青石山区堰边核桃良种丰产栽培技术研究

利用青石山区梯田堰边栽植 1～ 2a生核桃实生苗 ,株距 4～ 5m ,行距不等 ,每公顷平均 375株。缓苗后进行良种嫁接。主要品种有元丰、香铃、鲁光、阿九等。嫁接第 2年结果 ,第 3年有一定产量。每 6 6 6 7m2 核桃产量 3a生为 33 5kg ,5a生为 91 5kg ,9a生为 2 18 2 5kg ,12a生为2 73 2 5kg。堰边良种核桃的综合经济效益分别为对照的 1 5～ 4 9倍。阐述了主要优质丰产栽培技术 ,包括实生苗建园与幼树嫁接良种、合理整形修剪、肥水管理与合理间作、适期采收、坚果处理及病虫害防治等。

梯田堰边老龄低产花椒树更新改造研究

以梯田堰边老龄低产花椒为试材,采用随机区组设计进行不同修剪试验。发现刻芽、中截、重截、疏枝修剪处理均能促进新梢生长,提高叶绿素含量,显著提高花椒单株产量、穗重,增加花椒出皮率。以疏枝处理对花椒新梢生长、果实产量品质影响最显著。平茬更新处理的花椒树的叶色浓绿、叶片肥厚、生长壮旺,果实产量和枝量明显高于对照树,复壮效果明显。

青石山区梯田堰边(香)椿粮间作开发试验

1 试验地情况 开发试验地设在东平县张河桥乡夏谢四,夏谢五村西。该试区属汶河水系,开发总面积4.29km^2,梯田面积265.2hm^2。土壤为褐性土和褐土,成土母质为黄土母质,呈微碱性。开发前堰埂绿化占总积的2.19％,水土流失严重,水土流失的形式主要是面蚀。

堰边经济大有可为

东平县地处山东省西南部,泰山西麓,东平湖畔,土地总面积1270km^2。全县辖17个乡镇、680个行政村,共74万人。境内山区、平原、涝洼三分天下,原有水土流失面积444km^2,已治理面积197km^2,其中修水平梯田1.4万hm^2,地堰总长度3万多km(石堰9000km),在保护耕地、减轻水土流失方面发挥了巨大作用。但是,由于保护不力,致使地堰被冲毁的现象时有发生,防护效能随之降低。另据抽样调查。

山地堰边石榴优质丰产栽培技术

石榴是我区主要栽培果树之一，因其抗旱性强，耐瘠薄，商品价值高，深受山区农民的青睐。2006～2010年我们进行了山地堰边石榴优质丰产栽培试验．取得了1年栽树、2年见果、3年见效、4年平均株产达10．2kg，最高株产22．5kg的明显效果，现将栽培技术要点总结如下。

山地堰边石榴优质丰产栽培技术

石榴是东平县主栽果树之一，因其抗旱性强，耐瘠薄，商品价值高，深受山区农民的青睐。近年来，由于产业结构调整和生态旅游的不断发展，石榴生产已成为本地农民增收的有效途径。2006～2010年笔者进行了山地堰边石榴优质丰产栽培试验，取得了1年栽树、2年见果、3年见效、4年平均株产10．2kg，最高株产22．5kg，果实美观、品味优良的明显效果，现将栽培技术要点总结如下。

尾部侧堰加宽溢流面溢洪道的流场特性数值模拟优化研究

尾部侧堰加宽溢洪道因水流惯性产生水面倾斜,导致超高、侧堰冲刷等问题。采用RNG k-ε湍流模型和VOF界面追踪法,对尾部侧堰加宽溢流面水流进行三维数值模拟。研究发现,通过调整侧堰前消能底板横向坡比、顶部倾斜角度及溢流面宽度,可以有效降低坝前最低深度、增加消能效率,但会加大坝前底部压力。当坝前底板调整为0度时,湍流流场趋于平缓,消能效率增加,且坝前底部压力基本不变。研究结果对调整尾部侧堰加宽溢洪道水流具有指导意义。

基于径向基网络的堰塞体溃决峰值流量预测研究

堰塞体由天然滑坡堆积而成,受上游来流冲刷和渗透极易发生溃决,给下游人们生命财产造成严重威胁。快速、准确地预测溃决峰值流量是堰塞体抢险工作的重中之重。现有研究基于数据库—统计回归—溃决模型的思想,提出了一系列堰塞体溃决峰值流量预测模型,但均未综合考虑堰塞体冲蚀特性和颗粒组成对溃决流量的影响,且随着数据的不断扩充,预测模型难以取得预期效果。因此,本研究基于国内外2060例堰塞体溃决信息数据库,通过考虑堰塞体几何特征、冲蚀特性和颗粒组成,提炼出堰塞体高度(H_(d))、堰塞体宽度(W_(d))、堰塞体体积(V_(d))、水库库容(V_(l))、溃口深度(H_(w))、溃口平均宽度(W_(b))、堰塞体中值粒径(d_(50))7个影响参数,并将堰塞体冲蚀程度分为5类,构建了考虑冲蚀特性的堰塞体溃决峰值流量预测模型。选取数据齐全的120座堰塞体溃决案例对模型进行验证,均方根误差(RMSE)和相关系数(R2)分别为9581 m^(3)/s与0.965,并和国内外已有典型参数模型进行比较。结果表明,考虑堰塞体冲蚀特性和d50参数的模型可以更好地预测溃决峰值流量,能够为堰塞体溃决抢险进程中的溃决洪水演进、下游受灾区域划分等工作内容提供合理参考。

基于鱼类上溯行为的导鱼堰设计与效果评估

河道内鱼类上溯路径不唯一,聚集位置更是难以预测,对鱼类上溯行为进行有效引导有助于提升过鱼设施进口的效率。为此,该研究提出了一种导鱼堰的概念和设计方法,结合姚家坪水电站的过鱼设施,利用流场三维数值模拟、鱼类洄游(active fish migration,AFM)模型和实鱼试验对导鱼堰的效果进行评估。结果表明:姚家平水利枢纽工程的导鱼堰上下游水面落差为0.36~0.40 m,过堰水流流速可达1.5~2.8 m/s,形成阻鱼的屏障,并在导鱼堰下游侧形成了诱导鱼类向集鱼渠进鱼口游动的唯一低流速上溯通道,鱼类聚集点趋于唯一,验证了导鱼堰方案的合理性。利用鱼类洄游模型对导鱼堰的导鱼效果进行预测,结果表明,下游高水位和低水位2种工况下,90%以上的鱼类游动路径均表现出相似的规律,鱼类沿河道右岸和导鱼堰下游侧的低流速通道上溯,并最终聚集在集鱼渠的进鱼口处。放鱼试验中试验个体全部进入集鱼渠,结果进一步证实导鱼堰可以有效引导鱼类游动路线,并在集鱼渠进鱼口处形成唯一的聚集区。本文提出的导鱼堰丰富了生态水工建筑物的形式,可为过鱼设施进口的水力设计及下游河道的局部整治提供参考。

基于溃决机理的堰塞湖溃决快速风险评估方法研究

堰塞湖发生后极易形成溃决灾害链,亟需构建基于有限数据包的溃决快速定量风险评估方法。通过快速获取堰塞湖影响区域的三维地理信息,构建溃决-致灾的快速定量评估模型。基于堰塞湖坝体颗粒级配组成,实现精细化、简单化的稳定性快速评价;基于冲蚀特性和崩塌过程溃决机理,实现溃口流量变化过程分析与洪水演进过程模拟(1 h内);基于极限学习机网络模型建立风险人口与生命损失的函数,实现了生命损失评估预警,明晰了溃决-致灾的灾害链效应。将其应用于唐家山堰塞湖实例发现:研究方法能够较好地预警溃决灾害链;开挖引流槽可降低堰塞湖的溃口峰值流量、最大流速、溃口宽度和溃决库容,但无法防止溃决发生;若不开挖引流槽,溃决库容将达到3.14×10^(8) m^(3),溃口峰值流量达到9343.35 m^(3)/s,溃口顶宽增大到151.6 m,开挖引流槽可使溃口峰值流量减少12.6%,溃决库容减少36.5%,降低了堰塞湖的溃决风险;当提前预警时间超过2 h后,及时疏散下游淹没范围内的居民可使生命损失率降低为0。研究方法可实现堰塞湖应急处置时的快速定量风险评估,并为其应急处置决策提供技术支撑。

堰塞湖土石坝漫顶溃坝扩散模型

依据推移质输沙率公式及河床变形方程,建立了堰塞湖土石坝溃坝冲刷过程的扩散模型,并给出了溃口纵剖面侵蚀下切与横断面展宽的解析解及其冲刷系数A计算公式。再联解水库调蓄方程和宽顶堰流量公式,用Excel计算表格得到了坝址溃口处流量与流速过程线,溃口底部高程及库水位降落过程线,溃口底部宽度与水面宽度变化过程线,以及最终纵、横剖面侵蚀形状。该模型理论严谨,计算简单,经模型试验、堰塞湖坝、土石坝溃坝实测资料验证符合良好,可应用于堆石坝、黏土坝、堰塞湖坝、尾矿坝、防洪堤等工程的溃坝抢险设计。

三角迷宫式侧堰的水力特性研究

迷宫式侧堰具有较大的泄流能力,广泛应用于流量控制、农田灌溉和排水系统.为研究三角迷宫式侧堰的复杂水力特性、泄流规律及泄流影响因素,本研究首先基于FLOW-3D软件和RNG k-ε湍流模型,对侧堰的15种工况进行数值模拟计算,获得侧堰水面流态、流速分布等水力特性.同时,通过白金汉π定理推出影响迷宫式侧堰流量系数的无量纲参数,探究流量系数C_(d)与无量纲参数之间的变化规律,利用人工智能遗传规划(Genetic Programming,GP)算法拟合出流量系数计算公式.结果表明:主渠道内水流为缓流,堰顶角θ较小时,二次流使得水面流态变化,流速在靠近侧堰时发生急剧变化,堰内产生回流.随着θ的增大,堰顶上方水舌从对称分布变为偏右侧下泄,堰内回流现象消失;C_d随上游弗劳德数Fr和溢流前沿与堰顶水深之比l/h_(1)的增加而减小,随堰高与堰上水头之比p/h_(1)的增加而增加,θ越大,C_(d)变化趋势越大;流量系数预测公式在测试阶段的决定系数R^(2)=0.913,均方根误差RMSE=0.045,流量系数预测值与试验值的散点图拟合效果良好,数据点分布均匀且关于拟合线对称,表明GP模型得出的结果较为准确,满足灌区量水精度要求.该研究成果可为迷宫式侧堰在实际工程中的应用提供理论依据和技术支撑.

宽式防旋墩环形堰竖井水力特性分析

目前许多拟建抽蓄工程泄洪洞的环形堰竖井入口设置了新型宽式防旋墩,以消除喉口处由不可控漩流引起的呛水等不利流态,而宽式防旋墩环形堰竖井的水气特性与以往采用起旋墩和窄式防旋墩的竖井存在较大差异,业内对其认识尚不清晰。以石台抽水蓄能电站下水库泄洪洞的竖井作为研究对象,采用物理模型试验与数值模拟相结合的手段,分析了流态、流速、压力、消能率等水力指标。研究结果表明:宽式防旋墩引导水流平顺进入竖井形成脱壁流,其尾部可形成顺畅的进气通道,空气经此通道可充分进入竖井以保持井内流态与压力的稳定;新型竖井过流能力满足要求,各部位流速、压力分布正常,总消能率达85%以上;宽式防旋墩可消除不可控漩流导致的呛水现象并引导水流在竖井内形成脱壁流态,使竖井壁面免于空蚀破坏;墩尾通气量足够时,可取消通气管及环形堰与竖井结合部突扩体型,简化工程布置。相关经验可供类似抽蓄电站工程的泄洪洞竖井设计参考。

堰塞坝开发利用综合评价方法与应用

现阶段堰塞坝开发利用工程设计建设大多沿用传统土石坝相关技术理论,应急抢险、风险分析及开发利用可行性分析完成后,缺少针对堰塞坝开发利用效果的定量评价方法。通过分析社会及生态、供水灌溉、发电功能及投资回报等堰塞坝开发利用需求,建立堰塞坝开发利用综合评价指标体系和多级模糊综合评价模型,引入云模型改进的层次分析法确定各指标权重,结合构建的隶属度函数确定各指标隶属度,并以红石岩、唐家山、白格、舟曲泥石流堰塞坝为典型案例,综合评价国内典型堰塞坝开发利用效果。结果表明:堰塞坝开发利用综合评价体系满足需求效果及收益最大化的评价要求,改进的多级模糊综合评价模型较好地解决了评价指标随机性、离散性等问题;综合评价结果与工程实际情况基本相符,评价体系及模型具有较好的适用性。研究成果可为堰塞坝开发利用综合评价提供理论参考和实践依据。

崩塌滑坡-堰塞湖-溃决洪水-泥石流灾害链演化特征分析及防治对策研究

某沟谷两岸坡面陡峻,沟谷狭窄,纵坡降较大,在地震、降雨等不利因素影响下,其左岸堆积体上方的崩滑堵沟隐患点可能出现失稳,并发展为崩塌滑坡-堰塞湖-溃决洪水-泥石流灾害链。针对此灾害链不同阶段的演化特征,采用相应的数值模拟模型和数值计算方法进行模拟分析和计算,评价其对沟口桥梁工程的影响,并采取相应的防治对策。经分析计算,崩塌滑坡隐患点距沟底高程落差约1 km,岩体体积约8×10^(6)m^(3),平均厚度约26 m,崩塌滑坡堵河可形成最大水深为14.4 m、面积约为7.19×10^(4)m^(2)、方量约为2.74×10^(5)m^(3)的堰塞湖;堰塞湖溃决形成洪水过程中,桥梁处最大水深为4.43 m(不含原始水位),最大流速为7.54 m/s,峰值流量为807 m^(3)/s;在溃决洪水强烈揭底冲刷和侵蚀的条件下,溃决洪水引发的泥石流在桥梁处的最大水深为7.1 m、最大流速为8 m/s、峰值流量为1685.5 m^(3)/s、最大冲刷深度为16.58 m。为减少该灾害链对桥梁工程的影响,采取河道疏通、岸坡防护和监测预警等防治措施。

云南永胜古滑坡堰塞湖沉积物粒度多重分形特征及其指标适用研究

本文以云南永胜县下院滑坡堰塞湖沉积物为研究对象,依据粒度测试结果采用传统粒度指标与分形理论相结合的方式对其沉积环境进行系统化研究,探讨各传统指标在堰塞湖沉积解析中的适用性,探索多重分形理论在沉积学中的应用价值。研究结果表明:①堰塞湖沉积物粒度统计参数明显不同于其他环境下的沉积物,具有河湖相沉积独特的分布曲线形式、分选状态和分形特征。优势粒级在分形计算中起主导地位,全局分形维数与分选系数有着良好的对应关系。不同的分形维数对应着不同的堰塞湖沉积条件,分形维数在堰塞湖粒度解析中有着很好的运用前景;②多重分形结果显示2种不同时期的堰塞湖沉积物均以高聚集度组分为主体,表明粒径分布集中,反映出堰塞湖沉积过程中水动力的稳定性,沉积来源的唯一性,进一步证明了该堰塞湖曾长期存在。细粒组沉积粒径分布范围较窄,分布相对集中,优势粒组多但单个含量低,尾端含量低,内部分异较大;粗粒组分布呈局部集中整体分散的趋势,高聚集度粒组数量少但含量高,低聚集度粒组数量多但单个含量低,呈现中间高,四周低的特点。③多重分形分析表明Δα、Δf在沉积物粒度分析中能够解析粒组内部分布特征,具有传统指标不可替代的作用,D_(0)和D_(1)两者结合可作为沉积环境解析的替代指标,与其他q阶多重分形联合可进一步作为堰塞湖解析指标,而D_(1)/D_(0)和D2则存在一定局限。

不同计算方法的云南省永胜县下院滑坡堰塞湖沉积物粒度特征及沉积历史重建

【研究目的】滑坡堰塞湖灾害链危害大,其形成和溃决过程中受外部环境影响大。堰塞湖沉积物作为记录堰塞湖全生命周期的载体,具有良好的古环境和古气候的指示作用,采用最佳解析方法对其进行解读有利于还原沉积物沉积过程及古环境变化。【研究方法】通过野外调查采样和室内测试分析相结合的方法,采用图解法和矩值法计算下堰塞湖沉积物统计特征的适用性问题,使用粒度结合有机质含量重建了堰塞湖沉积环境,对堰塞湖的发育过程进行还原。【研究结果】(1)堰塞湖沉积物分层沉积层序明显,为单一水动力湖相沉积,物质来源稳定,非多物源沉积;综合有机质变化和沉积物粒度特征表明该堰塞湖经历了4次干湿周期,在气候和地质活动的共同作用下至少存在3次堵塞−泄流沉积过程,估算沉积旋回周期约为1750 a,该沉积历史应该是断裂带长期复杂的活动和气候−河流共同作用的结果。(2)通过对图解法和矩值法进行统计分析结果表明,两种方法对平均粒径和分选系数评价一致性较好,可直接进行替换;矩值法对偏态峰态整体计算结果比图解法大,在使用中需进行线性代换。由于描述参照值的缘故,偏态、峰态在统计表述中有所偏差。【结论】堰塞湖沉积物粒径分布简单,采用图解法计算更加便捷,与其他沉积物对比方便,推荐图解法对堰塞湖沉积进行计算。研究结果表明粒度特征对堰塞湖的沉积和溃决过程以及滑坡灾害对气候变化的响应研究具有一定的指导意义,可为还原该堰塞湖沉积期的古环境和古气候提供理论依据。

基于物质点法的白格滑坡堰塞坝形成过程数值模拟

为准确模拟堰塞坝的形成过程,在物质点方法中引入了滑动速度依赖型的摩擦系数模型,实现了滑面接触算法的求解,并与试验结果对比验证方法的可靠性。在此基础上,反演了白格滑坡堰塞坝的形成过程,探讨了滑床底摩擦对堰塞坝成坝模式的影响规律。研究结果表明:白格滑坡堰塞坝形成过程可分为滑坡体加速运动、河谷制动和堆积成坝三阶段。白格滑坡速度最大达到45 m/s且最大速度位于滑坡体后缘,而滑坡体前缘受到河床底部摩擦影响,速度不稳定,变化幅度大且比滑坡体后缘早20 s制动。不同滑面接触模式决定了滑坡最终堆积成坝的状态:若采用滑动速度依赖型的摩擦系数模型模拟,则能够真实反映白格滑坡堰塞坝堆积状态;采用滑面的峰值摩擦系数计算,则导致计算的白格滑坡运动距离减小了32%,不能形成完全堵塞金沙江的堰塞坝;而采用残余摩擦系数计算,则导致计算的白格滑坡运动距离增大了12%。研究成果对加深堰塞坝成坝模式的认识具有意义,对于滑坡堰塞坝链生灾害预测及防灾减灾应急抢险处置具有一定的参考价值。

红石岩堰塞坝新堆积体动三轴试验研究

牛栏江上的红石岩堰塞坝新堆积体以石灰岩和白云岩为主,级配和密度离散性较大。同时,已有研究结果表明,红石岩新堆积体具有黏性粗粒土性质,静力参数具有明显的离散性,需开展其岩土料的动力参数研究,以为将其利用改建为水利枢纽提供基础材料数据。采用GDS动三轴仪,对红石岩新堆积体进行了动剪切模量比与阻尼比试验,研究新堆积体动应力应变特性及其影响因素。试验结果表明:随着剪应变的不断增大,新堆积体动剪切模量比不断减小,阻尼比随之增大。新堆积体动力特性受围压影响较为明显,最大动剪切模量随着围压的增大而增大。在相同剪应变条件下,随着围压、干密度、粗颗粒含量的增大,动剪切模量比逐渐增大,阻尼比逐渐减小。另一方面,新堆积体细粒含量较多,颗粒岩性复杂,风化程度差异明显,导致其动力特性具有一定的离散性,与人工筑坝堆石料存在明显差异。