庆三峡库区生态功能区划研究

生态功能区划是实施区域生态环境保护建设和科学管理的基础.以长江三峡库区(重庆段)沿江区域受库区蓄水影响的23个区县为研究对象,确立能够反映生态功能区划的目的、区域分异规律、区域生态环境特征和范围的指标,采用定量分析(系统聚类方法)和定性分析(图形叠置法)的方法,将重庆三峡库区划分为6大生态功能区.为重庆三峡库区的生态系统管理提供初步的管理框架和尺度范围.     

1998—2020年三峡库区最大1h降水的时空变化特征

以年、月最大1 h降水强度及其发生时间为指标,采用趋势检验、周期分析、经验正交函数和降水过程综合强度评估方法,分析了1998—2020年三峡库区最大1 h降水的时空变化特征。结果表明：库区年最大1 h降水发生时间有每隔约10 a前移至汛前的现象,主汛期7月最大1 h降水强度有8 a的循环周期;与2010年以前比,2010年后的库区强降水落区表现出自上游向坝址迁移的走势;若最大1 h降水强度相近,则降水持续时间长、覆盖范围广的降水过程,综合强度更高,对防洪安全影响更大。     

三峡库区发展低碳文化研究

在阐述三峡库区发展低碳文化意义的基础上,分析了三峡库区发展低碳文化面临的挑战,提出了三峡库区发展低碳文化的有关对策和建议：切实转变思想观念,牢固树立低碳文化意识;健全政策法规,推进低碳制度文化建设;大力发展库区低碳产业文化;努力发展农村低碳能源文化;认真发展低碳技术文化;加强管理,促进库区文物保护的低碳化;发展以低碳文化为特色的旅游业;依靠低碳科技进步加强生态环境保护和建设;凝聚共识,共同实施和发展低碳文化。