三峡库区梅溪河河口干支流界面水流特征

通过对三峡库区中部典型支流梅溪河库湾水动力参数及水体温度、浊度数据进行分析,研究水库运行各时期梅溪河河口干支流界面水流特性,探讨其影响因素以及水交换对库湾的影响。结果表明:梅溪河河口双向水流特征明显,在温差异重流、干流惯性作用以及库区水位变动等因素影响下,干支流界面水流强度、进出水体间界面结构及形态在不同运行期有显著差异;由于双向水流结构的存在,尽管梅溪河河口干支流界面净流量较小(多小于100 m~3/s),但是干支流水体的交换量相对显著,介于314.17~535.26 m~3/s之间,可达净流量的4~40倍;在净流量最小的低水位运行期,干流倒灌水体基本能到达支流库湾常年回水区的末端。     

勉县地质灾害分布与影响因素的相关性分析

受水文地质、工程地质条件及人类工程活动等影响因素的影响,勉县是陕南地区地质灾害的多发区。为了研究勉县地质灾害分布与影响因素之间的相关性,分别绘制了各影响因素与地质灾害分布的叠加图,并对其进行统计分析。得出结论:勉县地质灾害集中发育于汉江盆地年平均降雨量为850mm~900 mm的区域、中低山区和丘陵区以及志留系-奥陶系下统和侏罗系地层岩性区。地质灾害沿主要水系、断裂、公路等两侧一定范围内呈"带状"分布。汉江两侧1 km范围内灾害点最多,灾害点密度最大;勉县—略阳构造带两侧1 km范围内灾害点最多,灾害点密度最大;十天高速两侧1 km范围内灾害点最多,灾害点密度最大。分析结论为勉县移民搬迁项目和基础设施建设提供可靠的地质灾害防治依据。     

基于弯道二次流修正模型的大辽河潮流界时空变化模拟

基于ELADI算法的平面二维水环境模型WESC2D,定量研究大辽河潮区界与潮流界的时空变化规律。在模拟和验证大辽河潮位变化过程基础上,通过数值试验系统地模拟分析了上游径流量及汇流比、下游潮差和海平面上升对大辽河潮区界与潮流界的影响规律,并以1999年—2009年水文过程为条件定量研究大辽河潮流界的年、月变化及潮流界位置出现频率。结果表明,径流是影响大辽河潮区界与潮流界位置的主要因素,大辽河潮流界远远超过三岔河。     

近海人工岛及沙坝工程与潮流的响应特征研究

北戴河新区位于最具发展潜力的环渤海经济圈中心地带,为满足旅游业发展需要而建的人工岛和保护旅游海滩而建的人工沙坝对近海潮流动力有不同程度的影响。该文基于MIKE21 FM模块通过大、中、小模型三层嵌套的方式建立洋河-葡萄岛近岸海域潮流数学模型,研究分析人工岛及沙坝工程建设前后的潮流动力变化特征,得到下列主要结论:工程建设后研究区域的主体潮流特征仍为顺岸往复流,流速变化量涨潮大于落潮;人工岛工程对流速场的影响范围和程度均明显大于沙坝工程,其中人工岛工程引起的流速变化量是沙坝工程的4倍;人工岛的建设使其内部形成一个相对封闭的水域,流速近乎为零,而养滩工程区在两侧水工建筑物和水下人工沙坝的掩护作用下流速基本减小至0.10 m/s以下。     

ADCP数据综合处理方法及软件系统研制

由于仪器本身的限制和水文测验的实际需要,ADCP自带的数据处理软件WinRiver需要同时解译若干个R文件,并对解译数据进行垂线时间和空间插值,才能获得整点时刻特定起点距的垂线数据。为了弥补上述不足,通过对ADCP原始文件R文件进行解译,并根据ADCP数据处理的理论,研制了ADCP数据处理软件系统。该系统在长江口水文测验的实际应用效果表明,软件在数据的预处理和后处理方面均取得了良好的效果,可以进一步推广。     

水库异重流的三维数值模拟及影响因素分析

不同水沙条件下异重流的潜入位置以及潜入后流速和含沙量的垂向分布规律是研究异重流运动规律的关键要素,对优化水库异重流的排沙调度、提高水库运用效益等至关重要。本文利用SCHISM三维水沙数学模型对水库异重流水槽试验进行了数值模拟,结果表明模型能够得到符合实际情况的垂线流速和含沙量分布,且异重流潜入后的平均厚度、平均流速和平均含沙量均与实测值吻合较好。对异重流模拟结果的分析发现,入口流量和含沙量的增加造成异重流运动速度越快,而入口含沙量的减小和流量的增加会造成异重流厚度增加。异重流垂向流速和含沙量的无量纲化分布受到入口水沙条件的影响,表现在其与断面Froude数的相关性,Froude数越大,则最大流速点与河床的距离越小,最大流速越大;含沙量致密层的厚度越小,对应的含沙量也越大。此外,潜入点位置也受入口水沙条件的影响,表现在潜入水深与入口水深之比随入口Froude数增加而增加的定量关系,由此可以利用入口水沙条件预报异重流潜入的位置。研究结果不仅验证了SCHISM模型用于模拟水库异重流运动的优势,而且丰富和完善了关于异重流潜入点位置及流速和含沙量垂向分布受入口水沙条件影响的变化规律。     

有压输沙管道脉动压强特性试验研究

壁面脉动压强是工程上重要的研究对象,脉动强度直接影响泄洪排沙洞、输水隧洞(管道)等建筑物的稳定性和运行安全。为研究不同含沙浓度对壁面脉动压强特性的影响,以黄河细沙(d50=107μm)为研究对象,在直径80 mm的水平管道中进行模型试验,测量出每种工况下的流量、含沙浓度和脉动压强。采用统计方法对测量数据进行多方面分析,并结合快速傅里叶变换(FFT)方法研究了脉动压强的功率谱密度。试验结果表明,时均压强的沿程幅值和瞬时峰值压强均随含沙浓度增加而增大,相对脉动强度随着含沙浓度增大总趋势是减小的;脉动压强概率密度为脉动压强均值接近于零的正太分布,随着含沙浓度增加分布形态从瘦高型发展成矮胖型,压强振幅变大;脉动压强功率谱密度中低频分量随着含沙浓度变大有明显的增加。     

不同干密度压实黄土的非饱和渗透性曲线特征及其与孔隙分布的关系

压实黄土在水分入渗条件下容易产生湿陷、不均匀沉降等工程地质问题,因此有必要对其渗透特性进行研究。本文采用基于滤纸法的竖直土柱试验测试了3种不同干密度压实黄土全吸力范围的渗透性曲线。试验结果表明,压实黄土的渗透性曲线随着基质吸力减小分为缓升段、陡升段和饱和段三个阶段,且干密度越小的土三段特征越明显。压实黄土干密度的差异主要影响低吸力段渗透系数,干密度越大,渗透系数越小;基本不影响高吸力段渗透系数。由于渗透系数与孔隙分布密切相关,孔隙越多渗透性越强。因此本文用压汞试验测得了3种土样的孔隙分布曲线。试验表明不同干密度的压实黄土,微孔数量基本相同,对应吸力范围的渗透系数也相同;孔径为1.3μm d 8μm的小孔数量随干密度增大而减小,对应吸力范围的渗透系数也相应地减小;中孔、大孔数量很少,其对土样的渗透性的影响甚微。这反映了渗透性受孔隙分布控制的内在机理。     

基于压实度保证率的砾石土压实度快速检测法优化

砾石土心墙料压实度指标是砾石土心墙大坝工程质量控制的一个关键指标,常借助核子密度仪进行快速检测。鉴于砾石土的非均质特性,常规方法利用最大干密度均值求取的压实度为近似值,当实际最大干密度大于最大干密度均值时,压实度计算值偏大,易引起误判,影响工程质量。提出了压实度保证率概念,通过压实度及压实度保证率双控指标,对常规方法进行优化,明确了优化方法的评定流程及判定准则。并结合两河口水电站工程实例,论证了常规方法仅为优化方法的一种特殊表现形式。通过两河口水电站工程2019年3月份实测数据对比分析发现：采用常规方法检测的压实度均一次检验合格,而采用优化方法检测时,存在个别不合格点,需进一步复测。优化方法较常规方法更为严格,提高了工程安全裕度,保障了工程质量。     

长江源区浮游植物群落特征与水环境因子关系研究

为研究长江源头区域河流浮游植物群落结构与水环境因子的关系,于2017年5,8,9月份和2018年5,7,9月份在长江源区进行调查分析,并对浮游植物及水环境因子进行了Pearson相关性分析和典范排序分析。结果表明,共发现浮游植物6门79种,以硅藻门和蓝藻门为主。各采样点浮游植物平均密度71.66×10⁴ ind./L。典范分析表明,温度、化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、溶解氧是影响长江源区河流浮游植物群落结构的主要因子。研究成果有助于了解长江源头地区浮游植物群落特征,为三江源生态保护提供数据支撑。