黄河北干流水沙时空变化特征及协调性分析

为了解黄河北干流河段径流和输沙的时空变化规律及趋势,基于2002—2021年黄河北干流水沙数据,采用Mann-Kendall检验、突变点检验、小波分析、水沙关系协调性分析等方法,对黄河北干流河段的头道拐、龙门、潼关3个水文站2002—2021年的水沙时空变化特征进行了分析。结果表明:黄河北干流河段的输沙年内不均匀程度和集中度均大于径流,并且年内特征变化更加显著;各站径流集中期主要出现在9月,而输沙集中期主要在8月和9月;流域内水沙变化的显著突变年份多发生在2005年和2017年,可能与近年大型水利工程的调控影响相关;3个水文站水沙序列主要时间尺度对应的周期分别为13、10、9 a;黄河北干流的水沙不协调性在2008年之前主要表现为水少沙多,而在2008年之后则表现为水多沙少,其中头道拐的来沙系数始终小于0.009,一直处于水多沙少的状态。总体上,研究期内黄河北干流河段径流量在不断上升,而输沙量明显减少,且随着时间的推移水多沙少的趋势愈发显著。     

新干航电枢纽工程右岸浸没评价与控制

为预测赣江新干航电枢纽工程库区浸没范围和程度,以库区右岸为例,建立新干航电枢纽工程右岸浸没评价的地下水三维非稳定流有限元渗流模型,模拟预测在多年平均水文条件下,库区蓄水后浸没程度及范围,并对比布设防渗墙和防渗墙与减压井联合布设对计算区的浸没控制效果。结果表明:无防渗措施工况下坝址下游发生渗漏型浸没,坝址上游发生顶托型浸没,在坝址处形成浸没程度过渡带;防渗墙能够延缓浸没发生,但在275 d后仍然发生严重浸没现象,不能满足设计要求,故采用防渗墙和减压井相联合的工程措施,能够有效控制计算区浸没范围达到控制浸没要求,且防渗墙能够大幅度减小减压井排水量。     

汛期调度运行方式对径流式水电站防沙排沙条件的影响——以桐子林水电站为例

坝前防沙条件、排沙效率是影响径流式水电站使用寿命及厂房发电安全的重要因素。为研究径流式水电站在汛期采取不同调度运行方式对电站汛期排沙、防沙效果的影响,通过非工程措施改善坝前排沙、防沙条件,采用FLOW-3D数值模拟软件建立三维水沙数值模型,模拟了桐子林水电站在不同坝前来流情况下,采取不同的调度运行方案时,电站取水前池的流速、流态和泥沙输移情况。结果表明：不同的调度方案可改变坝前水动力轴线、推移质输移带走向,因此在满足电站安全运行的前提下,采取合理的调度运行方式可使电站防沙效果取得最佳;汛期电站排沙以集中开启泄洪闸排沙为宜;坝前来流较大时电站需开启冲沙底孔,关闭发电机组以保证生产安全。     

西丰水库大坝渗流稳定性分析

根据现实测资料对阳城县西丰水库大坝进行了渗流计算,得出了大坝在不同水位下的逸出点高程和渗流量,做出了大坝在各种不同工况下的浸润线,分析了大坝在不同工况下可能发生的渗透破坏,并提出了相应的建议。     

河流网泥沙输移过程的瞬态特点

根据水流携沙力及其与河道冲淤态之间的反馈自调节机制,提出了一个枯水期河流网上的泥沙输移模型.利用该模型进行的模拟研究表明,流量改变所引起的水流携沙力同河道冲淤量的变化几乎是相反的.这实际预示着泥沙输移动力学的一种自组织特征:依据河道冲淤情况,水流携沙力所作出的自我调节将趋向于抑制河道大量冲刷或大量淤积.泥沙输移动力学过程的瞬态可以区分为对来水来沙条件改变作出快速响应的快瞬态和在稳定水沙条件下的趋向于稳态的缓慢过程,即慢瞬态.由于出流携沙力的变化相对于入流携沙力的调节滞后一个时步,从而对应流量增减时的冲淤量作相反变化.因此,流域降水的涨落对维持河道相对稳定的冲淤状态起重要作用.     

混流式水轮机导水机构二重叶栅的流动

阐述了用计算流体动力学CFD（Computational Fluid Dynamics）技术研究水轮机导水机构二重叶栅内部流场性能变化的方法,研究了不同工况流场的速度、压力及二重叶栅能量损失的变化规律,数值解析结果与实验结果吻合。研究表明,导水机构内部流场的变化直接影响到转轮进口流动条件和水轮机运行的稳定性,数值解析结果对优化设计及安全运行具有指导作用。     

王家坪尾矿库库水顶托对栗西尾矿库渗流稳定性的影响

王家坪尾矿库位于栗西尾矿库下游,其运行后将淹没栗西尾矿库初期坝,进而对栗西尾矿库形成顶托作用,显著影响栗西尾矿库坝体渗流稳定性。基于三维渗流有限元理论,研究拟定排渗方案下,不同库水顶托作用对栗西尾矿库地下水埋深的影响。研究表明,顶托作用对栗西尾矿库主坝体内浸润线埋深影响很小,但对初期坝内水位影响很大。本文研究为其他类似工程的建设提供了有益的借鉴。     

晶闸管恒流恒压控制系统的改进与应用举例

阐述了传统晶闸管恒流恒压装置的不足和改进后恒流恒压智能模块中利用霍尔传感器等四大优点,并举典型实例蓄电池充放电、基本稳压稳流电源、恒流恒压三相分离控制模块、直流电机恒压调速,进一步论证晶闸管恒流恒压控制模块是高度集成的反馈控制稳流稳压系统,内置大功率晶闸管芯片、移相控制电路、反馈控制电路、保护电路和线性电压、电流传感器.该模块能在控制信号控制下完成恒流恒压功能,可由用户按要求设置恒流、恒压的先后顺序,具有过流、过压、缺相保护,保证用电设备和模块安全.     

数字高程模型在半干旱区径流模拟中的应用

采用GIS方法构建了甘肃省某地数字高程模型(DEM),研究了区域内地表水流方向、集水能力、子集水区的划分及水系网络空间分布等水文特征。以栅格化径流系数法为基础,模拟了该集水区年均产流量及其空间分布。研究结果表明,利用DEM不仅可模拟地表水系网络的空间分布,而且可模拟小型水道的空间走向;利用栅格化径流系数法,可快速分析子集水盆地产流量。不同的降水年型和降水保证率对径流的空间分布及变化有很大的影响。该文的研究结果对半干旱区集水农业工程的规划和管理具有重要意义。     

高拱坝挑流水舌左右碰撞作用下河床基岩冲刷平衡深度的数学模型

应用紊动射流理论和水流动量方程,建立了高拱坝挑流水舌左右碰撞作用下,考虑水舌空中扩散三维性、漏碰流量以及碰撞能量损失的河床基岩冲刷平衡深度的数学模型。试验验证模型是合理可行的,对高拱坝挑流水舌碰撞作用下的水垫塘设计和应用具有参考意义。     

翠华山国家地质公园水湫池成因新解

目的为了进一步探讨翠华山国家级地质公园中水湫池景区的形成原因,推动国家地质公园的建设与发展。方法实地考察、结合沉积物粒度分析及历史文献资料考证。结果发现组成水湫池堰塞坝的沉积物具有典型的泥砾结构;堰塞坝体外围的崩塌堆积,不仅是多期和多种成因崩塌活动的结果,而且现存的崩积砾石都覆盖在堰塞坝表面的古地形面上,层序关系表明其形成时间晚于堰塞坝。结论水湫池不是崩塌堆积堰塞成湖的,可能是碎屑(泥石)流堆积形成的,据文献资料考证,水湫池形成并非在唐代,而应在北周以前。     

某铜矿尾矿砂力学特性和尾矿坝变形稳定性分析

以云南某铜矿拟建中线法尾矿坝为研究对象,对底流、溢流2种尾矿砂进行了物理力学特性试验,获得了其物理力学指标并应用于尾矿坝数值分析。得到了尾矿坝的应力变形特性,不同堆积高程、不同工况下尾矿坝的安全稳定性。结果表明,底流、溢流2种尾矿砂无明显剪胀;坝体内以压应力为主;高堆积高程,地震荷载作用下坝体稳定安全储备不足;浸润线降低明显提高坝体稳定性。分析结果可为尾矿坝设计提供参考。     

PIV技术在水垫塘实验模型淹没射流中的应用

使用PIV技术对模型单股淹没射流流场进行了测量，得到流场的流态及其特征参数(等流函数线、涡量、湍动能)；对水工实验模型的典型流动进行了图像处理，并分析了测量结果。该测量结果可为数值模拟水垫塘流场及水垫塘的优化设计提供参考。     

渠系蓄量补偿下游常水位运行方式研究

把蓄量补偿原理应用到常规下游常水位运行方式中,根据已知的初始和最终需求流量之间的蓄量变化,以及对水流传播到渠道下游所需时间的估计,来安排各渠段入流的变化过程,并把该流量变化过程作为控制器的前馈输入,同时利用渠段实时目标水位进行反馈控制,使渠系在蓄量补偿作用下实现了下游常水位运行.结合渠道运行控制系统的基本结构,建立了该运行方式下的长距离输水渠系运行控制仿真模型.通过对实际工程进行仿真计算,结果表明,蓄量补偿下游常水位运行方式无论在渠道运行控制性能指标上,还是渠道的响应时间上,都明显优于常规下游常水位运行方式及流量主动补偿下游常水位运行方式.     

锦屏一级拱坝左岸混凝土垫座温度资料分析

锦屏一级拱坝左岸混凝土垫座施工浇筑过程中易产生裂缝,从而降低垫座混凝土的完整性,进而影响拱坝施工运行安全.利用2009年至今锦屏拱坝左岸垫座温度监测资料,根据左岸垫座混凝土的施工特点和实际情况,对温度监测资料进行了分析,绘制出左岸垫座温度场分布图,并对温度场分布图进行再分析.分析表明,锦屏垫座浇筑完成部分已基本处于稳定状态,温降速率较缓慢,温度测值沿高程和水平方向的变化均较平稳,温差在空间上的梯度较均匀,从而降低了微裂缝的产生.结果表明,根据不同浇筑温度、浇筑完毕后不同散热条件采取的不同冷却措施,可及时避免有害情况发生,保证垫座混凝土的施工质量,即温控措施安全有效.     

贵州省长寨水电站大坝设计

长寨水电站大坝是置于玄武质凝灰岩上的一座重力坝,其坝型选择、断面设计、坝顶高程确定、坝体的抗滑稳定、应力计算、基础处理等设计、分析与计算是根据该坝的地质条件和运行情况进行的,并且各项指标均满足规范要求。     

三峡工程左岸岸边厂房坝段抗滑稳定研究

三峡工程左岸厂房1~#～5~#机组坝段位于左岸山体缓坡地段,原始地面高程110～140m,坝基开挖高程原定98m,厂房建基面高程最低达22.2m,致使坝下基岩下游边坡开挖形成坡度约54°,临时坡高约70余m的高陡临空边坡.此坝段为缓倾角裂隙相对发育区,建基岩体内有多条倾向下游的长大缓倾角裂隙和少量倾向下游的中倾角裂隙,构成了高陡边坡沿缓(中)倾角结构面的深层滑动稳定问题,对坝基和高陡边坡稳定十分不利.应用不同的计算方法对1~#～5~#机组坝段的抗滑稳定进行计算、校核和验证以确保大坝的稳定安全.     

库区交汇河段水动力特性试验

以辽宁大凌河白石水库库区交汇河段为研究对象,通过模型试验,研究不同因素影响下其水动力特性的变化。结果表明:库区交汇流河段水深沿程增加,过流面积沿程加大,交汇口以上干支流流速沿程增加,而交汇口以下流速呈现沿程减小的显著特征;在入汇口下游的支流同侧必然存在回流区,随着汇流比的增加,回流区范围增大;坝前水位升高时,交汇区内流速绝对值减小,沿程变化率减小,主流线弯曲程度加大,回流区范围增大。     

抚仙湖水体中磷的分布特征及其影响因素

 深水湖泊通常具有水体交换周期长、污染物滞留率高、垂向水温分层等特征,水质参数的分布具有明显的时空变异性。以2009年5月和7月的两次现场水质调查数据为基础,结合入湖污染源和湖泊自身的水动力条件,深入探讨了抚仙湖水体中磷的水平、垂直分布特征以及入湖污染源和水动力条件的影响,结果表明：表层水体中总磷（TP）的空间分布及其变化与抚仙湖风生流场和入湖污染源的分布特征具有较好的一致性;雨季降雨径流携带了大量的污染物和泥沙入湖,导致7月表层水体中TP质量浓度较5月明显增加;降雨径流污染主要影响浅层水体,对100 m以下深层水体的影响较小;水体中TP质量浓度有沿水深逐渐增高的趋势,深层水体中磷的蓄积较重,并有加剧趋势。底部“磷库”的存在对湖泊水质存在较大的潜在威胁,需引起高度重视。     

Matlab用于热力站能量控制系统仿真

采用二次侧供回水平均温度为热力站的被控参数，并对热力站能量控制系统的每个环节的传递函数做了详细的介绍，在此基础上用Matlab／Simulink对热力站的整个控制系统做了仿真，可以很直观地看出在室外温度变化时二次侧供回水平均温度的变化情况。