化库为湖——实施宽坝缓坡新方式的建议

我国建设的9.8万余座水库在经济社会发展进程中发挥着显著的防洪、供水、发电、灌溉、生态环境等效益。但是,水库大坝存在着基数大、工龄长、安全隐患大、土石坝比例高、失事概率高、安全问题动态呈现、隐患无法彻底清除等问题,成为防洪安全的重大危险源。为保障水库安全,克服传统土石坝体结构的不足,文章创新性地提出从根本上解决水库大坝安全问题的新方式--化库为湖,从坝体结构、防渗措施、不同坝型改造方式、安全管理等方面提出了相应的做法,系统分析了化库为湖的优点和需要注意的问题,为进一步推进化库为湖新方式,提出了出台化库为湖工作方案、加强要素保障、加强法规技术配套等方面的建议。

河口大规模围海工程对周边水动力环境的影响

河口围涂工程建设将不同程度影响工程海域的水沙输移特性。运用平面2维潮流数学模型,以浙江温州瓯飞滩围涂工程为例,研究河口大规模围涂工程对周边水动力环境的影响。基于三角形网格,采用有限体积法对模型进行求解,通过9个实测潮位过程和9个流速测点对模型进行验证,验证结果良好。瓯飞工程实施后,海域高潮位呈现一定程度的降低,围堤前沿水域流速大幅度降低,但对温州核心港区影响较小,飞云江口进出潮量有所降低,研究成果可为工程决策提供重要参考依据。

采砂工程对河道影响分析研究

建立了一般曲线坐标系下的平面二维水沙数学模型,并运用长江武汉河段实测水沙数据对模型进行系统的率定与验证;模拟了不同流量级下该河段采砂后水位、流速变化规律。进一步选取了典型水沙系列年,对采砂后河段冲淤变化及采区内泥沙回淤率进行了预测。模型成果为本河段采砂的可行性及采砂规模控制提供了较科学的参考依据。

分蓄洪区数学模型中边界处理的改进

针对分蓄洪区水流数值计算中的复杂边界问题,在传统笛卡尔坐标方法的基础上改用斜角笛卡尔方法.该方法能更好地贴近实际水边线,又能保留传统笛卡尔方法的优点.运用改进的分蓄洪区平面二维水流数学模型计算了湖北省白谭湖分蓄洪区洪水演进的情况.

荆江三口分流分沙变化研究

荆江三口是联系长江与洞庭湖的纽带,其分流分沙的变化反映了江湖水沙的变化.本文通过实测资料分析了近年来荆江与洞庭湖水沙输移变化规律及其变化原因;采用一维河网数学模型定量给出各因素对三口分流变化的影响.结果表明,受自然因素和人为因素的影响,荆江-洞庭湖江湖水沙输移有了较大调整变化,主要表现为三口分流分沙大幅度减小,干流水沙输移增加;江湖关系变化的主要因素是三口分流道的淤积萎缩和荆江裁弯.这些变化将影响整个长江中游防洪形势,且随三峡工程运行作进一步调整.

荆江—洞庭湖洪水演进模型和基本算法

针对荆江—洞庭湖复杂河网系统规模庞大、水流复杂的特点,建立了一、二维联算洪水演进模型,其中河道与湖区采用一维河网模型,分蓄洪区水流采用二维模型模拟。在建模中,模型提出了实时预报模式、河网断流计算模式、河道与分蓄洪区水量交换模式。该模型可用于长江干流、洞庭湖区河网及湖泊、分蓄洪区的洪水演进和防洪调度的水流仿真。

数值计算中复杂边界处理研究的一种新方法

针对水流数值计算中复杂边界问题,采用了斜对角笛卡尔方法,该方法能更好地贴近实际水边线,较传统笛卡尔方法有其独特优点,可作为锯齿法对解决复杂边界的一个扩充.在此基础上,建立了平面二维水流数学模型,并将该模型运用到湖北龙骨湖、沉底湖分蓄洪区实际计算中,取得了令人满意的结果.

荆江—洞庭湖水沙变化影响分析

荆江—洞庭湖水沙输移变化直接影响整个长江中游的防洪形势.通过实测资料分析了江湖水沙输移变化对荆江和洞庭湖的影响,分析表明,江湖水沙输移的调整变化引起下荆江流量的增加及城螺河段的淤积,城陵矶水位逐渐抬升,对荆江及洞庭湖防洪形势构成巨大威胁.采用河网水沙数学模型对三峡水库蓄水初期下游河道水沙输移变化及其影响进行了初步预测.计算结果表明,长江干流河道的冲刷使得荆江及洞庭湖区最高洪水位降低,防洪形势进一步缓和.

荆江-洞庭湖河网泥沙数学模型研究

荆江-洞庭湖河网泥沙模型是准确描述江湖水沙输移规律的核心技术与基础。本文在河网水流三级解法基础上,借用河网水流分级解法的思想,结合汊点处沙量守恒方程与分沙模式,研究建立了荆江-洞庭湖河网非恒定泥沙模型;采用实测资料对模型进行了率定与验证,结果表明,模型能很好的反映荆江洞庭湖水沙输移规律,可用于三峡建库后坝下游水沙输移趋势预测研究。

荆江-洞庭湖洪水演进模型的率定和应用

在建立了荆江-洞庭湖洪水演进模型的基础上,着重讨论了建模过程中有关断面资料处理、阻力问题和内外边界条件给定的问题。采用实测资料对模型进行率定与验证,并对荆江特大洪水进行模拟调度,结果表明,模型能很好地描述洪水在荆江-洞庭湖河网区演进过程,可用于各种防洪调度方案的模拟试验,预测各种调度方案实施效果,对荆江洞庭湖防洪规划具有重要现实意义。

摩阻对涌潮的影响

通过建立一维涌潮数学模型,以概化矩形断面河道为对象,对不同糙率下的潮波变形进行分析比较. 计算得出随糙率增大,潮波上溯过程中,波形变化缓慢,涌潮强度、高度及影响范围减小,糙率大到一定程度将没有涌潮发生,得到河道摩阻对涌潮的阻碍规律.

上海、舟山新区重大涉水工程开发建设对钱塘江河口治理的启示

钱塘江河口周边区域重大工程布局和开发建设,尤其是杭州湾上海水域、长江口外和舟山海域重大工程相继实施,引起钱塘江河口(杭州湾)的来水来沙条件、水动力及泥沙环境发生相应的改变。研究外部环境变化对钱塘江河口防洪御潮、涌潮保护、滩涂资源开发以及重要的港口、航道等基础设施安全运行的影响。在正确认识外部环境变化影响的基础上,得出对新时期钱塘江河口(杭州湾)治理工作的几点启发。

一维非恒定水动力学模型的实时洪水预报

本文建立了一维非恒定水动力学模型与最小二乘法耦合的实时洪水预报模型。运用最小二乘的递推算法.引入时变遗忘因子实时跟踪模型中时变参数的变化,并动态修正参数,实时改变一维非恒定水动力学模型结构,对洪水预报进行实时修正。通过长江于流宜昌一螺山段洪水实时预报应用,改进后模型预报精度比原一维非恒定水动力学模型计算结果有很大提高,表明所建立的模型用于洪水预报是行之有效的,在洪水预报中具有推广应用价值。

平面二维高精度水质输移数学模型及其应用

在平面二维三角形网格有限体积法求解水流模型的基础上,建立了高精度水质输移数学模型,并用具有解析解的对流输移经典算例对模型进行了验证,结果表明该模型具有守恒性好,精度高等优点。最后将该模型应用于钱塘江河口上游突发性水污染事故的动态模拟,对突发事故的影响范围、程度、时间作出了定量预报,评估了突发事故对饮用水源地取水口水质的影响,为钱塘江河口上游水域突发性水环境污染事故的应急预案提供指导。

瓯飞浅滩及附近海域表层沉积物粒度特征及其水动力响应

基于2013年4月在温州瓯飞浅滩及附近海域采集大中小潮25个观测点的表层沉积物样品以及同步流速观测资料，分析表层沉积物的特征以及对水动力变化的响应。结果表明：（1）瓯飞浅滩及附近海域表层沉积物粒径普遍较细，中值粒径范围0.0059~0.352mm，平均0.0149mm，以粘土质粉砂为主。空间分布上，粒径呈现出“河口河槽粗，口外海域细”；“北部粗，南部细”分布特征；河口区大小潮沉积物粒径变化明显，而口外海域大小潮沉积物粒径没有明显的差异；沉积物粒径越粗，分选系数越差，偏态系数更偏重负值；粒径越细，分选系数越好，偏态接近正偏；（2）由于受到地形和水动力的影响，不同区域的表层沉积物表现出不同的运移方向；GSTA模型结果显示大小潮泥沙输移方向不同，但总体上还是向南-东南方向运移，泥沙主要来源于上游的河流来沙以及海域来沙，而且局部泥沙的交换也是海域泥沙运移平衡的主要途径；（3）该区域河口区潮流输沙作用范围较大，开敞海域主要分布在5m等深线以内；而对于波浪的掀沙作用主要受到波能的大小以及实际水深的影响。在水深5m以内的近海海域沉积物的泥沙运移主要是以波浪和潮流的联合作用为主，而外海的表层沉积物泥沙运移特征主要是以波浪掀沙作用为主。

漳州古雷港南2号码头潮流特征及通航条件分析

为保证漳州古雷港南2号液体化工码头作业区的航运安全,根据最新实测数据和历史数据,分析该作业区潮流水文特征.研究该作业区潮流性质、运动形式、涨落潮流特性、垂线流速流向等潮流特征的时空分布规律.分析结果表明,作业区潮流属于典型往复式半日潮流;潮流作用较强,作业区内实测最大涨潮流速为112 cm/s.应用潮流水文流向分析结果,对古雷港南2号码头作业区通航的水文条件进行安全评价.

SWAN模型与BW模型在舟山泗礁换流站设计波浪计算中的联合应用

选取浙江北部嵊泗海域作为研究对象,以大、小网格嵌套的SWAN模型在龙口前沿的波要素计算结果作为BW模型的边界条件,在两个模型的联合应用下模拟了舟山泗礁换流站掩护区外和掩护区内的波浪场分布。结果表明,外海E、ESE、SE向来波传至马关围堤前沿海域时波向已偏转成SSE向,其中ESE向来波下龙口前沿的波高最大,进入掩护区后绕射波的衰减较为明显,将绕射波与局地风浪叠加,得到了泗礁换流站100 a一遇、50 a一遇的设计波要素,其有效波高分别为1.08、0.98 m。SWAN模型与BW模型的联合应用,使得掩护区内外大跨度地形下的波浪折射、绕射、反射等现象均得到了高精度的模拟,在舟山泗礁换流站设计波浪计算中具有良好的适应性。

杭州湾滩涂管理的区划方法与应用

杭州湾滩涂资源丰富,开发利用需求强烈。为规范资源开发利用秩序,形成科学、合理、可持续的开发利用局面,开展滩涂资源管理的区划工作,划定保护区、保留区、控制利用区和开发利用区,既保证滩涂资源有序开发利用,又保护河口自然环境、涌潮景观,以维持重要基础工程安全运行。阐述杭州湾滩涂资源管理区划的具体方法、考虑因素和区划成果,为其它水域的滩涂资源管理和保护提供有益借鉴。

特大洪水在荆江河段演进模拟研究

针对荆江-洞庭湖复杂河网系统规模庞大、水流复杂特点,为模拟特大洪水在长江荆江河段的演进过程,建立了一、二维联算洪水演进模型,其中河道与湖区采用一维河网模型,分蓄洪区水流采用二维模型模拟。分别采用1996年及1998年水文资料对模型进行了率定和验证,取得了较好的结果。将模型模拟应用于荆江特大洪水调度,根据计算结果,启用荆江分洪区、虎西备蓄区、涴市扩大分洪区、人民大垸蓄洪区、洪湖分蓄洪区,且上百里洲扒口行洪时能确保荆江大堤安全。

海岸换流站设计潮位和波浪的重现期标准分析

海岸换流站目前尚无明确的防潮防浪设防标准,尤其是换流站设计潮位、设计波浪的重现期标准尚无针对性的规程规范和研究资料可查,无疑将给防潮防浪的工程设施建设带来一定的工程风险。以舟山多端柔性直流换流站为例,在分析国内外关于海堤的潮、浪设防标准基础上,结合现行核能发电厂、火力发电厂、港口等行业领域关于潮、浪的设计重现期标准,探讨了海岸换流站设计潮位和设计波浪的重现期标准,提出了100年一遇高潮位叠加50年一遇波浪的设计标准组合。