2011, 31(4):1-7.
摘要:针对三峡水利枢纽工程安全及长期使用问题的重要性,进行了如下研究:①大坝、电站厂房、船闸等枢纽建筑物的设计安全标准、抗震设计标准及提高安全度的措施,以及工程防护核武器袭击及溃坝洪水灾害的减免措施;②枢纽建筑物提高耐久性、水库减少泥沙淤积及保护水环境的措施,保障三峡工程安全运行及长期使用。
2011, 31(4):8-12.
摘要:针对当前我国在西部强震区建设的一系列重大高坝工程的抗震安全问题,提出以“遭遇最大可信地震时不发生严重次生灾变”为确保重大工程抗震安全的战略重点,简要阐述相关工程背景、关键问题及目前已有的基础条件。指出其主要难点在于如何对溃坝的极限状态给出可操作的定量准则。认为基于损伤力学求解坝体-地基体系在强震作用下的损伤破坏过程是可行的。探讨了直接基于试验资料建立计入残余变形的损伤演化规律和力学模型的新思路,避免了损伤与塑性耦合,使分析更贴近实际、计算工作大幅度简化。通过对试件试验结果的实例分析,初步验证了本文方法的可行性。
2011, 31(4):13-19.
摘要:1194年黄河决口,主流在淮阴夺淮,淮河入海受阻,造成淮河流域洪、涝、旱灾害频繁。淮河来水留滞洼地,形成洪泽湖,成为淮河下游调洪、调蓄水库。1949年江苏开始治理淮河,取得1954年淮河大洪水防汛胜利,但淮河下游的洪水出路仍未妥善解决。1959年开始江水北调工程,补充淮水不足,水资源供应有了改善,淮河下游地方经济得到很大发展。已开始实施的南水北调东线工程将淮河下游江苏段既作为水资源调出区,又作为调入区,很大程度上减少了该区的可用水资源,将导致淮河下游流域水不安全。河湖分离的目的是要降低淮河行洪水位,使中游淮北平原涝水能自排入淮河,新建低水行洪入海的淮河不仅工程量巨大,还因上、中游已建水库留滞了60%~70%的平均年径流量,致使入海的平均地面径流量将难以维持入海感潮河段不被淤狭,使河水位抬高,中游淮北平原涝水仍将无法自排入淮河,而且导致失去洪泽湖水源,已建的入江水道、苏北灌溉总渠、入海水道等不再能分泄淮河洪水和利用洪水资源。建议采用机械抽排,有把握解决淮北平原排涝入淮河,且投资少、风险小、见效益快。
2011, 31(4):20-23.
摘要:为了确保高重力坝的稳定安全,针对高重力坝坝基存在抗剪强度与正应力呈非线性关系的特点,重点研究了二次抛物线形的抗剪强度包络线。在此基础上,建立了基于二次抛物线形抗剪强度包络线的功能函数。结合改进的JC法,提出了高坝坝基失稳可靠度的计算方法,并开发了相应的程序。将上述基本原理和方法应用于某高坝工程除险加固后的稳定安全度校核,分析结果表明该坝经过除险加固处理后坝体具备一定的稳定安全储备能力。
2011, 31(4):24-28.
摘要:针对施工期拱坝坝体变形的特点,建立了施工期拱坝坝体变形特殊安全监控模型,对坝体变形中的水压分量进行提取。采用改进的粒子群优化算法对拱坝反问题最优控制解模型进行优化计算,以此完成施工期拱坝结构性态的反演分析。以某拱坝为例,对该拱坝施工期的结构性态进行反演分析。结果表明,坝体变形反演的相对误差均在2%以内,由此验证了所提出方法的可行性。
2011, 31(4):29-32.
摘要:为研究透水模板降低混凝土拌合物水胶比的程度,对试验浇筑的混凝土拌合物试件采用微波法测定排水过程结束时由表及里的水胶比变化。试验结果表明:透水模板浇筑混凝土拌合物表层水胶比可降低40%~50%,水胶比减少最明显的区域位于试件浅表层15 mm范围内;由于浅层形成滤饼,阻碍了更深部位混凝土渗透排水,故随距离表层深度的增加,水胶比变化变小。研究发现不同透水模板布对混凝土拌合物水胶比的改善效果存在差异;粉煤灰与减水剂掺量对透水模板使用效果也有一定影响。
2011, 31(4):33-37.
摘要:针对太湖西北部宜兴近岸带2008年5月26日至6月9日出现“黑水团”、水体浑浊黑臭的问题,分析其产生的原因,采用实时调查监测等手段,获取水文气象与水动力和湖体水生态环境等资料信息。分析结果表明,“黑水团”是水体中水-土界面耗氧性有机物在厌氧环境背景、微生物及细菌作用下发生强烈生化反应后呈现的生态灾变现象,称为“湖泛”。其物质源以重污染底泥、沉积于水—土界面的藻类等生物质、高浓度富含营养盐的悬浮物为主。最后提出控源减污、生态清淤、加快新孟河调水工程建设以及加强动态监测和“湖泛”发生机理研究等建议。
2011, 31(4):38-40.
摘要:在Budyko假设的基础上,充分考虑土壤蓄水量的影响,利用量纲分析和数学推导,构造出基于傅抱璞公式的Budyko假设模型的蒸散发计算公式,并且运用改进前后的模型模拟京杭大运河后营水文站流域蒸散发过程,拟合了模型中的参数。验证结果表明:改进后的Budyko水热耦合模型模拟精度更高,可以用来预测实际蒸散发值;该模型具有一定的适用性,值得推广。
尚松浩 ,
2011, 31(4):41-44.
摘要:为比较不同湿周法在计算河流生态流量中的适用性,采用幂函数描述无量纲化的湿周~流量关系,利用曲率法、斜率法及多目标评价法中的线性加权和法、理想点法(尺度系数r分别取1,2,∞)、乘除法等7种方法计算河流生态流量。结果表明:曲率法的结果偏小;斜率法、理想点法(r=1)、线性加权和法的结果相同,且位于各方法的中间;另外3种多目标评价方法得到的河流生态流量大于斜率法等的结果,但湿周的增加比例明显小于流量增加比例。在湿周~流量关系符合幂函数关系时,利用斜率法或理想点法(r=1)、线性加权和法确定河流生态流量的方法是适宜的。
2011, 31(4):45-48.
摘要:针对泄洪雨雾输运过程,建立了三维数学模型。该模型以空间浓度梯度为求解变量,并采用隐式迭代方法,保证了浓度计算的精度与稳定性;通过雨雾浓度与降雨强度之间的转换关系,使其能与雾化神经网络模型进行边界耦合,对外围雨雾的输运扩散进行预报。运用该模型对二滩水电站工程泄洪洞下游雾化分布进行计算,所得结果与实测结果较吻合。
2011, 31(4):49-51.
摘要:分析现行平底宽顶堰流量系数确定方法,指出流量系数确定方法存在以下问题:①没有考虑堰上水深;②虽然在侧收缩系数中考虑了水深,但其综合流量系数得到的结果却与实际情况相反。通过对9座水库溢洪道水工模型试验结果的分析,得到平底溢洪闸综合流量系数为0.33~0.37,并利用统计分析方法提出了确定其综合流量系数的经验公式。
2011, 31(4):52-55.
摘要:采用室内砂柱试验模拟雨洪水回灌条件下含水层的堵塞过程,通过测定堵塞层的渗透系数和渗滤速率的变化分析回灌过程中的物理堵塞特征。试验结果显示,在回灌后36h,砂柱上部(25~40cm) 的渗透系数明显减小,由初始的6.58 m/d 减小到3.72?m/d,而中下部(40~70 cm)的渗透系数变化很小,由初始的6.45m/d 减小到5.25m/d;比较悬浮物质量浓度分别为50mg/L,100mg/L,200mg/L和400mg/L的回灌水回灌过程表明,悬浮物质量浓度越高,砂层的渗透速率下降越快;对比分析回灌前后的悬浮物颗分结果表明,回灌后的悬浮物(砂层表部淤泥层)出现细化现象;回灌过程中在砂柱表面形成的淤泥层和砂层上部的淤堵是整个含水层堵塞失效的主要原因。
2011, 31(4):56-59.
摘要:采用高速摄影方法拍摄记录垂直矩形螺旋管道内单颗粒的悬浮运动,采用捕捉试验中颗粒运动轨迹的方法,获得其运动参数,并分析颗粒受力的规律。试验结果表明:旋转水流的角速度对颗粒运动有较大的影响;颗粒在运动过程中主要是受有效重力、阻力和旋转科氏力的作用;在一定条件下,颗粒所受的旋转科氏力与离心力满足抛物线的关系,旋转科氏力比离心力大2~3个数量级;在小尺度低速度旋转流中,颗粒所受的旋转科氏力所占比例较大,在受力分析中不应被忽略。
2011, 31(4):60-64.
摘要:建立了适体坐标系下的平面二维紊流水流数学模型,对黄河在宁夏回族自治区中卫市境内的大柳树—沙坡头河段典型弯道的水流运动进行数值模拟。为了反映弯道环流的影响,对动量方程进行修正,紊流模型采用修正的RNG k-ε模型。通过对黄河大柳树—沙坡头河段连续弯道水流运动数值计算结果与实测结果的对比分析,表明该模型能够准确地模拟具有复杂地形的天然河流弯道中的水流运动。利用所建立的模型计算了4种典型工况下水面的纵比降和横比降,得到一些有益的结论。
2011, 31(4):69-72.
摘要:采用数值模拟手段,对海上风电基础结构大直径钢管桩水平静载荷试验进行仿真,其中,仿真试验数值模型中桩土之间设置接触单元对桩土相互作用特性进行模拟。对仿真试验结果的处理与分析表明:桩土之间接触单元的设置更为真实地描述了桩土接触的性状;计算得到的p~y曲线较与一些已有方法的结果相比存在差异。
2011, 31(4):73-76.
摘要:根据对国内若干座大坝的防渗帷幕运行情况进行的工程实例调查和资料分析,讨论国内外热议的大坝帷幕防渗能力衰减问题。认为我国水库大坝防渗帷幕大部分运行正常或基本正常,不存在帷幕防渗能力普遍衰减的情况;少数帷幕防渗能力衰减的主要原因并非灌浆浆液太稀所致;影响防渗帷幕耐久性的主要因素有设计质量、施工质量、不良地质条件和浆材浆液等;欧洲一些水利工程发生帷幕防渗能力衰减现象较为普遍,有可能是灌浆方法简单和防渗标准较低所致。
李琳 , , 葛旭峰 , , 谭义海 , , 许史 , 邱秀云 ,
2011, 31(4):77-81.
摘要:通过新疆维吾尔自治区库马拉克河小石峡水电站溢洪道水力学模型试验,对其原设计方案的消能工结构形式进行了优化。试验表明,消力池段在通过设计流量30年一遇洪水1856.20 m3/s时,池内不能形成完整水跃,水跃前后波动剧烈,水流大量溢出,原设计方案的边墙高度、池长均不能满足过流要求。提出采用减小消力池池深、设置分流趾墩-消力墩-低消能坎的综合式消力池代替原设计方案的常规消力池的修改方案,在设计流量下进行泄水试验,试验结果表明,在分流趾墩、消力墩、低消能坎的联合作用下,消力池内形成强迫水跃,流态明显改善,水跃长度减小,跃后水深降低,消能率提高。采用分流趾墩-消力墩-低消能坎的综合式消力池可有效缩短消力池池长,降低边墙高度,节省工程造价,试验结果可为优化工程设计及其他同类工程优化消力池提供参考。
2011, 31(4):82-86.
摘要:采用三维非线性有限元数值分析方法对坐落于深覆盖层上的黄金坪沥青混凝土心墙坝进行应力变形计算,结果表明:在竣工期和满蓄期大坝的应力与变形都在规范允许范围内;位移分布规律基本合理;心墙不会发生水力劈裂,没有发生剪切破坏;沥青混凝土心墙与河床中央混凝土廊道和混凝土基座之间的错动变形较小;大坝结构设计是合理的。
2011, 31(4):90-94.
摘要:以珠江口南沙港区挖入式港池为例,通过数学模型模拟了港池的水体交换状况,模拟结果表明港池尾部水体交换率最低。利用港池内外存在潮位差的关系,通过人工水渠的方式有效提高了港池尾部水体的交换速率,有效解决了挖入式港池水体交换缓慢的问题。
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