沉井基础在水利工程中的应用

近几年来,在钱塘江下游两岸的水利工程中,采用沉井作水工建筑物的基础已广泛应用,并取得了较好的技术经济效果。雄伟壮观的钱塘江涌潮,闻名世界。在涌潮极强的动力条件下,它对海塘及其他水工建筑物的破坏很大,钱塘江两岸的粉砂土地质,给水利工程施工也带来较大的困难,基础开挖经常遇到大量流砂和坍坡,致使基础无法施工。水工建筑物的基础还经常受洪水和涌潮冲刷的威胁。省钱塘江工程管理局工程队,于1969年在萧山左山湾首先采用沉井作海塘丁坝坝头保护获得成功以后,萧山、绍兴、上虞和余杭等县先后将沉井用于小型水闸、电力排灌站     

桩式丁坝局部冲刷深度试验研究

针对桩式丁坝局部冲刷特性及其最大冲刷深度,在总结前人研究的基础上,进行了桩式丁坝清水冲刷动床试验.试验中挑角范围在30—135°之间,透水率范围在0—40%之间,通过试验分析了其冲刷坑形态,冲刷深度影响因素和机理.研究结果表明:桩式丁坝局部冲刷坑呈"V"形槽状,最低点位于桩根附近,整个冲刷槽最大冲刷深度位于坝头,由绕坝水流所导致.冲刷深度随河宽缩窄率增大而增大,随透水率增大而减小,正挑时丁坝的冲深最大,同时还与Fr和床沙级配有关.最后,通过量纲分析建立了非淹没桩式丁坝局部最大冲刷深度的计算公式,该式将桩式丁坝冲刷深度与其影响因素直接联系起来,能够定量反映其影响规律,其计算结果与试验数据符合良好,可为实际工程设计提供参考依据.     

桩柱式双丁坝局部水流结构及冲淤规律的试验研究

桩式透水丁坝是一种新型河道及航道整治建筑物,本文针对桩式透水丁坝群中对水流影响最大的前2座丁坝分别进行定床和动床模型试验,在前人研究的基础上,主要分析透水率的变化对双丁坝流场分布的影响规律,并运用Surfer软件绘制了河床地形图,探讨透水率变化对双丁坝局部冲淤的影响规律,发现第2座丁坝坝根附近的横向冲槽、坝头冲刷深度和坝后淤积体在发生程度上均弱于第1座丁坝;随透水率的增大,2座丁坝的坝头最大冲刷深度均减小,同时两坝间的淤积作用也减弱,不利于护岸促淤,推荐透水率为30%。     

高拱坝水舌作用下水垫塘流场的二维数值模拟

应用RNGk-ε紊流数值模型,采用二维VOF方法,对溪洛渡拱坝表孔泄洪和表深孔空中碰撞泄洪两种工况下的水垫塘流场进行了数值模拟,给出了水舌从空中抛射或碰撞,下泄至水垫塘并发展到塘内流动稳定的全过程以及流动稳定后的水垫塘流速矢量和底板压强分布图、水垫塘底板最大压强和近壁最大流速的脉动过程.计算结果与溪洛渡相应的实测值以及其他文献计算的最大底板压强和近壁流速吻合较好,说明数值计算方法合理且结果可靠.     

碎石桩加固土质边坡的机理及稳定性评价

云南省华电镇雄电厂边坡的工程地质条件复杂,软弱夹层较多,地基土体基本处于饱和状态,抗剪强度较低.由于以上的工程实际,设计采取碾压堆石压坡的工程措施,局部辅以振冲碎石桩置换,以期对坡体的受力、变形和稳定性等进行改善.利用FLAC3D软件对镇雄边坡的碎石桩加固过程及碾压堆石压坡填土过程进行了三维数值仿真分析,并分析了碎石桩加固土质边坡的机理.考虑复杂地基与碎石桩、挡土墙之间的相互作用,以及碎石桩加固后的排水情况,采用分级加载的方式模拟边坡的填土过程,通过坡体的应力、位移对比,定量分析了碎石桩加固措施的效果.基于强度折减法,采用结点位移法评价边坡的稳定安全状况.计算结果表明,采用碎石桩加固并进行排水后,提高了土体材料的力学性质,减小了孔隙水压力,边坡的受力得到了较大的改善,变形得到了控制,边坡的稳定性较好.     

高拱坝下游水垫塘内流场的数值模拟

运用带自由表面的三维k-ε气液两相紊流数学模型,采用质量分配的方法概化由于设有齿坎且高程不同的泄洪表孔而形成的复杂水舌形态,模拟了某水利枢纽水垫塘内斜向淹没冲击射流形成的气液两相流场,计算得到的底板时均压力分布与物理模型试验实测结果符合较好.通过数值模拟给出了水垫塘内斜向淹没冲击射流流态和纵横断面上的水气体积分数分布.数学模型弥补了模型试验对水垫塘内部水流流态及有关重要水力学参数难以观测与测量的不足,有助于分析判断泄水建筑物布置的合理性与水垫塘的消能效果.     

高坝水舌作用下水垫塘流场的数值模拟

水垫塘是一种消能防冲结构,它的稳定性是其在高水头、大流量作用下能否安全运用的关键技术之一。本文结合溪洛渡拱坝,用数值模拟的方法模拟了二维水垫塘内的流场特征以及水垫塘底板的压力分布。根据数值模拟结果,提出水垫塘底板分区进行结构设计的方案。     

高坝水舌作用下水垫塘流场的数值模拟

水垫塘是一种消能防冲结构,它的稳定性是其在高水头、大流量作用下能否安全运用的关键技术之一。本文结合溪洛渡拱坝,用数值模拟的方法模拟了二维水垫塘内的流场特征以及水垫塘底板的压力分布。根据数值模拟结果,提出水垫塘底板分区进行结构设计的方案。     

反拱水垫塘单底板块振动特性的理论分析与试验研究

对反拱水垫塘的单底板块振动进行了理论分析,提出了单底板块自由振动的最大位移公式、底板块振动分区及近壁流场的划分依据;得出反拱水垫塘底板块动力特性优于平底板块;得到反拱水垫塘单底板块振动位移的特性及特征量的沿程分布规律,提出单底板块振动沿程分为强振区和弱振区,对反拱水垫塘破坏机理的研究具有重要意义。     

沿海滩涂稳定性的长系列遥感定量分析方法

滩涂稳定性尚无规范的分析方法与标准.本研究以江苏岸外辐射沙脊群大面积滩涂为对象,利用近多年低潮滩涂水边线遥感信息和GIS的空间分析功能,采用低潮滩涂的遥感重现率,研究滩涂稳定性的遥感定量分析方法.滩涂低潮遥感重现率与滩涂稳定性的关系是:重现率愈高愈稳定,愈低愈不稳定.根据近40年遥感信息,定量地确定了辐射沙脊群海岸滩涂稳定性系数的时空分布及变化,其中东沙滩涂稳定性最好,高泥次之,条子泥稳定性最差.结合条子泥—高泥—东沙原100万亩围垦规划,评价了这3个匡围区滩涂稳定性,东沙最好,条子泥次之,高泥最差.基于低潮遥感重现率的滩涂稳定性方法可为沿海滩涂研究、开发与保护等提供参考性分析方法.     

广西沿海红树林养护海堤的生态模式及其效益评估

传统维护海堤的模式周期性地破坏红树林、红树林滩涂及光滩的沉积物，加剧台风暴潮时海堤的险情。从围垦地取土方加固海堤，堤外滩涂便于红树林的恢复和营造，在堤内挖掘形成的养殖沟可发展半咸淡水养殖。这种生态维护模式极大地增强了海堤抗台风暴潮的功能，产生的效益比传统模式的高１０倍。生态维护模式的规模是恢复红树林５９．２４ｋｍ，面积５２９．４ｈｍ２；营造红树林３９４．６ｋｍ，面积３９４５．８ｈｍ２；养殖４５３．８４ｋｍ，面积２２６．９２ｈｍ２。对生态养护模式建设中的一些管理问题提出建议。     

苏北南部淤泥质岸滩稳定性分析

选择年平均高潮位、年平均含沙量、潮滩宽度、潮滩平均坡度、潮滩滩高、年淤高率、年淤进率作为7个指标因子,利用主成分分析方法分析苏北南部岸滩的冲淤变化状况,并划分该岸段的岸滩稳定状态。结果表明,控制苏北南部淤泥质海岸稳定状态的主要因子是泥沙含量、潮滩宽度及其潮滩的年淤进量,潮滩坡度是次一级的指标。苏北南部淤泥质海岸可分为稳定淤涨型、侵蚀不稳定型和基本稳定型三种状态。     

错口丁坝在水流中的相互作用

通过水槽实验和理论上的分析推导，得到了错口丁坝的主流流场和压强场变化规律，导出了丁坝错口布置状态下，上游的最小回流长度，从而揭示了错口丁坝间相互作用、相互影响的机理，为进一步探讨丁坝群的回流尺度提供了一个基础性的方法和思路。     

围海工程堵口水力仿真计算中设计潮型插值方法

在围海工程堵口水力仿真计算中,设计潮型插值问题较为突出,影响计算结果.采用抛物插值和3次样条插值法,对同一组堵口设计潮型进行插值,对比拟合效果.结果表明,抛物插值有明显间断,3次样条插值则能较好地模拟出堵口设计潮型的连续波动过程,提高了围海堵口水力仿真计算的精度和稳定性.     

斜井井筒附近水力裂缝空间转向模型研究

在斜井井筒附近应力场分布复杂,往往造成水力裂缝转向。基于最大拉伸应力准则和拉格朗日极值法,建立了斜井井筒附近水力裂缝空间转向模型,用于分析三向地应力和井筒内压作用下斜井井筒水力裂缝的起裂位置和扩展形状。根据此模型,编制了数值计算程序。对长、宽、厚均为300mm的岩石试样在真三轴水力压裂模拟装置上进行了物理模拟,模型计算结果与物理模拟结果基本一致。模拟计算和物理试验结果表明,斜井井筒附近确实存在水力压裂裂缝空间转向的现象。斜井井筒附近水力裂缝的空间转向大致发生在3倍于井筒直径的范围内。     

长江口北支的涌潮及其对河口的影响

根据限产踏勘，实测并结合历史资料，阐述了长江口北支涌潮的发育，种类，形态和特点，并利用流体水跃现象的Froude 数判别，解释了涌潮成因。进一步研究表明，河槽束狭加大涨潮流速，河床淤浅则减缓潮波传速。北支在自然和人为的影响下，河槽不断束狭，河床逐渐淤浅是近年来涌潮发生次数增多，潮头增大的原因。随着涌潮潮头的推进，大量水沙上溯，这对北支和南支上段的滩，漕变化和河口环境有着深刻的影响。     

错口丁坝回流尺度的研究

通过理论分析和水槽实验，阐述了错口丁坝间相互影响的机理，得到了错口丁坝的回流长度、回流与主流的分界边线及其最大宽度公式。     

基于地学信息图谱的珠海淇澳岛土地利用格局分析

利用珠海淇澳岛1996、2003、2009、2013年4期高分遥感影像数据，通过遥感解译得到19962013年土地利用的基本情况，运用GIS技术及地学信息图谱基本理论，合成3个时段土地利用格局变化图谱，了解该区土地利用变化时空分布格局. 研究结果表明淇澳岛在19962013年的土地利用发生显著变化:(1)从总体变化趋势来看，在19962013年，林地、建筑面积都有所增加，新增面积最大图谱单元是林地，面积为492.3 hm2，主要来源于滩涂与海域，集中分布在岛屿西北角红树林自然保护区；其次是建设用地，面积达143.38 hm2，主要来源于裸地与灌木林地. 研究区域范围内海域、滩涂与裸地呈减少趋势，海域主要转换为滩涂，滩涂主要转化为林地，裸地主要转向建筑用地，坑塘水域变化起伏. (2)从格局变化的空间分布上看，虽稳定型占据主体地位，但岛屿西北角红树林区存在极大不稳定性. (3)从格局变化的时间分布上看，土地变化模式具有明显的阶段性，土地利用变化主要集中在19962009年，20092013年的用地格局趋于稳定.     

生态海堤理念与实践

传统海堤建设破坏了海岸原有的动植物群落和自然景观,中断了陆海过渡带的生物廊道和生态缓冲带,导致海堤结构功能单一、景观单调。针对这些问题,提出了集物理、生态和文化功能于一体的生态海堤概念,并成功指导广西防城港市西湾红沙环生态海堤整治创新示范工程一期工程的规划和建设。本文总结了生态海堤建设时前期调查的一般步骤、空间规划时应遵循的一些科学原则,评估了生态海堤景观与防护功能的提升效果,分析了生态概念性规划被实际采纳率不高的原因,给出了今后生态海堤建设的选址建议。     

温州潮间带大型底栖动物资源调查与分析

为揭示温州潮间带大型底栖动物资源现状,于2012年秋季在温州潮间带设6条断面进行调查,对大型底栖动物种类组成、数量分布、优势种、多样性及ABC曲线特征进行分析,结合春、秋季历史调查资料综合分析资源现状。结果表明:(1)共鉴定出大型底栖动物16目、31科、45种,以甲壳类与软体动物为主。(2)生物量与丰度普遍较低,滩涂区各断面以甲壳类占优势,岩礁区以软体动物占优势,且岩礁区生物量与丰度均远高于滩涂区。(3)长足长方蟹在滩涂区各断面均为优势种,疣荔枝螺在岩礁区各断面均为优势种。(4)T3(苍南)、T5(洞头)断面生物多样性水平较高,群落结构受较轻干扰,稳定性较好;而T2(平阳)、T6(洞头)生物多样性水平较低,受较严重干扰,稳定性较差。建议合理利用底栖动物资源,修复沿岸海洋生态,科学管理沿岸海域资源。