南水北调中线京石段闸门间歇关闭水力响应特性

为减小闸门关闭引发的水位壅高,以南水北调中线工程京石段磁河闸至沙河北闸之间的渠池为研究对象,构建一维明渠非恒定渐变流仿真模型,比较分次间歇关闸与一次连续关闸,以及不同闸门间歇方案对闸前壅水峰值、水力振荡稳定时间的影响。研究表明:分次间歇关闸可带来更低的闸前壅水水位和更短的水力振荡稳定时间;设置1次间歇相较于多次间歇可减小闸前壅水峰值,将间歇开始时刻设置在上游降水波即将传播至闸前的时刻、设置间歇时长略小于关闸总时间的1/2均可有效降低闸前壅水峰值,缩短稳定时间。闸门分次间歇关闭水力响应特性与水波运动规律紧密关联,合理设置间歇有助于在应急调控阶段减少事故造成的影响。

南水北调东线工程典型供排闸站施工导流分析研究

南水北调东线工程南起扬州长江,经13个梯级提水入东平湖后,穿黄北送等,线路总长1466.5 km。鉴于南水北调输水干线上水工建筑物的功能多样,加固改造时供排水导流工况复杂,选取输水干线典型闸站即沙集闸站,分功能、分时段、分规模、分方案地进行导流,充分保障施工期工程原供排水充分效益发挥。

高雷诺数下倒虹吸闸墩绕流水力特性

为研究倒虹吸出口闸墩绕流特性,以南水北调某典型倒虹吸为例,基于Flow3D软件建立倒虹吸模型,根据现场原型实测水位、流速进行模型验证;利用该模型模拟了雷诺数6.17×10^(6)~9.38×10^(6)范围下闸墩绕流特性。结果表明,高雷诺数条件下,随着雷诺数的增加,闸墩绕流造成的液面波动幅度增加,中墩液面波动显著大于边墩;闸墩后的尾涡量持续增加,雷诺数对斯特劳哈尔数影响不大;边侧闸墩受力的非对称性明显,边墩闸室间特征流速偏流比存在先增大再减小的变化规律,偏流效应造成的离心距不断增加。本研究可针对性改善输水工程水流流态。

南水北调中线干渠闸门同步关闭水力响应特性

构建南水北调中线干渠局部一维非恒定渐变流模型,以“刁河闸—湍河闸”渠池为例,测试闸门调控方式和渠道运行条件对闸前壅水峰值水位、达到峰值水位所用时间、水力振荡频率、水力振荡幅度等水力响应特性的影响。研究表明:水力振荡上升过程快,下降过程慢,波幅随时间呈对数函数衰减;闸前壅水峰值水位随闸门关闭速度、闸门关闭幅度、输水流量、运行水位、渠道糙率的减小而近似线性地减小;达到峰值水位所用时间对输水流量、运行水位和糙率变化不敏感,随闸门关闭幅度和输水流量的增加而近似线性减小;水力振荡频率对闸门关闭所用时间、闸门关闭幅度、输水流量和糙率变化不敏感;水力振荡幅度对运行水位、糙率变化不敏感,随输水流量的增大而快速衰减。

闸坝对北运河流域河流栖息地连通性的影响

河流栖息地连通性对于河流水生态系统质量与稳定性至关重要,是河流生态复苏与健康保障的关键,如何量化坝址对于河流栖息地连通性的影响对于水生态保护与修复具有重要意义。研究选取北方典型多闸坝河流北运河为研究对象,利用树状河网连通性指数(Dendritic Connectivity Index,DCI)进行流域河网内闸坝对于河流栖息地连通性影响的定量分析,经1980年、2000年、2020年3个不同时期的流域闸坝空间数量、闸坝切割河段长度及总河长及DCI值关系分析表明:3个不同时期流域闸坝数量分别为11、20、23个,DCI值分别为51.6、28.7、26.5,从1980-2020年的40 a间,闸坝数量增加了109.1%,而DCI降低了48.6%,反映出河流栖息地连通性状况在变差。研究还表明不同空间位置的闸坝对河流栖息地连通性的影响特征存在差异,表现为位于干流的闸坝比支流的更影响河流栖息地连通性,模拟计算显示北运河干流闸坝影响河流栖息地连通性的平均程度是支流的10倍左右。流域鱼类种类和数量调查也表明北运河内的闸坝数量的增加对河流栖息地连通性产生较为明显不利影响。通过提高闸坝DCI值实现流域河流栖息地连通性保障的分析,对于多闸坝河流生态复苏及保护修复具有一定指导意义。

故宫西河沿旧存溜金斗栱木构件整理调查报告

对故宫西河沿旧存斗栱构件进行整理、测绘,聚焦其中590件溜金斗栱构件。通过进一步比对构件数据,分析讨论溜金斗栱各构件的形制与关系,发现溜金斗栱平身科、角科及柱头科构件斗口相同、形制统一,其中溜金斗栱平身科可以组装成攒,角科及柱头科可以组装三层。通过历史档案与口述史调查结合故宫北上门形制做法与历史测绘数据,推测所调查溜金斗栱构件原属北上门。

南水北调解台站节制闸液压启闭机改造技术探讨

针对南水北调解台站节制闸液压启闭机启门力不足与纠偏困难的问题,从多个角度深入分析了原因。研究结果表明:解台站节制闸两侧水位差较大,闸门开启时流速较快,导致实际启闭时存在较大的下吸力,闸门实际启闭所需的力远大于原设计值,液压系统管路中存在较大背压,也降低了启闭机的工作效率。基于上述原因,提出了加大启闭力与优化管路设计的解决措施,针对闸门的纠偏困难,改进了阀组设计,确保闸门提升过程的同步要求。研究成果可为同类工程液压式叶调结构优化设计提供参考。

输水渠道大流量分水口门的分级分水方式

本文以南水北调中线工程典型分水口为研究对象,采用一维非恒定流模型对不同分水口运行方式进行计算分析,研究渠道相应的水力响应现象,包括水位升高降落幅度、速率及其影响范围,建立了分水口分水比与水面线的相关关系,提出了分水口分级分水的运行方式.针对设计分水流量占渠道设计输水流量50%的西黑山分水口,计算认为:1h内一次分水流量增加最好不大于16m3/s,二次分水流量增加总量最好不大于20m3/s,将2次分水延长到2h内完成,能够较好控制水位下降速度,从而减小对渠道安全的影响.

大型渠道弧形闸门过流公式测试比较

【目的】利用大型渠道实测数据,评估不同弧形闸门过流公式的适用性和性能。【方法】以南水北调中线干渠严陵河闸为对象,收集约18000组监测数据,分析不同工况下的闸孔出流特性,测试国内外常用的7种过流公式。【结果】实测闸下收缩断面弗氏数位于0.152~0.985区间,超出了南科院(NHRI)经验公式的适用范围;实测孔堰流分界点e/Hu接近0.991,超出了武水(WHUEE)经验公式的适用范围。CAP公式、无量纲公式和3种二次型经验系数公式的数据拟合R2分别为0.989、0.996、0.809、0.822和0.832,流量计算平均绝对误差MAE分别为2.25%、2.65%、4.11%、4.08%和3.98%。各公式在低、中潜流比下(X_(r)≤0.9)流量计算误差|E|max均小于10%,在高潜流比时(X_(r)>0.9)达18%(CAP公式)、25%(无量纲公式)和36%左右(3种二次型经验系数公式)。【结论】所测大型弧形闸门的工作区间明显超出了南科院和武水经验公式的适用范围,5种国外公式在低、中潜流比下(X_(r)≤0.9)流量计算误差均在10%以内,在高潜流比下明显增大,推荐优先采用CAP公式和无量纲公式。

南水北调中线输水渠道系统的仿真研究

南水北调中线工程是一个特大型跨流域调水工程,其总干渠线路长,流量大,分水口门多,控制闸门多,水力学特征复杂。本系统建立了渠道的非恒定流仿真模型,对中线总干渠的输水系统进行了仿真研究和开发,从而为工程设计、运行管理以及安全运行提供了参考和依据。

北运河闸坝生态调度研究

现行的闸坝调度考虑防洪、排涝、灌溉等,没有考虑生态调度,造成河流水资源严重短缺和水污染.通过分析北运河闸坝调度中存在的生态问题,考虑影响河段生态调度主要因素的基础上,结合北运河现状,提出了北运河闸坝生态调度目标、准则及方式,以期缓解北运河水质的恶化,改善全流域水环境状况,提高水资源利用率.

大型输水渠道分水口分水影响及调控原则研究

分水口的分水调控对输水渠道的安全稳定运行具有重要影响.以南水北调中线工程总干渠作为研究对象,建立一维非恒定流数学模型,对典型分水口不同分水流量大小和操作方式下的渠道水力响应过程进行计算,得到相应的水位变化幅度和波动影响距离.结果表明,单步分水的水位变化速率快,波动影响距离大.同时从安全输水角度出发,为减小水位下降速率,提出了分水口进行分水时的最大分水流量变化范围和较优的分水完成方式等调控原则.研究成果对南水北调中线工程分水口的运行和管理具有参考价值.

“雁门关文学与文化”考察报告

作为中国古代的"北大门",雁门关处于内地与塞外、中原与漠北、农耕文化与游牧文化的分界线上,在政治军事、商旅贸易和民族融合等方面发挥了重要的作用。为此,不仅受到历代帝王的高度重视,也引起了无数文人的极大关注。随着时代的变迁,今日的雁门关不再是要路而成为旅游景观,但其丰富的历史蕴含和独特的自然风貌依然诉说着她曾经的辉煌,而进一步梳理和挖掘相关的文学与文化内容同样会增加人们对历史的理解和认识。

从历史地理学角度看"玄武门之变"

唐代长安宫城北门玄武门是朝臣入宫奏事的必经之地,因此,玄武门成为宫中与外朝联系的咽喉要地。秦王李世民与皇太子李建成的权力争夺最终导致"玄武门之变"的发生,六月四日当日的对质,玄武门是李建成、李元吉入宫的必经之地,所以在政变中把玄武门作为埋藏伏兵突袭的有效地点,切断建成、元吉的退路是必然的。同时,李世民依靠收买的北门禁军重要将领,采用先发制人的战略,最终获得"玄武门之变"的成功。

节制闸控制下宽浅渠道内的非恒定流

南水北调中线输水渠道的沿程流量变化需要对节制闸进行调控,由此会产生非恒定流的水力现象,引发水面的骤然升降,这将会对工程设计和输水安全造成影响。选取典型渠段设计物理模型,采用波高传感器量测各种工况下渠道内水位的变化。同时也通过数值计算模拟了渠道水深的变化,与试验结果进行了比较,文章结论对工程设计具有参考价值。

南水北调中线输水渠道的漫溢现象分析

针对南水北调中线输水渠道缺少调节水库的现实情况,采用一维非恒定流数学模型,模拟了渠道中某一节制闸出流量以不同速率关闭而导致上游渠道中出现的水流漫溢现象。结果显示,水流漫溢现象最先发生在被关闭节制闸前。闸下出流量的变化速率越快,出现漫溢的时间也越短,闸门关闭期间的闸前水位上涨速度与闸下出流量的变化速率呈线性变化关系。实际条件下,为尽量避免出现漫溢事故,应尽量缓慢关闭闸门,延长渠道出现漫溢的时间,以留出更多的时间去启动退水闸或其他分流设施。

人工神经网络在流量计率定中的应用

南水北调中线各节制闸、分水口门处均设置了流量计。分水口门处的流量测量是分水水量计量的依据,节制闸的流量数据是输水调度的重要参考,流量计的率定是至关重要的工作。传统率定流量计的方法是通过水文精测法对流量计测量数据进行修正,一般根据比测数据的大致分布,人工选择数学函数拟合流量计与流速仪所测流量数据之间关系。这种方法在函数形式的选择上存在较大的人为随意性,并且往往需要多次试验,反复比较才能找到较为满意的线型,工作量大。针对上述问题,将人工神经网络应用于南水北调中线京石段滹沱河节制闸流量计率定中,对32组实测样本进行数据拟合,绝对值误差和为7.715,而传统利用二次函数进行拟合的误差为8.019,人工神经网络拟合精度较高,且该技术能够根据实测数据自动生成回归模型,适应性强,有较好的推广应用价值。

南水北调中线干渠闸前变水位运行方式探讨

针对天津分水口流量变化,应用两种闸门调度方式且将闸前水位控制在不同变化幅度内时,采用建立的南水北调中线电子渠道模型模拟计算了干渠中的水流过渡过程。结果显示,闸前水位自由波动时,由于动用了较多的调蓄库容,会导致水位波动幅度过大而影响干渠的安全平稳运行。对闸前水位变幅限制太小或阻止闸前水位变化时,会导致干渠水位长时间波动并影响到进入惠南庄前池的流量。考虑到渠道安全、缩减渠道水力过渡时间和尽量减小对末端前池水位的影响,初步推荐闸前水位变化幅度在±0.15 m范围内波动较为适宜。

南水北调中线工程节制闸间距研究

节制闸间距的选取影响到工程投资的多少与能否安全运行的问题 .本文以南水北调中线工程初步设计参数为依据 ,从调度的灵活性 ,事故处理时间 ,闸门、渠道的安全超高、水头损失与最低流速及节制闸工程造价等 5个方面讨论了中线干渠节制闸间距长短的优缺点 .通过各种因素的综合分析 ,认为节制闸间距取2 0～ 3

长江口北支综合治理刍议

长江口北支治理方案归纳起来有三类：阻隔型，如建坝方案；开敞型，如近年提出的 “南隧北桥”中的北桥方案；半开敞型，如坝闸结合型方案。本文从盐沙倒灌、水利、交通 、围垦、资源保护和生态环境诸方面综合考虑，认为坝闸方案较为合宜。北支有丰富的土地 、水产和潮汐能资源，为求得较大的社会、经济、环境效益，对北支应实行综合开发利用的 原则。