2017, 37(6):1-8. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.001
摘要:在等强度点源离岸排放条件下,从简化二维移流扩散方程的解析解出发,探讨了考虑两岸反射作用的中宽河流污染混合区的计算方法。给出了污染混合区边界形状曲线与量纲一方程的形式;采用迭代计算和试算比较法,给出了靠岸与离岸两种类型混合区各几何特征参数(坐标)、面积及面积系数与相对离岸距离的关系曲线,提出了以相对离岸距离a′作为判据的排放类型分区条件。给出了河流岸边、离岸与中心排放的分类判别准则:(1)当0≤a′≤a1′时,简化为岸边(近岸)排放类型;(2)当a1′<a′<a2′时,称为离岸排放类型;(3)当a2′≤a′≤0.5时,简化为中心排放类型,并给出了岸边排放类型与离岸排放类型的临界相对离岸距离a1′和中心排放类型与离岸排放类型的临界相对离岸距离a2′的表达式。通过回归分析,给出了中宽河流离岸排放类型混合区主要特征参数的实用计算公式,可作为中宽河流污染混合区范围计算和排污口位置优化设计的依据。
2017, 37(6):9-13. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.002
摘要:选取低含沙水沙系列、枯水多沙水沙系列以及规划设计的未来50a水沙系列,利用黄河下游一维水沙数学模型,模拟计算了对口丁坝双岸治理方案下黄河下游河道在3种水沙系列条件下的冲淤状况。结果表明,游荡性河段采用对口丁坝方案整治后,输沙能力得到了提高,该河段多输送的泥沙一半以上输送到利津以下,其余部分淤积在高村—利津河段,其中淤积以高村—艾山河段为主,艾山—利津河段的冲淤情况与现状相比变化不大。
2017, 37(6):14-18. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.003
摘要:根据水动力学、热力学、河冰水力学及固体力学等基本理论,针对吉林省伊丹河输水河段具体特征,建立了伊丹河的河冰数值模型,并应用1958—1988共30年的水文、气象资料对该输水河段进行了数值模拟及分析。结果表明,伊丹河输水河段冰期封冻形式为平封,可形成稳定冰盖从而实现冰期冰盖下输水,且满足冰期正常输水的要求。
2017, 37(6):19-24. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.004
摘要:基于SPOT(1990年和2000年)和Google Earth(2000—2014年)遥感影像的图像分析,对黑河干流及上游的3条支流(格曲、麦曲、哈曲)的216个典型牛轭湖以及相应的河曲带进行形态参数的定义与分析。沿黑河上游至下游,河曲带的宽度是增加的,增长率的变化趋势为“急—缓—急”;中游牛轭湖数量最多;下游受到泥沙淤积的影响更大,牛轭湖从Ω形发展成U形和C形所需时间远小于上中游。1990—2013年黑河干流仅发生2次裁弯,分别形成Ω形和U形牛轭湖,说明黑河牛轭湖的发育速率较慢。
2017, 37(6):25-31. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.005
摘要:为了解三峡水库运行以来洞庭湖区的水文条件变化和影响,利用实测水文地形资料对三口水沙、城陵矶水位变化与湖泊萎缩、三口河系水源不确定性及洞庭湖变化趋势等进行了分析。结果表明:在三峡水库及其上游梯级水库调节下,清水下泄及径流过程的进一步坦化,出现了洪水在城陵矶附近进一步集中、三口河系水资源与水环境的水源缺失的不利影响;未来水情趋势下三口仅松滋口具备不断流条件,洞庭湖主要以西、南、东洞庭湖内深水河道转化为河流形态。为缓解这些变化的影响,可通过湖区防洪工程体系提质改造和区域再划分,以适应城陵矶附近防洪蓄洪的水情变化;通过稳流拓浚,维持三口河系中下游水源条件,以改善该区域水资源水环境;通过城陵矶出口控制调节水位,以维护洞庭湖湖泊水域条件,保障湖泊湿地的生态安全。
张文鹏 , 汤方平 , 石丽建 , 谢传流 , 夏烨 , 段小汇
2017, 37(6):32-37. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.006
摘要:为探求不同导叶参数对混流泵水力性能的影响,以比转速为438的模型泵为研究对象,在模型试验验证的基础上,采用计算流体动力学方法,以常规导叶设计为基础,在保持其他参数不变的情况下,分别数值模拟计算了4种不同导叶叶片数方案和7种不同导叶片扫掠角度方案的混流泵段水力性能。数值模拟结果表明:改变导叶叶片数对混流泵段外特性影响明显,不同流量下存在不同的最优叶片数,小流量工况运行时,应适当增加叶片数,大流量工况运行时,应适当减少叶片数;不同导叶片扫掠角度对大流量区域影响显著,不同流量存在不同的最优导叶片扫掠角度且随着流量的增大从-16°逐渐偏向+24°;在流量为510L/s时,计算扫掠角度范围内对效率的影响达5.5%。
2017, 37(6):38-43. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.007
摘要:鉴于Z形堰的水流特性及过流能力尚未见到相关报道,为研究Z形堰的过流能力,采用概化水工模型,进行了6个堰型方案、12组流量的水工模型试验。结果表明,Z形堰的过流能力大于直线堰,且Z形堰的展宽比越大,流量扩大倍数越大;Z形堰的流量计算可采用通用的堰流公式,其综合流量系数与堰上水深、堰高、展长、前堰宽、后堰宽等因素有关,展宽比、前后堰宽比越大,流量系数越大;堰上水深与堰高之比越大,流量系数越小。利用试验数据给出了考虑堰上水深与堰高之比、展宽比、前后堰宽比等因素的Z形堰流量系数估算公式。
2017, 37(6):44-47. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.008
摘要:针对纵向离散系数计算多直接采用经验公式或在流速分布的求解中引入经验公式,不能完全反映离散物理机制的问题,基于矩形断面一维水流控制方程,利用幂级数求解流速分布的理论解,提出了矩形断面明渠纵向离散系数的计算方法,并进一步将其推广至天然河流。利用该方法计算了104条天然河流的纵向离散系数,结果表明计算值与实测值处于同一量级,计算结果在可接受范围内。
2017, 37(6):48-53. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.009
摘要:采用综合分析方法,对混凝土坝基防渗帷幕体的老化模式以及识别指标进行了系统的探讨。基于相对防渗效率,把帷幕体老化分为相对稳定型、缓慢变化型以及阶段性变化型3种基本模式;在分析时段内,不同的模式具有不同的防渗效率。用于识别帷幕体老化的指标有3类:第一类为渗流的微观动态要素,包括析钙量、TDS值、pH值、无机质和有机质等,可用于揭示帷幕体的老化机制;第二类为渗流的宏观动态要素,包括扬压力、排水量等,可用于判断帷幕体的老化程度及其基本模式;第三类为数值分析指标,包括饱和指数和渗漏水源比例系数等,可用于量化分析帷幕体的老化过程。3类指标的识别有助于构建混凝土坝基防渗帷幕体老化评估体系。
2017, 37(6):54-61. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.010
摘要:从防洪除涝减灾、水资源保障、水环境与河湖生态保护、农村水利保障、供排水工程、水管理服务以及水利发展保障7个方面建立了水利现代化水平评价指标体系,共27项指标,确定了各项指标的评价等级与标准,构建云模型对江苏省新沂市水利现代化水平进行了评价。结果表明,新沂市水利现代化水平在2015年现状的评价值分别为85.53(云模型)和84.56(集对分析),均处于基本现代化阶段,与实际情况相符;而2020年评价值为93.71(云模型)和91.38(集对分析),预测能达到全面现代化,与“十三五”规划目标相符,验证了云模型评价方法的有效性和适用性。
2017, 37(6):62-68. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.011
摘要:基于大量的实测和调研资料,建立了能反映阳澄淀泖区现状河网、圩区分布及水工建筑物调度的水动力模型,经率定和验证后能够用于该区域的洪水模拟。基于Web技术、GIS技术和数据库技术,研发了嵌套水动力模型的动态洪水风险图管理系统。针对任意降雨、边界条件、水工建筑物参数及调度参数,系统能快速调用模型进行模拟计算并生成动态洪水风险图。与在线预报数据结合,可实现洪水预报预警,为洪水风险图在防洪减灾、洪水管理、洪水预报等方面提供技术支撑和应用借鉴。
2017, 37(6):69-75. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.012
摘要:依据GB 50086—2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护技术规范》和SL 377—2007《水利水电工程锚喷支护技术规范》对引江济淮试验工程膨胀土边坡、软岩边坡加固锚杆进行拉拔检测试验。结果表明,锚杆端部位移和检测方法相关,GB法检测的杆体端部位移大于SL法,位移转换系数为0.9~0.95;软岩边坡中锚杆的端部位移量小于弱膨胀土边坡;两种方法用于软岩及弱膨胀土边坡加固锚杆质量检测时,会产生弹性伸长值过大现象,采用杆端位移时间过程评价锚杆质量更具有合理性;SL法、GB法检测到的锚杆轴力线性相关,转换系数为0.9~1.05;采用SL法检测非预应力锚杆具有可行性,通过换算可得到GB法检测数据。
2017, 37(6):76-80. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.013
摘要:为研究混合石料群抛入水后的漂移与扩散情况,在试验室水槽内开展了不同水深、不同流速、不同质量组成的混合石料群抛试验。将单颗粒抛石漂移距离公式计算结果与混合石料群抛平均漂移距离进行比较,结果表明:当水深在15 m以内时,具有平均质量的单颗粒块石漂移距离与群抛试验平均漂移距离较为接近;当水深为30 m时,具有混合石料平均质量的单颗粒块石漂移距离明显大于群抛试验平均漂移距离;群抛与单抛漂移距离的偏差随流速的增大而增大。同时通过量纲分析得到了混合石料群抛水下分布面积计算公式,并将计算结果与实验室试验数据和现场观测数据进行比较,吻合较好。
2017, 37(6):81-87. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.014
摘要:全球以温度升高为主要特征的气候变化耦合人类活动影响,造成了全球性变化环境背景下大范围的水资源危机、水环境污染和水生态退化问题,威胁河流健康,已成为当今世界各国急需解决的难题。针对变化环境背景,分别从河流健康的概念和内涵、河流健康评价的内容、方法及应用等方面,评述近年来国内外河流健康评价的研究进展。将河流健康定义为,特定时期一定的社会公众价值体系下,在保障河流自身基本生存需求的前提下,能够持续地为人类社会提供高效合理的生态服务功能,并实现服务功能综合价值最大化。在前人研究基础上,指出变化环境下河流健康评价研究存在的主要问题,如河流健康概念及内涵仍存在争议,河流健康变化的驱动机制尚不明确,河流健康评价的理论及方法有待完善,河流健康评价实践滞后及评价结果未能有效指导河流管理等。提出变化环境下河流健康评价的发展趋势:以流域为基本空间尺度结合多时间尺度开展河流健康评价与调控研究,因地制宜开展河流健康评价指标体系及评价标准研究,开展基于3S等技术的河流健康评价研究,建立长期且全面的河流健康监测网络,科学界定河流健康的“基准点”,以及开展河流健康评价与水资源调控的集成研究等。
2017, 37(6):88-94. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.015
摘要:从物质输运时间概念、研究方法及应用方面综述了近年来河口海岸物质输运时间尺度的研究进展,论述了目前物质输运时间尺度主要数学模型的优点和局限性,着重讨论了基于物质组成的年龄和存留时间(CART)理论的研究进展。针对当前非保守性物质输运时间尺度研究中存在的不足,指出易被泥沙吸附的污染物的输运时间尺度需要考虑其与泥沙的相互作用过程,加强非保守性物质、泥沙和易被泥沙吸附的污染物输运时间尺度研究有助于全面了解复杂物质的输运规律;CART理论应拓展应用于计算非保守性物质、泥沙和考虑泥沙影响的污染物输运时间尺度的研究。
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