2020, 40(5):1-8. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.001
摘要:基于河流中心稳定点源条件下保守物质等浓度线方程,定义了一种新型Wu’s二参数曲线(异形椭圆)作为隧洞断面内轮廓线,该曲线是由隧洞断面最大高度H和最大宽度W表征的一条完整连续与导数光滑曲线。以压缩系数θ=W/H为判据,给出了H型、标准型和W型异形椭圆的形状分类;推导了异形椭圆无压隧洞断面的水面宽度、过水断面面积、湿周、水力半径等水力要素的理论计算公式;给出的异形椭圆断面流速比和流量比的理论计算公式及曲线适用于不同规格的断面尺寸、压缩系数、糙率和比降。实例分析表明,等效异形椭圆与马蹄形Ⅱ型(带倒角)无压隧洞断面的水力要素特征值吻合程度高;异形椭圆断面可作为一种新型的输水隧洞断面形式,极具学术研究价值。
2020, 40(5):Ⅰ-Ⅰ. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.015
摘要:
2020, 40(5):Ⅱ-Ⅱ. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.016
摘要:
2020, 40(5):Ⅲ-Ⅲ. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.017
摘要:
2020, 40(5):Ⅳ-Ⅳ. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.018
摘要:
2020, 40(5):Ⅴ-Ⅴ. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.019
摘要:
2020, 40(5):Ⅵ-Ⅵ. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.020
摘要:
2020, 40(5):9-12. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.002
摘要:通过如美水电站整体模型试验,从水流流态、水垫深度、动水压力、下游河道流速分布等特性,对比研究了增设二道坝和降低底板高程两类优化方案。结果表明,大交角挑流消能水垫塘下游增设二道坝,其效果与二道坝高度、泄量、河谷宽度等密切相关,会恶化出流与下游河道的衔接;降低水垫塘底板高程对下游衔接影响较小,且可有效增加水垫深度,降低水垫塘临底水力指标。
2020, 40(5):13-18. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.003
摘要:针对高含沙水流对水垫塘底板上举力特性的影响,通过模型试验,研究了不同含沙量下底板上举力的分布规律、幅值特性和频谱特性。结果表明:含沙水流作用下的上举力沿程分布规律与清水时相同;各流速下上举力时均值均随含沙量的增大而增大,且基本呈线性函数关系,斜率在0.17~0.22之间;上举力标准差随含沙量的增大先增大后减小,在含沙量为183 kg/m3时出现峰值;上举力的脉动在0~3 Hz的低频范围内,与清水相比,水流含沙后功率谱的频带宽度增加,高频域内的功率谱密度值有所增加;水流的时间积分尺度随着含沙量的增大呈先增大后减小的趋势。
2020, 40(5):19-23. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.004
摘要:利用格子玻尔兹曼方法(LBM)伪势模型模拟了近壁区空化泡溃灭过程,分析了不同汽相黏滞系数和液相黏滞系数对空化泡溃灭过程中的最大微射流流速、最大溃灭压力、最大溃灭时间的影响。结果表明,相同液相黏滞系数条件下,改变汽相黏滞系数,空化泡溃灭时产生的最大微射流流速、最大溃灭压力和最大溃灭时间不变;保持汽相黏滞系数不变,空化泡溃灭时最大溃灭压力、最大微射流流速均随着液相黏滞系数的增大而减小,但最大溃灭时间随着液相黏滞系数的增大而增大。
2020, 40(5):24-31. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.005
摘要:松滋河是连通长江中游(荆江)与洞庭湖的主要通道,1950年代以来下荆江系统裁弯,葛洲坝枢纽、三峡水库等水利工程相继实施,使松滋河分水分沙呈现阶段性减少。结合水文数据、地形资料和遥感影像,深入分析松滋河1951—2016年水沙变化过程,口门区和尾闾河段的形态变化,运用网格地形法和断面地形法分别计算2003—2011年和2006—2009年局部河槽与整体冲淤量变化。结果表明:1951—1980年,径流量和输沙量变化处在相对稳定状态,1981年葛洲坝工程之后,松滋河输沙量递减幅度加大,1981—1990年至1991—2000年从5 098万t减少至3 611万 t,减幅约29.1%;三峡水库蓄水后加速输沙量递减,但延缓径流量的衰减速率;松滋河进口段处在山区-平原过渡段,口门区平面形态变化较小,1987—2018年松滋口门区的杨各洲面积减小0.4 km2,减幅4.2%。
2020, 40(5):32-39. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.006
摘要:为定量分析城镇化所导致的河网结构及水系连通变化,通过计算1990年、2000年、2010年和2015年4个时期秦淮河流域的河网密度、水面率、河网复杂度、河网稳定度、河网连通度、水文连通度,得出秦淮河流域水系结构演变过程及连通度变化规律,并运用统计学方法得到水系结构指标与水系连通度之间的联系。结果表明:近25年来,秦淮河流域河网密度、水面率均呈不断减小趋势,河道呈现主干化特征,流域河网整体规模呈萎缩趋势,水系连通变化与河网结构变化总体趋势一致,均呈降低趋势,且其变化与水面率、河网密度和河网复杂度具有显著相关性。
2020, 40(5):40-47. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.007
摘要:基于丰富翔实的基础资料,建立了专门的水文水动力模型,分析现状调度方案、优化调度方案及不设防方案下苏锡常城市排涝对江南运河水位的影响,并分析城市内部洪涝特征及区域洪涝转移规律。结果表明:与不设防方案对比,现状调度方案能降低常州、无锡、苏州的城市洪峰水位0.28~1.10 m,说明城区大包围有效地降低了城区洪水风险,保证了城区安全,但江南运河的水位随降水量和苏锡常城市排涝量的增加而增大。若采用优化调度方案,城市起排水位适当抬高0.17~0.30 m,运河水位会降低0.00~0.12 m,说明在不大幅增加城市洪涝风险的基础上,可以适当减少城市的排涝量,从而降低江南运河水位,协调城市与区域的防洪关系。
2020, 40(5):48-54. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.008
摘要:为了探索分位数回归模型在非一致性频率分析中的适用性,分别采用分位数回归模型和GAMLSS模型对渭河流域以及珠江流域5个站点的年最大洪水序列进行非一致性频率分析。模型概率覆盖率定性分析结果显示,分位数回归模型拟合效果优于GAMLSS模型;Filliben相关系数定量分析结果显示,GAMLSS模型拟合效果更好但优势不明显。综合分析可得,分位数回归模型的拟合优度整体优于GAMLSS模型。
2020, 40(5):55-61. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.009
摘要:通过物理模型和数值模型相结合的方法,系统研究了大跨度上翻式拱形闸门水动力荷载、结构动力特性和流激振动特性,揭示了闸门结构的流激振动强烈共振现象及成因。针对存在的强烈振动的问题,通过减小闸门底缘下游倾斜面水平面投影面积、缩减闸门底部小横梁尺寸等方式来进行结构优化。优化后的工程现场原型观测结果显示,推荐布置方案有效控制了闸门的有害振动,运行平稳,安全可靠,验证了物理模型试验成果的正确性。
2020, 40(5):62-69. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.010
摘要:针对锦屏一级拱坝历年1 880 m高水位稳定期坝体向下游侧位移持续增大的异常变形性态,基于现场位移监测数据和坝体混凝土徐变试验数据,对该拱坝当前运行性态进行了反演分析。结果表明:坝体目前处于黏弹性工作状态,监测发现的短期趋势性变形是由水压荷载作用下黏弹性滞后变形效应和年周期环境温降效应所共同引起。混凝土黏弹性力学参数之间具有较好的线性关系,基于弹性水压分量反演得到的坝体混凝土弹性模量实际是瞬时弹性模量与延迟弹性模量的等效值,对于锦屏一级拱坝,该反演值为35.5 GPa,与前期反演值和试验值较为接近;而基于黏弹性水压分量反演得到的广义Kelvin模型中瞬时弹性模量、2延迟弹性模量和2黏滞系数分别为47.3 GPa、189.4 GPa、132.3 GPa、383.8 GPa·d和20 574.6 GPa·d。建议今后对锦屏一级拱坝建立变形监控模型时,应在HST模型中引入黏弹性滞后水压分量。
2020, 40(5):70-75. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.011
摘要:针对红旗渠南谷洞浆砌石渡槽结构老化问题,基于Hypermesh软件生成三维有限元网格,建立渡槽的三维有限元模型,采用ABAQUS软件进行渡槽结构应力及变形计算,并采用材料力学法对渡槽结构稳定性进行复核。结果表明:墩台基础最大沉降量为3.05 mm,相邻墩台基础的最大沉降差为0.43 mm;渡槽的最大压应力为4.56 MPa,最大拉应力为1.93 MPa,出现在槽身侧壁局部区域;槽墩抗滑稳定和抗倾覆稳定安全系数最小值分别为10.1和2.4,均大于规范允许值,综合分析表明该渡槽是安全的。
2020, 40(5):76-80. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.012
摘要:为了研究低热水泥混凝土在白鹤滩大坝中的抗裂效果,对比了低热硅酸盐水泥混凝土和常规中热水泥混凝土的热力学性能,并在典型坝段上设计温控方案。通过有限元仿真计算温度和应力,分析比较了两者在早期、一期冷却、二期冷却及封拱后等关键时段的温度、应力以及表面抗裂效果。结果表明,不同季节浇筑的混凝土应力过程线趋势一致。相比中热混凝土,低热混凝土在各不同时期均具有更高的抗裂安全系数,温控防裂的重点仍在二期冷却末。对于昼夜温差大的情况,低热水泥在早龄期需要更好的保温措施来达到表面抗裂效果。
2020, 40(5):81-88. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.013
摘要:为研究倾斜摄影技术在堰塞灾害现场的适用性,在介绍倾斜摄影的建模原理的基础上,阐述了无人机倾斜摄影的步骤要点,并在白格堰塞现场进行了无人机飞行作业。以无人机所采集的POS数据、图像数据为基础,进行了图像筛选、空中三角测量计算、点云稠密重建及点云三角化,完成了白格堰塞区三维数字模型重建。以数字高程模型、数字地表模型、正射影像等形式展示了白格堰塞区地貌,并测算了白格堰塞体形态、结构等方面的特征信息。结果表明,无人机倾斜摄影可以适应堰塞现场的复杂环境,具备快速进入目标区域、高效完成测绘任务的能力。
2020, 40(5):89-94. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.05.014
摘要:为降低碾压式沥青混凝土心墙在强风下填筑时心墙施工区风速,使风力等级达到规范要求,提出了利用坝体与心墙填筑高差形成防风结构的方法对心墙处近地面风速进行消减,并通过现场试验和数值模拟的方法对横风下不同设计形式的防风结构风力消减效果进行了评估。结果表明:增加防风结构高差和减小设置距离有利于心墙处近地面风速的消减;8级风(风速20.7 m/s)条件下,防风结构设置距离为9.08 m时,高差为10 m和12 m的心墙处近地面风力可消减至4级风(风速5.5 m/s)以下;设置距离和达到防风要求的最小高差呈线性关系;风速和达到防风要求的最小高差符合二次多项式关系。
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