二滩水库坝前及下泄水体水温分布现场观测与分析

采用多功能水质参数仪YSI6600进行雅砻江干流二滩水库坝前水温全年观测,水温资料分析结果表明:二滩水库坝前水体常年处于温度分层状态,夏季表层与底层温差较大,冬季温差较小;电站进水口三维流动特性明显,导致进水口多取用表层温水,下泄水体水温比进水口处同高程水体水温高0.8℃左右。

水库温度分层流动的三维数值模拟

水库中水温是一个重要的水质因素,其变化直接影响水环境中水生生物的生存。为了预测水库水温分层分布规律,研究水流流动特性,采用剪切应力输运紊流数学模型,考虑紊动剪切应力的输运作用,数值模拟了水库中冷热水密度差产生浮力流继而导致温度分层。通过模拟结果与实测资料以及沿横向平均的二维水温模型计算结果的对比分析,结果表明剪切应力输运模型能够准确地模拟水库中温度分层流动,同时可给出密度下潜流流动细节情况。

天然河段港口工程三维流场数值模拟

根据天然河段的地形条件,结合某港口建筑物布置,构建了工程河段流场数值计算模型.基于标准k-ε紊流模型,用有限体积法离散控制方程组,利用全隐式多重网格耦合求解技术,预测了港口工程河段水流流场的变化.

2条河流取水Wilson解析解的局限性分析

抽取地下水将会影响抽水井附近地表水体的水量。为探讨取用地下水对地表水体的影响,给出抽水井取水对2条河流水量影响的概念性模型,采用3维地下水数值模拟软件IGW(interactive ground water model)对该概念性模型进行了数值模拟,并与Wilson解析解进行对比。分析结果表明,在给定相同条件下,3维模拟结果与解析解基本吻合。随后利用3维地下水模型IGW模拟了河道形状、地层异质性以及存在有黏土层等复杂环境地质条件下,在2条不同深度河流之间布置取水井取水对河流的影响。研究结果表明,Wilson解析模型在预测平行均质性地层内取水井对2条河流的影响其预测结果与实际相符合,但其忽略了河道形状、地层异质性以及存在有黏土层等复杂环境地质对取水的影响,而在这些复杂情形下3维数值模拟结果则会给出更为精确的结果。

VOF方法在山区河流航道工程中的应用

复杂地形航道中船行与水深和流速场密切相关,为分析航道中水力要素分布特性,应用VOF方法模拟了矩形弯道水槽的自由水面和流速场,模拟结果与试验的测量结果相吻合;对嘉陵江干流上某滩险数值模拟结果表明,VOF方法能较准确地模拟出复杂航道中的水位和流速场。

金沙江白格滑坡堰塞坝溃决洪水灾害调查与致灾浅析

2018年10月10日和11月3日,西藏自治区江达县波罗乡白格村金沙江右岸同一位置先后两次发生滑坡堵江事件并形成了巨大的堰塞湖,其堰塞坝分别通过自然泄流和人工开挖泄流槽两种处置方式溃决。其中,第2次滑坡堰塞坝的溃决洪水给下游西藏、四川和云南3省(自治区)受灾范围内的道路、桥梁、耕地和房屋造成了巨大破坏。为了应对类似的极端、超常规、特大堰塞坝溃决洪水威胁以及相关的基础性研究需要,课题组于2018年12月21日至29日对这次金沙江白格堰塞湖溃决洪水的下游受灾情况进行了考察调研。考察以受灾最为严重的巴塘县巴曲河与金沙江的交汇口为起点,直至洪水威胁基本消除的梨园水库库区为终点的沿江共计488.6 km受灾河段为主。考察重点为沿岸房屋、道路、桥梁和水利基础设施等受损情况,并对溃决洪水的最大淹没水位(洪痕)、考察时的河道水位、河道两岸堆积的泥沙及其颗粒级配、桥梁致灾水位等进行分析,得到了一些有价值的灾情数据与成果,具体包括溃决洪水实测水面线、卵石及泥沙粒径级配以及估算桥梁致灾水位的经验公式,并初步分析了堰塞湖溃决洪水对桥梁的水毁影响,这些成果可为进一步的基础性研究提供一定的数据和技术支撑。

航道整治丁坝对城区中小河流鱼类栖息地的影响研究

用于航道整治的丁坝在发挥束水攻沙整治作用的同时,因其改变了河流流场、流速、水深、底质分布而造成水生生物栖息地变化。为探讨该种丁坝能否对栖息地有改善作用,基于河道内流量增量法(IFIM),以岷江支流锦江穿过成都华阳镇河段为研究对象,采用River 2D进行了鱼类栖息地的模拟。结果表明:不同丁坝及其组合方案下,鱼类栖息地加权可利用面积(WUA)均大于天然状况,即修建丁坝对改善城市河流水生生物栖息环境有利;同时从模拟成果中进一步分析得到在保证通航条件下WUA最大时所需要的生态流量及最佳丁坝布置方案。

坝前区域3维水温数值模拟研究

为避免大型水库低温下泄对下游水生生物或灌区农作物造成不利影响,准确预测水库的坝前水温分布十分必要。为此,采用3维水温紊流数学模型,以横向平均的2维水温模型的计算结果作为3维模型的入流边界条件和初始条件,以已建成的二滩水库坝前1 km范围内的水体为研究对象,进行3维水温的数值模拟验证。将模拟计算的水温结果与实测的水温结果进行对比分析,结果表明,采用作者提出的方法能够较好地模拟坝前深水库区的水体水温分层流动和进水口前的水体流动特性。

排污方式对污染物分布状况的影响反演研究

在进行监测时要求监测采样断面的污染物分布均匀。污染物分布均匀与否受河流环境水文特征、污染物排放方式、河流污染物背景浓度等因素影响。为保证在排污口下游监测断面的污染物分布均匀,模拟采用平面2维水质数学模型,通过对上游排污方式这唯一可以人为控制的因素进行反演和优化,从而确定最优排污方式,使下游监测断面的污染物分布状况满足监测采样的要求。结果表明,在不同背景情况下,3孔排放方式均能使污染物在监测断面分布均匀,满足监测采样要求。

高海拔地区公路建设项目的环境效应分析

结合高海拔地区的自然环境特点、公路建设项目的特征及其环境影响的特点 ,全面分析了高海拔地区公路建设项目的环境效应 ,并针对项目可能存在的主要环境问题 (如水土流失、植被破坏、对冻土及湿地环境的影响等 ) 。

丁坝附近区域水流动能修正系数研究

为研究丁坝附近水流动能修正系数的变化规律,以加单丁坝的水槽为对象进行实验,研究丁坝附近断面动能修正系数的变化,得出动能修正系数与纵向距离、丁坝坝长、丁坝挑角及水流流量之间的关系,并以实验数据为依据,建立了计算动能修正系数的数学公式。

平面二维数学模型在山区河道水电站工程中的应用

采用平面二维数学模型数值模拟了20年一遇洪水条件下电站工程修建前后山区河道内水位和流速的变化情况。数值模拟结果表明电站工程修建后,在设计洪水条件下,河道内的水位变幅不大,流速分布平稳。通过下游消能防冲设施处理后,工程的修建对河势稳定影响较小。

浅析黑河塘水电站减脱水河段内流态分布特征

采用一维恒定流水面线计算程序和三维k-ε紊流数学模型数值模拟了多年平均流量下和下泄生态流量时黑河塘电站减水河段内水位和流速的变化情况。数值模拟结果表明电站工程修建后,减脱水河段内水位大幅减少,流速变化范围变窄,会对河道内水生生物及鱼类造成一定的影响,为保护河道内的水生生物,下泄一定量的生态流量是必要的。

丁坝水流的水槽试验及数值模拟研究

该文进行了丁坝绕流水槽试验,采用测压管和激光多普勒测速仪(LDV)测量了正交绕流单丁坝附近的水位和流速,同时利用商用软件CFX,基于有限体积法,采用k-湍流模型,数值模拟了丁坝附近水流的三维流动过程,并将水槽试验结果与数值模拟结果进行了对比分析。实验结果表明,该模型能有效地模拟丁坝附近区域复杂的水流特征,可以在河道整治过程中为丁坝的设计提供基础数据。