叶轮中心淹没深度对特低扬程下立式泵装置流道水力性能的影响

为提高特低扬程泵站立式轴流泵装置的水力性能,该研究对叶轮直径为3.0、2.5、2.0、1.5 m的立式轴流泵装置在不同叶轮中心淹没深度下的进、出水流道流场分别进行了三维湍流流动数值计算,并对流道流场和水头损失进行了分析比较;对某特低扬程泵站在叶轮中心淹没深度为3.08、2.38、1.68 m下的立式轴流泵装置水力性能分别进行了数值计算及比较,并进行了泵装置模型试验验证。研究结果表明:叶轮中心淹没深度对肘形进水流道的水流流态及水头损失的影响很小,但对虹吸式出水流道的流态和水头损失影响较大;随着叶轮中心淹没深度的增大,虹吸式出水流道内的流态逐渐改善,流道水头损失基本呈下降趋势,泵装置效率逐渐增大,特低扬程工况下泵装置模型试验最优工况点的效率达75.92%,泵装置能量性能数值模拟结果与模型试验结果基本一致。研究结果可为特低扬程泵站采用立式泵装置的设计提供一定参考依据。

微型胶囊机器人外壳的淹没式空化射流成形质量分析

目的针对微型胶囊机器人外壳成形的技术难题,提出了一种基于淹没式空化射流冲击箔材的微型机器人外壳成形方法,分析了微型外壳的成形质量。方法基于微型胶囊机器人外壳的特征尺寸设计模具,利用淹没式空化射流试验装置,完成了对T2铜箔的高能冲击成形试验,分析了淹没式空化射流的成形原理,讨论了微型外壳的成形深度、表面粗糙度、厚度减薄率以及纳米硬度。结果在空化射流冲击成形过程中,微型外壳成形深度的增长率随成形时间的延长而减小,最大成形深度可达291.4μm(模具最大深度为300μm);成形后微型外壳表面粗糙度Ra值由0.7897μm逐渐增加至1.0576μm,厚度减薄率为10%~25%,纳米硬度提高了21.78%~46.64%,最大硬度增长率出现在刃口处。结论在淹没式空化射流成形过程中,微型外壳的成形深度与模具的相当,微型外壳表面存在小幅度粗化现象,成形后减薄率降低,纳米硬度大幅提高,抵抗外界破坏能力提高。

金沙江白鹤滩水库巧家淹没区维管植物资源及区系分析

白鹤滩水电站是我国在金沙江修建的世界上在建规模最大的水电站,电站竣工形成水库后,库区内金沙江原有河岸带及河岸带以上至825 m高程区域成为被水库蓄水淹没的淹没区,且在该淹没区内会形成落差达60 m的库岸水位消落区.为掌握白鹤滩水库淹没区内的本底维管植物资源,也为白鹤滩水库成库后形成消落区的生态演变、生态保护和治理修复工作中适宜植物的筛选提供基础数据,在2020年白鹤滩水库还未建成蓄水前对库区巧家段淹没区的本底维管植物资源进行了实地调查,并就其区系成分特征进行了分析.研究表明:①白鹤滩水库建成前金沙江巧家段淹没区本底维管植物有50科160属207种,其中河岸带有18科52属59种,河岸带以上至825 m高程区域有49科154属199种,二者共有17科46属51种;无论是在整个淹没区,还是在河岸带或河岸带以上至825 m高程区域均表现为禾本科(Gramineae)物种数量最多,菊科(Compositae)物种数量次之.②无论是在河岸带还是在河岸带以上至825 m高程区域中,草本植物均为本底维管植物中占绝对优势的生长型;一年生植物和地上芽植物均为本底维管植物中的优势生活型.③金沙江巧家段淹没区本底维管植物区系成分具有明显的热带分布性质,属于热带分布类型的有28科118属,分别占淹没区总科数和总属数的56.0%和73.75%.其中,河岸带本底维管植物有50%的科和67.31%的属为热带区系类型;河岸带以上至825 m高程区域本底维管植物有55.1%的科和72.73%的属为热带区系类型.该研究对掌握白鹤滩水库巧家段淹没区本底维管植物组成和特征,预测白鹤滩水库消落区未来植物物种组成、植被演变、消落区生态保护和治理修复工作中适宜植物的选择具有特别意义.

基于两种降水数据的苏巴什水库暴雨山洪淹没模拟及致灾临界雨量阈值研究

以阿克苏地区苏巴什水库为研究对象,采用多源降水融合数据、雨量站数据、数字高程模型(DEM)数据以及土地利用数据等资料,运用FloodArea模型对苏巴什水库典型暴雨山洪淹没过程进行精细化模拟,通过淹没深度和汇水量2个参量,对比分析2种降水数据源模拟效果,在此基础上,构建了降水-淹没深度关系模型,得出冲砂闸底板高程、汛限水位、泄洪闸堰顶高程和坝顶高程对应的致灾临界雨量阈值。结果表明:以多源降水融合数据驱动的FloodArea模型模拟苏巴什水库淹没深度和计算汇水量较雨量站模拟的精度更高,更接近真实值,多源降水融合数据和雨量站降水数据模拟得到的淹没深度误差率分别为8.59%和18.67%。苏巴什水库淹没水位达到冲砂闸底板高程、汛限水位、泄洪闸堰顶高程和坝顶高程对应累积4 h降水量的致灾临界雨量阈值分别为7.1 mm、20.1 mm、32.9 mm和44.7 mm。研究结果可为苏巴什水库暴雨山洪预警提供理论依据,并提升暴雨山洪预警能力。

诺敏河阁山水库淹没影响范围及实施难点

阁山水库基本情况,淹没影响特点及损失情况,征地移民影响特点,水库征地移民任务完成情况,存在主要问题及实施难点。文章对阁山水库淹没影响情况、征地移民情况及实施难点进行总结及探讨。

新疆和田地区山丘区中小河流洪水淹没范围初步研究

针对和田山丘区中小河流居民生活区存在的洪水灾害问题,对和田山丘区40条中小河流进行洪水淹没范围研究,为和田地区的洪水灾害风险区划分和防治区划分提供理论依据。采用DEM水力学模型对和田山丘区40条中小河流进行洪水淹没范围模型计算(以奴尔河为例),采用水力学公式+空间地形叠加法和一维水力学模型+空间地形叠加法进行验证。结果表明,DEM水力学模型计算出的洪水淹没范围与单断面计算的控制断面水边点位置差异在合理范围以内。因此DEM水力学模型可以运用到田地区40条河流的淹没范围计算,可为和田地区洪水灾害风险区划分和防治区划分提供技术支撑。

淹没刚性植被明渠紊流沿程流动特性差异

淹没刚性植被通过改变水流结构,造成时均流速、紊动强度、雷诺应力等水力参数垂线分布不均匀和沿程差异化。采用声学多普勒测速仪(ADV)测量3种淹没度(3.0、4.0、5.0)下的流速,结合统计学方法,系统分析植被段内及其上、下游过渡段流速和紊动特性差异。结果表明:植被显著增强了水流紊动,且紊动特性取值与淹没度正相关;植被段内流速差异在低淹没度下的植被层内和高淹没度下的自由流动层内更加显著,而紊动特性沿程增强,且垂线分布具有相似性,最大值点位于冠层顶部附近;当淹没度满足KH涡的形成和发展条件时,随淹没度的增大,植被段内紊动特性垂线分布出现转折点(临近此点梯度急剧减小并趋于0)的断面数量增多,经验证,在充分发展的紊流区此点可作为KH涡的上边界点。

沿海地面沉降对风暴潮作用下洪水淹没影响的析因试验

地面沉降会加剧沿海地区潮灾风险。基于验证良好的MIKE 21水动力模型预测珠海市未来地面沉降和风暴潮影响下洪水淹没情况,引入并设计析因试验以量化地面沉降和风暴潮对洪水淹没的单独效应、主效应和交互效应。结果表明:珠海市地面沉降在平沙镇东北至白蕉镇西南呈条带状分布,对洪水淹没存在空间“放大效应”。地面沉降和风暴潮交互作用会加剧鸡啼门水道和泥湾门水道两侧洪水向内陆演进的趋势;与内陆相比,沿岸农田和水产养殖区的淹没对地面沉降更为敏感。交互作用时两个因素的单独效应均增强,二者对洪水淹没存在正向协同交互作用。未来100年地面沉降情景下,地面沉降主效应约为风暴潮主效应的1.11~29.49倍,这表明地面沉降在淹没效应中占主导地位,在预测未来风暴淹没时须考虑地面沉降的影响。

淹没水射流式贝肉清洗装置设计与试验

随着贝类预制菜产业的发展,基于贝肉的精加工预制食品逐渐在市场上推广,虽然市场上清洗装置品类较多,但是尚未有适合各类贝肉产品清洗的装备,存在清洗效率低、洗净率差和易破损等问题。本研究基于淹没水射流机理,设计了以淹没水射流为清洗动力的贝肉清洗装置,并对清洗装置进行Fluent-EDEM耦合数值模拟,确定清洗装置的关键结构参数范围。通过2个阶段试验论证了该清洗装置的合理性,第1阶段通过清洗正交试验得出,当射流口直径为10 mm,清洗量为14 kg,清洗时间为6 min,淹没水射流式清洗效果最佳;第2阶段进行了生产性对比试验,并以洗净率和破损率作为评价指标,对比3种清洗装置洗净率。结果显示:以扇贝裙边为清洗对象时,淹没水射流式清洗装置的平均洗净率为97.77%,且无破损现象,较螺旋桨式清洗装置洗净率提高了14.4%,较超声波式清洗装置洗净率提高了7.3%;以鸟蛤肉为清洗对象时,淹没水射流式清洗装置的平均洗净率为98.23%,较螺旋桨式清洗装置的洗净率提高了12.49%,较超声波式清洗装置洗净率提高了6.7%,且无破损情况。研究表明,淹没水射流式装置具有较好的清洗效果,具备产业化推广价值。

基于HAND的流域洪水淹没快速分析技术

快速分析计算流域洪水淹没,对于防洪具有重要作用,而基于水动力学模型的经典淹没算法在时效性方面存在不足,制约防洪“四预”功能实现和数字孪生流域建设。针对此,本文建立了基于HAND(Height Above Nearest Drainage)的形态淹没模型,用于快速分析流域洪水淹没情况,在乐安河流域上游进行了应用验证。结果表明,模型可在5秒内完成洪水淹没计算,对四场历史洪水和三场设计洪水淹没范围的总体模拟精度平均为0.95,达到水动力学模型的模拟精度;对淹没水深的模拟存在较大误差,平均误差为0.79 m。基于HAND的形态淹没模型可快速绘制全流域洪水淹没范围图,大幅提升影响预报和防洪预演的时效性水平。

基于精细化数据的广州市番禺区内涝淹没风险研究

[目的]利用精细化测绘调查数据开展城市降雨径流过程模拟,旨在盘活国土资源数据资产和促进城市内涝风险精准管控。[方法]以广东省广州市番禺区为研究区,基于高精度的地形和建筑数据,采用SCS-CN径流模型和GIS技术,模拟不同强度暴雨情境下的城市内涝淹没深度,定量分析研究区内涝淹没风险空间分布特征,同时结合承灾体灾损经验模型,对洪灾损失风险进行评估,识别高发易损规划管理单元。[结果]①番禺区内涝淹没风险区空间上呈现河涌与城市低洼地区聚集状态,临近市桥—沙湾水道、三枝香—大石水道的街镇存在着较高的淹没风险。②随着暴雨强度增加,农业用地和建设用地将受到最严重的影响。③在100a一遇暴雨情形下,番禺区4个规划管理单元处于高损失风险,损失主要来自住宅建筑,而处于中等损失风险的单元主要面临农业耕地淹没损失。[结论]通过精细化的测绘数据建模,从地块级别成功识别了番禺区潜在易淹没高损失区域,与实际情况较为符合,提高了风险研判的精细度,能够为城市内涝治理和海绵城市规划建设高质量发展提供技术支持。

基于ArcGIS Engine的风暴潮淹没适应气候变化策略辅助决策系统开发

本研究构建了基于ArcGIS Engine的风暴潮淹没适应气候变化策略辅助决策系统,将风暴潮淹没适应气候变化策略研究过程流程化和简单化,并提供7个面向用户开放的决策端口,辅助决策者做出科学的风暴潮淹没适应气候变化策略选择。以青岛市风暴潮淹没为例的系统应用,进一步验证了该系统能够切实提高研究过程的分析效率,为中国沿海地区的适应风暴潮灾害提供技术支持。

人工淹没空化射流喷丸强化7075铝合金性能分析

目的利用喷丸强化技术提高材料的性能,延长零件的使用寿命。方法在人工淹没空化射流喷丸中,利用由2个具有大速度差的同心共流射流产生的剪切层引起的空化,在承受疲劳载荷或腐蚀环境的金属部件的表面层中引入压缩残余应力,从而实现冲击性能显著提高的新型喷丸强化技术。为了进一步验证人工淹没空化射流的强化性能,采用人工淹没空化射流喷丸对7075铝合金(Al7075)进行表面强化处理,研究不同扫描速度的人工淹没空化射流喷丸对其微观组织和力学性能的影响。观测不同扫描速度人工淹没空化射流喷丸下Al7075的表面形貌和粗糙度。结果在扫描速度为3.0mm/min时,粗糙度值约为1.27μm;在扫描速度为2.0 mm/min时,粗糙度值约为4.08μm;在扫描速度为1.0 mm/min时,粗糙度值约为12.35μm。测量了人工淹没空化射流喷丸冲击前后Al7075的残余应力和显微硬度沿深度方向的分布,研究并讨论了Al7075在人工淹没空化射流喷丸过程中的微观结构演变。结论人工淹没空化射流喷丸会在Al7075表面发生塑性变形,增加了表面粗糙度,且产生加工硬化。揭示了Al7075在塑性变形过程中的晶粒细化机制,旨在为获得高性能的Al7075提供一种新的表面强化方法。

广东省沿海平原中小河流淹没图编制方法初探

广东省沿海平原中小河流具有比降缓、潮汐影响大、淹没范围广和堤围密集等特点,其淹没图编制至今无统一方法。该文通过Mike21和Arcgis软件,结合河流特性,参考《山丘区中小河流洪水淹没图编制技术指引》,以乌坎河为例探求出一种适用于广东省沿海平原中小河流的淹没图编制方法。该方法具有可操作性强、准确性较高和适用范围较广等特点,为后续广东省沿海平原中小河流淹没图制作提供参考。

基于机器学习的临沂市雨洪淹没范围时空演变特征研究

随着全球气候变化的不断加剧,极端降雨引发的城市内涝问题日益突出。本文以临沂市为研究对象,基于机器学习方法,对雨洪淹没范围的时空演变特征进行深入研究。首先,通过对地理信息系统(GIS)和遥感数据的整合,建立了雨洪淹没模型。随后,利用机器学习算法,如SCS 模型和深度学习网络,对雨洪淹没范围进行时空模拟。通过对比分析模型预测结果与实际观测数据,验证了模型的准确性和可靠性。最后,根据模型结果,深入挖掘雨洪淹没时空演变的规律与特征,为城市防洪排涝系统的优化提供科学依据。

基于DEM的水库下游洪水淹没演进过程研究

水库作为重要的水利工程在防洪减灾中发挥着重要作用,同时关系到下游广大人民的生命财产安全和经济可持续发展。为此,提出一种基于DEM的水库下游洪水淹没演进过程分析方法,并将其应用于周公宅水库下游区域洪水淹没演进过程研究中。结果表明,该方法能提高洪水淹没演进过程的分析效率,可实现水库下游洪水淹没演进过程模拟,且模拟结果符合山区河道的洪水淹没演进规律,可为水库洪水防御预案制定、下游洪水风险预警发布、避险转移工作开展提供数据参考和技术支撑。

大中型水库建设洲滩土地淹没处理补偿探讨

大中型水库淹没处理是工程建设的重要基础,涉及到国家、集体和个人的利益,具有政策性强、现场情况复杂、利害关系交织等特点,其中洲滩土地权属确定、地类认定和补偿费用计算争议较大,从湘资沅澧四水大中型水库工程建设淹没处理的实践,提出了洲滩土地权属确定、地类认定的有关法规政策依据,以及洲滩土地补偿费和相关税费计算的路径和方法,供水利水电工程征地补偿和移民安置工作者参考。

1976—2020年黄河入海口滩区水体演变过程及淹没风险识别

黄河流域生态保护和高质量发展已成为国家战略,对黄河入海口滩区水体范围进行动态监测研究,避免水体演变所衍生出的潜在淹没风险具有重要意义。通过获取长时序丰水期Landsat系列遥感卫星影像数据集,采用基于决策树的多指数陆表水体提取方法,获取黄河入海口滩区1976—2020年10个研究时点的最大水体范围,并通过叠加分析计算各个区域历史淹没频次,进而识别城镇村庄居民点和采矿用地淹没风险。研究结果表明,10个研究时点中被淹没5次以上的区域为463.7 km 2,以2015年共631个城镇村庄居民点和采矿用地为例,低淹没风险413个,中淹没风险52个,高淹没风险20个。黄河入海口滩区城镇村庄居民点等建设用地应明确迁建需求,科学迁建选址,完善基础设施。

河流中低淹没度下刚性沉水植被阻力系数改进研究

准确评估植被阻力对预测植被影响下的河流流速分布具有重要意义。采用已有研究数据,验证了6种挺水植被阻力系数公式在刚性沉水植被流计算中的适用性,并在已有研究基础上考虑淹没度影响,针对低淹没度情形,提出了改进的阻力系数公式。结果表明,各公式平均计算精度接近,计算流速与实测流速相对误差均在10.20%~15.19%之间;改进阻力系数公式计算精度良好,公式计算流速与实测流速相对误差为3.40%,可用于植被层流速估算,适用范围为淹没度1<H/h_(v)<2且固体体积分数0<ϕ≤0.02。