北江白石窑水利枢纽坝下变动回水区航道整治试验研究

北江白石窑枢纽坝下变动回水区是北江中游重要的碍航浅滩。整治前,航槽水浅,船舶须减载或等水航行,塞船现象常有发生,维护水深仅在0.8～1.0 m,甚至断航现象时有发生,实施航道整治工程十分必要。为达到Ⅲ级航道标准,本文在分析浅滩的演变特点基础上,开发了河工模型,充分利用前整治建筑物,以因势利导为原则,利用挖槽、整治丁坝和疏浚等工程措施,对2个Ⅲ级航道整治方案进行对比分析,提出整治方案。从分析结果来看,此河段达到2.5 m×60 m的航道尺度是切实可行的。

膨胀珍珠岩模型沙水力学特性试验研究

泥沙实体模型试验中,模型沙的选用及其物理、运动特性的确定直接关系到泥沙运动及河床变形的相似性和试验成果的精度。文章对以膨胀珍珠岩为基材研制的膨胀珍珠岩模型沙进行了容重、起动流速、沉速、水下休止角的研究分析。结果表明:该膨胀珍珠岩模型沙与其它模型沙相比,具有容重可调、粒径范围广、颗粒形态同于天然沙、物化性质稳定等优点,具有较大的开发研究和推广应用价值。

弯道抛石护岸水流特征及水毁试验研究

平顺抛石护岸在长江中下游应用最为广泛,能够增强堤岸的抗洪能力,保障中下游广大平原地区和沿江各大中城市的防洪安全。然而,护岸块石常常发生滑落导致护岸破坏。为了解其破坏机理,进行了不同岸坡坡度、不同块石粒径及大小、不同流速等条件下的水槽试验,从块石受力、弯道水流特征、块石位移特征及坍塌特征等方面研究了抛石护岸的水毁,提出了抛石护岸破坏程度的判别指标并给出需要维护的时间点的建议。

平顺抛石护岸水毁模式及机理

平顺抛石护岸工程在长江中下游应用较为广泛,能够增强堤岸的抗洪能力,保障沿江城乡防洪安全或控制有利河势。然而,护岸块石常常发生滑落导致抛石护岸破坏。针对抛石护岸的水毁破坏问题,进行了抛石护岸实际水毁情况调研及水槽试验研究,认为平顺抛石护岸水毁主要表现为护岸块石的流失、滑落以及岸坡变形,导致坡面土体裸露,提出了抛石护岸的3种水毁破坏模式并分析了相应的破坏机理。

北江白石窑水利枢纽上游引航道布置及通航条件研究

拟建的白石窑枢纽两线船闸是北江中下游重要的通航船闸,口门区水流条件十分复杂。为保证两线船闸口门区利于顺利通航的良好水流条件,建立了整体定床物理模型,在拟定水库调度运行方式下,研究引航道右导墙长度及布置形式对口门区及引航道内水流条件的影响。通过总结实验效果并考虑各种影响因素,认为修改方案IV(上引航道右导墙长392.5 m)较好,其上引航道内均为静水且口门区通航水流条件较好,建议作为推荐方案。

基于无人船的地表水水质检测系统设计与实现

针对现有水质检测系统所存在的问题,设计了一款基于无人船的水质在线检测系统,以树莓派3B为核心控制板,接入多种水质传感器,实现了对目标水域中的温度、含氧量、化学需氧量和氨氮值等参数的在线检测;并基于中兴MF79U模块搭建了通讯子网,实现了数据的上传。该系统可快速地获取目标水域水质的多传感器检测数据,进而将上传至服务器的数据进行存储、分析和显示,为河流、湖泊的水质检测及后续的治理提供了坚实的数据基础,应用价值显著。

平顺抛石护岸水毁速率试验研究

平顺抛石护岸主要用于增强堤防和岸滩的稳定性,有利于沿江城乡的防洪安全。然而,岸坡水下坡脚极易受水流淘刷,往往造成坡脚处根石失稳,坡面形成空白间隙,岸坡稳定性下降,甚至对堤防安全造成威胁。因此,研究抛石护岸的水毁现象十分必要。在原型观测及水槽试验的基础上,根据坡面空白间隙的发展,对抛石护岸的水毁破坏方式及水毁速率进行了研究,得到了坡面空白间隙的发展规律,阐述了平顺抛石护岸的水毁特征。

面向地表水水质检测的无人船上位机软件设计与实现

水资源的保护越来越受到重视,传统的水质检测手段在数据获取的实时性、全面性、灵活性等方面均存在一定局限性。针对这一难题,构建了以无人船为载体的水质检测系统,并着重阐述了上位机软件的设计与实现,上位机软件由Qt设计编写,使用MySQL搭建水质信息数据库。实验表明,上位机软件与无人船通讯状况良好,数据交换实时性好,并具有良好的扩展性。

基于坝头水毁程度判别指标的抛石丁坝水毁研究

抛石丁坝是河道中应用十分广泛的整治建筑物,能够束水攻沙,保护岸滩免受水流冲刷,然而抛石丁坝水毁现象时常发生。针对这一现象,利用动床水槽物理模型试验对平原河流丁坝的水毁破坏进行了研究,分析丁坝水毁破坏的常见形式,认为坝头块石的坍塌流失是影响丁坝整体稳定性的主要因素,即抛石丁坝稳定性可基于坝头水毁来研究。在此基础上,定义了坝头水毁程度判别指标,研究指标的求解方法和坝头水毁程度等级划分方法,得到了坝头不同水毁程度对应的指标值,并对丁坝维护时机的选择加以说明。该方法为抛石丁坝的维护提供了解决思路,有利于抛石丁坝整治效果的持续发挥。

面向地表水水质监测的无人船系统设计与实现

研制了一套用于水质监测的无人船系统,系统由无人船、地面站和通信子系统组成。无人船可搭载水质传感器进行数据采集,地面站系统与无人船通过通信子系统进行信息实时交换,实现巡航路线的控制及监测数据的接收、储存、显示和查询等功能。实验结果表明,该系统易于操控、拓展性好,具有较高的实用价值。