• 2020年第40卷第3期文章目次
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    • >研究探讨
    • 黄河河口鱼类春季生态需水

      2020, 40(3):1-7. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.001

      摘要 (4358) HTML (0) PDF 1.82 M (9405) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河河口鱼类春季生态需水主要满足河道淡水鱼类栖息地及产卵场、河道洄游鱼类上溯通道和近海洄游鱼类低盐产卵场需求。综合考虑鱼类生活习性,径流传播以及与近海淡咸水混合时间和小浪底水库运行以来月均流量特征,鱼类需水应重点关注3—5月。依据河道淡水鱼类和洄游鱼类的生活习性,从洄游通道的全程连续性出发,需要的低流量为240 m3/s。结合自然时期流量脉冲特征,每年需要一次4月中旬持续8 d的峰值为890 m3/s的流量脉冲;在此条件下,春季入海径流量为21.6亿m3,已满足近海洄游鱼类低盐产卵环境要求的21亿m3冲淡水量。小浪底水库运行以来,平均春季径流量已达到21亿m3。通过优化年内或年际调度模式,满足鱼类春季生态需水具有很大可行性。

    • 平原河网区活水畅流对水动力和水质的改善效果

      2020, 40(3):8-13. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.002

      摘要 (1601) HTML (0) PDF 4.53 M (3965) 评论 (0) 收藏

      摘要:青浦区青松片为典型感潮平原河网区,水动力弱、水流往复。采用数值模拟和现场试验相结合的方法,诊断了现状“西引东排、南引北排”活水方案存在的问题,西引东排流量仅10~20 m3/s,北排依靠泵排,对河网水动力提升影响范围有限,多数河段为滞留水体。基于吴淞江水位高、拦路港—黄浦江潮差大等水动力特点,提出“北引东排、西南自然引排”活水畅流优化方案。结果表明,优化方案水动力显著提升,主干和中小河道流速分别提升27.5%和18.5%;优化方案引排流量显著提升,西大盈港、东大盈港、油墩港、新通波塘北引吴淞江流量达40 m3/s;水质显著提升,主干河道水质由Ⅴ至劣Ⅴ类提升至Ⅳ类。

    • 水闸闸室安全性态影响因素重要性分析

      2020, 40(3):14-20. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.003

      摘要 (1483) HTML (0) PDF 2.43 M (3192) 评论 (0) 收藏

      摘要:依据现行水闸设计规范,选取表征闸室安全性态的5个指标作为研究对象,筛选出对应的10个影响因素,并基于DRAM算法、BP神经网络以及Garson影响因素重要性度量指标,构建了水闸闸室单一和整体安全性态影响因素重要性分析方法。实例分析表明,方法合理可行。研究成果表明,对于闸室单一安全性态指标,上下游水深和风速对抗滑稳定和基底应力的影响较大,上下游水深对出口段渗透坡降的影响较大;对于闸室整体安全性态指标,上下游水深和风速的影响较大。

    • 抽水蓄能电站侧式进/出水口隔墩布置对水力特性的影响

      2020, 40(3):21-27. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.004

      摘要 (1252) HTML (0) PDF 3.83 M (2805) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用标准k-ε湍流模型和VOF两相流模型,对抽水蓄能电站侧式进/出水口、输水管道和部分上库进行了数值计算,分析了死水位条件下抽水和发电工况的进/出水口隔墩位置对进/出水口流速分布、流道分流系数、水头损失、墩头附近流速分布等水力特性的影响。结果表明:中隔墩后移对发电工况下各流道流速分布、分流系数、进/出口的水头损失几乎无影响;中隔墩后移可改善抽水工况下中隔墩两侧流道的过流流速均匀性和各流道流量分配的均匀性,降低进/出水口的水头损失,但中隔墩后移距离超过进/出水口扩散段起始断面宽度的0.3倍时,改善效果不明显;中隔墩后移进/出水口扩散段起始断面宽度的0.44~0.52倍,边隔墩后移进/出水口扩散段起始断面宽度的0.1倍,可实现墩头附近局部流速的相对均匀化;中隔墩后移扩散段起始断面宽度的0.5倍,边隔墩后移扩散段起始断面宽度的0.1倍,可实现抽水蓄能电站进/出水口水力特性的最优化目标。

    • 阶梯溢流坝面坡度对一体化消能工水力特性的影响

      2020, 40(3):28-35. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.005

      摘要 (1242) HTML (0) PDF 3.76 M (2882) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探求高水头、大单宽流量下坝面坡度对一体化消能工水力特性的影响,以阿海水电站为原型,采用三维k-ε双方程紊流模型,引入水气两相流VOF计算方法,利用几何重建格式来迭代生成自由水面,对1∶0.80、1∶0.75、1∶0.65三种阶梯面坡比进行数值模拟研究。结果表明:(1)最大负压值均位于首级阶梯立面凸角下1/4附近,并随坡度增加而增大。坡度为56.98°时,最大负压值为61.02 kPa,超过了6×9.81 kPa。(2)水流空化数在宽尾墩水舌出口位置出现最小值,空化数随坡度变陡而减小。坡度为56.98°时,空化数最小为0.358。坡度为51.34°时,空化数最大,为0.381。(3)随着阶梯溢流坝坝面坡度变缓,消力池最大临底流速增大。当坡度为51.34°时,消力池最大临底流速最大,达到26.84 m/s,超过了25 m/s,易发生冲磨破坏。当坡度为56.98°时,消力池最大临底流速最小,为24.00 m/s。消力池尾坎前最大临底流速随坡度增加而减小,坡度为56.98°时最小,为9.63 m/s;坡度为51.34°时,消力池尾坎前最大临底流速最大,为9.96 m/s。(4)坡度的变化对一体化消能工消能率的影响不大,坡度从51.34°增加到56.98°,消能率只提升0.15%。

    • 冻融循环对玄武岩纤维水泥土力学性能的影响试验

      2020, 40(3):36-43. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.006

      摘要 (1256) HTML (0) PDF 2.76 M (2189) 评论 (0) 收藏

      摘要:对素水泥土及玄武岩纤维水泥土进行了冻融循环作用前后的无侧限抗压、劈裂抗拉试验,探讨并对比了冻融循环次数、养护龄期、水灰比、纤维掺量等因素对两种水泥土力学性能的影响规律。结果表明:掺入玄武岩纤维后水泥土的冻融强度损失率降低;水泥土的冻融强度损失率随水灰比的增大而增大,随龄期的增大而减小;冻融后水泥土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度与其受到的冻融循环次数之间的关系可用双曲线拟合;水泥土的劈裂抗拉强度与无侧限抗压强度的比值在14%~17%之间。

    • >工程技术
    • 机载雷达在黄河稳封期冰厚测量中的应用

      2020, 40(3):44-49. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.007

      摘要 (1319) HTML (0) PDF 3.50 M (2463) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高稳封期河道冰厚的测量效率,利用机载雷达对黄河内蒙古什四份子弯道进行了冰厚测验,并与量冰尺实测冰厚进行了对比。结果表明,什四份子弯道稳封期凹岸一侧冰厚范围在50~90 cm左右,比凸岸一侧冰厚约厚10~30 cm;清沟两侧冰厚分布一致,平均约50 cm,离清沟越近冰厚越小。机载雷达的测冰效果,平封冰盖最好(绝对误差小于5 cm)、立封冰盖次之、堆积冰盖最差,雷达实测冰厚与量冰尺实测冰厚的标准差为0.039 4,随机不确定度为7.88%,满足冰厚观测规范要求。机载雷达能快速对较大尺度的冰厚区域进行连续测量,极大地提升了冰厚的测验效率,可应用于黄河稳封期的冰厚测验。

    • 稳定流态下海底管线局部冲刷有限元数值模型

      2020, 40(3):50-54. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.008

      摘要 (1363) HTML (0) PDF 1.93 M (2384) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得海底管线局部冲刷发展过程中不同时刻的床面形态,建立了一个有限元数值模型来模拟稳定水流下海底管线的局部冲刷。采用非定常雷诺平均N-S方程和标准k-ε湍流模型模拟水流流动,通过求解Exner方程计算床面变化,利用动网格技术展现床面变化历程,分别采用特征线法和有限元法对方程进行时间和空间离散。通过二维方形钝体绕流和Mao的清水冲刷试验对模型进行了验证。结果表明,模拟结果与试验数据吻合较好,所建模型可用于模拟海底管线局部冲刷。

    • 裕溪一线船闸扩容改造工程总平面布置分析

      2020, 40(3):55-60. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.009

      摘要 (1277) HTML (0) PDF 3.19 M (2709) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对裕溪一线船闸扩容改造工程建设规模及平面布置制约和影响因素的分析,预测各水平年过闸货运量及船舶通过量,明确工程的建设规模、闸位布置和总体布置方案。建立二维水动力数学模型,在多种工况下模拟裕溪节制闸和船闸上游引航道及口门区通航水流条件,并据此调整闸门上游口门区及连接段局部线路走向,提出疏浚两个反弯段北侧、扩大过水断面、降低流速等保证航行安全的对策措施。经综合分析确定的船闸建设规模、闸位布置和总平面布置较好地协调了多方矛盾,原址重建方案可行。

    • 不规则实体堰坝流场及应力场耦合分析

      2020, 40(3):61-67. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.010

      摘要 (1366) HTML (0) PDF 4.79 M (2143) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有堰坝稳定计算方法存在模型概化简单,无法准确反映不规则堰坝的流场及应力分布的问题,基于有限元软件ANSYS Workbench,通过引入气液两相流来求解堰坝的表面流场和水压力,将流场计算结果耦合到结构力学分析中实现某不规则实体堰坝的应力及变形分析。计算结果表明,设计洪水位和常水位工况下堰坝压应力均满足地基承载力要求,且堰体内部未出现拉应力;堰坝整体变形分布合理,能很好地反映堰体与基础非连续性的变形情况。该方法可有效地解决堰坝三维形态复杂及表面压力分布不均所带来稳定分析困难,可为堰坝设计提供依据。

    • 高聚物超薄防渗墙施工设备及工艺改进

      2020, 40(3):68-71. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.011

      摘要 (1361) HTML (0) PDF 2.88 M (2100) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现行高聚物防渗墙施工中成槽能力有限、槽孔垂度不易控制、连续性和密实性较差等不足,对其设备和工艺进行改进,并对改进后设备及工艺的成墙效果进行了检验。结果表明:双轴测柱式电子水平仪的应用实现了锥头板的精准套孔;在原有的三锥头压槽板基础上,加长引导杆及变固定式锥头为一次性活动式锥头,可提高套孔速度和精度,保证搭接孔垂度及连续性;提升-注浆一体化施工工艺避免了槽孔的坍塌或收缩,保证了墙体的均匀性、连续性和密实性。改进后的高聚物防渗墙施工设备及工艺能够保证高聚物防渗墙的垂度及搭接完整性,提高设备工作效率,加快工程施工进度。

    • 低水泥掺量对模袋充灌特性的影响试验

      2020, 40(3):72-77. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.012

      摘要 (1270) HTML (0) PDF 1.66 M (1802) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高施工效率和细尾砂利用率,将不同质量比的水泥掺入浓度40%的尾矿浆,开展模袋充灌试验,研究水泥掺量对模袋充灌特性的影响规律。结果表明:在细尾矿浆中掺加水泥作为固化剂,可提高模袋的透水性和保砂性;充灌时间和排浆密度随水泥掺量的增大而减少;单次充浆体积和单次排浆体积随充灌时间的延长呈指数递减;排浆集中在前2 h,以静水压力排浆为主,此后以固结尾砂自重挤压排浆为主;排水率、排水效率和保砂率随水泥掺量的增大而增大;排水效率和保砂率可分别作为评价模袋透水性和保砂性的指标,综合考虑施工效率、细尾砂利用率和施工成本,最佳水泥掺量确定为3%。

    • >专题综述
    • 沿海城市溃堤洪水模拟技术研究进展

      2020, 40(3):78-85. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.013

      摘要 (1487) HTML (0) PDF 1.02 M (2741) 评论 (0) 收藏

      摘要:综述了国内外漫顶溃堤过程和海岸洪水在城市内部演进的数值模拟技术的研究进展,从溃口底部的冲刷、溃口侧壁的展宽和下游坡面的溯源冲刷三方面评述了溃堤机理模型,分析了各类洪水演进模型和建筑物概化方法的优缺点和适用性。针对当前沿海城市溃堤洪水模拟技术研究中存在的不足,指出未来需要通过物理模型试验完善海堤溃决洪水模型,加强溃口泥沙冲蚀输运研究,优化城市洪水孔隙度模型,并充分考虑城市排水系统、汽车等对洪水传播的影响。

    • 分布式光纤温度示踪识别裂隙地下水流动研究进展

      2020, 40(3):86-94. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.014

      摘要 (1560) HTML (0) PDF 1.70 M (2513) 评论 (0) 收藏

      摘要:识别地下水渗流通道和流动状态,是预测裂隙介质中地下水流动行为的基本前提,也是目前裂隙地下水研究的热点问题之一。由于具备较强时空连续性、高分辨率、监测便捷、成本低廉等优点,基于分布式光纤测温(DTS)的温度示踪正逐渐成为裂隙地下水流动特征识别的重要手段,在识别地下水流动状态、钻孔间连通裂隙分布甚至裂隙水力性质等方面取得了许多新的进展。在阐述DTS原理的基础上,综述了基于DTS的温度示踪试验方法及其在裂隙地下水特征识别研究中的应用进展,重点归纳了该方法的各种试验手段、应用方式与适用范围,并指出了钻孔中的垂向流动是研究人员应用温度示踪试验时需重点关注的因素。将基于DTS温度示踪的多种试验手段结合运用及其与其他示踪方法协同运用,是未来需要进一步研究的重点方向。基于DTS的温度示踪方法有助于提升对裂隙介质中地下水渗流及热运移机理的认识,在涉及裂隙地下水的深部地质工程如高放核废物地质处置选址评价、增强型地热资源开发等研究中具有广阔的应用前景。


年第40卷第3

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