大型串联渠系冰塞-水力响应特性分析

为了定性定量描述南水北调中线工程冰塞特征与水力响应特性之间的耦合关系,采用数值模拟方法,建立了串联渠系冰塞事件-水力响应-闸门操作耦合响应模型,通过多工况对比揭示冰塞体范围、厚度和输水流量及闸门群应对方式等造成的渠系水力响应规律。研究结果表明：闸门群耦合响应下,发生冰塞事件的渠池仅影响其上游渠池的水力过程,对于发生冰塞事件的渠池,其冰塞体上游段水位壅高,下游段水位降低,而该渠池上游所有渠池水位整体降低;闸门群无响应时,冰塞可造成渠系放空风险,而PI控制器作用下的闸门群调度可明显改善渠系应对冰塞事件的水力响应,水位波动幅度随冰塞体和输水流量的增大而不断增大,在模拟工况下,闸前最大水位偏差达0.5 m,输水目标恢复时间约20 h,在冰塞体足够大时,渠系面临漫堤风险。做好渠池风险评估和优化冰塞事件应对控制器是下一步研究的重点。     

基于遥感数据的河冰过程解译及分析

鉴于河冰的野外观测受观测技术、条件及方法的限制而无法获得大尺度、长序列的河冰过程数据,而遥感技术可有效完成复杂时空尺度海量信息的收集处理,以Landsat8遥感影像为数据源,通过单波段信息量比较及相关系数、信息熵和最佳指数的联合分析,得到最佳波段组合;采用监督分类的最大似然法对黄河内蒙古段三湖河口河段2013—2014年冬季不同时期遥感卫片数据进行解译,并对解译结果进行分析,从而获得该河段不同时期河冰的生消演变过程及特性。结果表明:应用7、4、3波段组合获得了较高的河冰解译精度,解译影像可以反映大尺度下冬季河冰的生消演变及输移过程,结合气象、水文等数据可以解释典型河冰现象,为河冰的理论分析及机理研究提供数据支撑。     

沧州渤海新区海冰资源开发利用的可行性分析

京津冀协同发展战略及河北省沿海地区发展规划的提出,促进了环渤海经济圈的发展,沧州渤海新区地处环渤海经济圈的核心地带,城市化进程不断加快,使得水资源需求变大,加重了水资源短缺的形势。本文通过分析、统计新区的气象、水量及规划数据,计算了沧州渤海新区的供需水量。结果表明:到2020年需水量约为4.03×10~8m~3/a,预期可供水约3.27×10~8m~3/a,水资源缺口近7600×10~8m~3/a。运用ENVI软件解译黄骅海域的遥感影像,预期新区可开采海冰量约为1.76×10~8m~3,供水约为8 800×10~8m~3/a。因此,沧州渤海新区的海冰储量可观、淡化成本低、水质好,淡化水可替代生态及部分工业用水,海冰资源的开发利用的前景广阔,可行性高。在新区内尝试开发利用海冰资源不仅可以减轻灾害损失,缓解水资源短缺问题,还为我国其他饱受海冰灾害影响的沿海地区提供参考和指导。     

实测冰-水侧向界面热力学融化速率

在融冰期的乌梁素海人工挖凿开敞水域以模拟浮冰-水道系统,连续观测冰-水侧向界面的热力学侧向融化。根据实测数据,分析冰-水侧向界面的形状变化和影响融化速率的因素。结果显示,冰-水侧面中部形状近似直线,下部呈圆弧状,上部受气温影响向内或向外倾斜。气温是影响融化速率的主要因素,平均气温越高,融化速率越大。风速越大融化速率越低,既表现在高风速与低气温往往同时出现,又表现在风速加速了水体蒸发而降低水温。风拖曳表层水体运动,加速迎风侧水体的热量对流,降低水温,降低融化速率;通过二元回归分析建立融化速率、气温和风速之间的关系的相关关系。     

冬季河流冰流量测验初探

冰凌现象是冬季河流出现的特殊冰情现象,一般多出现在北方河流中,准确掌握河道冰流量总量及其变化规律,对于防治冰情灾害,并在水利水电建设、工农业生产、交通运输等方面具有重要的意义.本文通过冬季测验总结的经验,探讨适合冬季河流冰流量测验的有效方法,供各位同仁参考,并提出宝贵意见.     

环境减灾卫星数据在黄河凌汛监测中的应用

应用国产环境与灾害监测预报小卫星星座? CCD?相机遥感影像数据对黄河?2009—2010?年度凌汛进行重点时间段和区域的监测,并利用实测数据对监测结果进行应用评价.结果表明环境减灾卫星数据在凌汛监测中具有很大的应用潜力.     

除冰盐浓度对混凝土盐冻影响的研究

为研究除冰盐浓度对混凝土盐冻破坏的影响,对浓度分别为0％、1％、3％、5％和7％的NaCl除冰盐溶液冻结形成的盐水冰进行单轴无侧限抗压破坏以及混凝土0％、3％的NaCl溶液慢冻循环试验,得出盐水冰的浓度与弹性模量的关系以及混凝土随冻融次数增加力学性能的变化,通过改善后的胶剥落理论,对除冰盐溶液在中等浓度时混凝土产生的盐冻剥蚀破坏最为严重的现象给出了合理解释.     

洮河上游水电站冬季水库排冰与发电方案研究——以大庄、多松多水电站为例

在我国北方,冬季河流经常出现凌汛灾害。在天然条件下,洮河冬季不封冻,冰凌危害不大,由于洮河上游水电站的建设改变了河道水流特性和水文情势,冰凌灾害频频发生。根据洮河上游大庄水电站两年来冬季水库实际运行资料,用封河不等式验算了洮河天然条件下的封河流冰疏密度,预测多松多水电站冬季冰情,分析确定了多松多水电站冬季发电的蓄水高程,提出了多松多水电站冬季排冰发电方案。对改善洮河上游水电站冬季运行条件的措施进行了分析,提出"多频次排冰,低水位运行"的单个电站冬季运行模式。青走道水电站是洮河干流上规划的第一级水电站,具有多年调节功能的水库,若能够建成发挥作用,能够改善冰情减轻洮河上游冬季冰害。     

融冰期加厚冰盖糙率物理模型试验研究

流凌期输水能力可能成为制约输水工程冰期输水能力的瓶颈,而流凌期允许冰凌下潜,采用加厚冰盖下输水方式运行可以有效提高工程输水能力。加厚冰盖糙率的合理选择直接影响加厚冰盖形成后渠道水位和过流能力计算的正确性,但是加厚冰盖的糙率受到多种因素的影响,见刊的实测资料中,其糙率分布范围很宽。现以冻结模型冰为试验材料,以南水北调中线工程总干渠为原型,通过物理模型试验研究得到:输水渠道融冰期加厚冰盖形成初期糙率约为0.029,以供南水北调中线工程冰期输水调度和冰害防治提供参考。试验研究同时表明:水力加厚冰盖底面的最大水流弗劳德数取值0.09是合适的;力学加厚冰盖前缘都是水力加厚类型的,其长度大约与水面宽度相近;力学加厚冰盖形成和发展的过程是这样的一个循环:前缘发展→推挤增厚→前缘发展。     

黄河上游梯级水库防凌优化调度方案研究

针对黄河上游凌汛期龙羊峡水库出库流量调度问题,在分析上游梯级水库防凌调度原则及调度运行方式的基础上,考虑青海电网电量平衡的需求,建立了黄河上游梯级水库防凌优化调度模型,并提出了改进的微粒群算法用于求解该模型。结果表明:凌汛期在保证龙羊峡水库出库总水量不变的情况下,通过调整龙羊峡水库在各时段的出库水量,既满足了青海电网电量平衡的要求,优化了青海电网电量结构,同时也增加了刘家峡水库防凌库容;通过优化调度,增加了凌汛期梯级水电站的可发电量,提高了梯级电站效益。