河流颗粒态生源要素和输送泥沙探讨

结合笔者工作经历,首先分析了河流中颗粒态生源要素的主要组成其输送现状,接着探讨河流颗粒态生源要素未来研究方向。然后介绍了全球河流输送泥沙的现状。最后简单探讨了目前对河流输送泥沙通量研究的基本模型,以期为相关工作者提供一些帮助。

辽东湾北部浅海区泥沙输送及其沉积特征

根据实测资料，本文定量分析了辽东湾北部泥沙输送及其分布，并对辽河三角洲沉积区划作了初步讨论。研究表明本区泥沙以纵向搬运为特征。双台子河以西来沙和辽河西水道入海泥沙是区域东部拦门沙体和浅滩发育的主导因素。汛季大潮期，泥沙自西向东运移落淤在河口及毗邻浅水域；小潮期，泥沙除向东扩散外，大部泥沙向海方搬运。调查区可划分六个现代沉积作用区，即潮坪沉积区、辽河水下三角洲细粒沉积区、河口沙洲沉积区、波浪潮流冲蚀沉积区。

基于PLC的泥沙输送实验平台冗余控制系统

为了解决泥沙输送实验平台控制系统可靠性不高的问题,采用硬冗余技术,以西门子400H PLC为控制核心,分别在CPU、通信网络和上位机等方面进行了冗余设计,并进行了组态和编程实现,建立了具有冗余和容错功能的泥沙输送实验台控制系统。同时,通过USS通信协议,实现了315 k W西门子MIDIMASTER系列变频器的控制和参数采集,并利用Y-Link组件将其融入到冗余系统中,降低了大功率变频器对控制系统的干扰,丰富了采集参数。实验结果表明,冗余控制系统具有很高的容错性能,可以有效避免因宕机、通信中断或CPU报错等故障所造成的实验平台失控现象,从而大大提高了实验平台的控制可靠性。

泥沙管道输送计算方法探讨

对当前使用较多的泥沙管道输送计算方法包括王绍周公式、Durand公式、Wasp公式、Turian公式及Wilson公式分别进行了详细介绍。并就某工程项目分别使用不同计算方法进行计算,且与实际测量数据进行比较分析,以供设计人员和施工人员参考。

超大型绞吸挖泥船泥沙输送系统优化设计

绞吸挖泥船的大型化可以显著加快疏浚速度,提升疏浚效率,降低环境破坏,减少人员劳动。因此,超大型化向来是疏浚业界努力追求的一个方向。上海交大船舶设计研究所设计了当前世界上最大装机功率(2.4 MW)、最大生产能力(在目标工况:排距8 km、挖深30 m、排高10 m、输送d50=0.23 mm中砂,产量大于8 000 m3/h)的绞吸挖泥船。介绍该船泥沙输送系统设计时所采用的基于目标工作点优化设计方法。该方法在前人对泥沙管道输送能耗、泥沙对泥泵性能影响等相关方面的研究成果的基础上,首次提出了针对设计工况施工效率优化,用极限工况作业能力进行校核的设计优化方法。结果表明:目标工况下,泥泵效率高达84%,柴油机效率高达90%,取得良好的节能减排和经济效果。

引黄灌区泥沙远距离输送研究

采用山东省簸箕李灌区实际资料对建立的引黄渠道泥沙远距离输送数学模型进行了验证,结果表明模型能够较好地模拟簸箕李灌区干渠水流输沙规律。进而利用该模型对影响泥沙远距离输送的主要因素进行研究,成果显示渠道衬砌、复式断面利于减少渠道淤积,引水时避免小流量长时间引水、减少沿程分水和提水灌溉,是实现泥沙远距离输送的有效措施。

远距离泥沙输送泥泵的研制

255SP泥泵是为黄河疏浚工程中实现远距离输沙的任务而研制。该泵配套功率255kW,通过直径400mm的管道输送浓度大于500kg/m3的泥浆,水平输距达5000m以上。文中介绍了255SP泥泵在水力设计、设计优化、产品设计、抗磨设计,以及模型和工程试验等方面的研制情况。

软冗余在泥沙输送实验台控制中的应用

泥沙输送实验台在工作过程中会遇到由控制系统故障引起的管道堵塞,这就要求其控制系统具有较高的可靠性。系统在西门子S7-300软冗余系统工作原理的基础上,提出了实验台软冗余系统的硬件组成及程序实现方法。通过PROFIBUSDP和工业以太网组成控制网络,实现控制系统的冗余功能。实验台运行结果表明,控制系统具有较高的可靠性。

基于气力提升技术的河道泥沙输送试验研究

为了验证气力提升技术在河道清淤过程中的应用效果,依据70%浸没深度的普遍工况,搭建了采用气力提升技术的泥沙输送试验平台.在0~4.5 m/s的进气速度下,开展了泥沙提升效率试验,探究了最佳提升效率所对应的进气速度.同时基于Matlab图像处理功能,着重对0.6与1.0 m/s进气速度下的流型进行分析,得到了最佳提升效率附近对应流型的固体颗粒运动特性.研究结果表明,管内流型以及颗粒的运动特性直接受进气速度的影响.在浸没深度一定的情况下,河沙提升效率由进气速度所决定.通过研究不同进气速度下的流型,进而探究不同流型的形成原因,得知当进气速度达到1.0 m/s时,气相被充分离散成均匀细泡,气体与液固两相发生了强烈的动量交换,气体携带的绝大部分动能转移到了固液两相,该进气速度下的提升效率最高,此时的流型亦为气力提升最佳流型.通过测量得到清淤效率与进气速度的关系,验证了气力提升技术应用于河道清淤的可行性.

泥沙输送设备技术改进方法探讨

放淤固堤施工技术是黄河下游堤防加固的主要技术方法,针对放於固堤工程施工过程中出现的一些问题,在不断总结施工经验的情况下,对工程的施工技术进行探索和研究,对泥沙输送施工设备进行技术改造,通过在输沙管道上的不同部位安装测沙阀门、减少气蚀自动装置、压力表和淤区整平阀门等装置有效解决了泥沙输送过程中的诸多难题,提高了泥沙输送系统的工作效率,加快了工程进度,创造了经济效益。

315 kW疏浚泥泵与泥沙输送实验台研制成功

在疏浚工程中，泥沙输送消耗了挖泥船绝大部分装机功率，是决定挖泥船动力配置、施工安全及效益的重要因素，因此，泥泵和泥沙输送技术的研究，一直受到疏浚界的广泛重视．

引黄灌区泥沙处理措施及提水设施的减淤作用

在综述了引黄灌区泥沙处理和利用的关键技术 ,阐述了新形势下传统泥沙处理技术存在的问题的基础上 ,肯定了渠道泥沙长距离输送的灌区泥沙处理发展方向。并例举了渠道不同部位设置提水设施对于引黄灌区泥沙利用、处理和输送等方面的作用和效果。

二维水库水流泥沙数值模拟

根据水库的水沙运动特点及库区地形条件 ,考虑悬移质和推移质运动 ,建立了二维水流泥沙数学模型 .网格单元用拉普拉斯方程和代数方法生成 ,模型方程用有限元法离散求解 .利用水槽试验资料和水库实测资料进行模型验证和稳定性分析 ,结果表明 :计算的断面流速分布、流场和河床变形与实测结果基本吻合 .

渠道不同粒径组泥沙的输移特性

本文以灌区实测水沙资料为基础，通过分析悬沙垂线分布，提出泥沙输送的条件，进一步分析不同粒径组泥沙的输移特性及对渠道泥沙淤积的影响。指出粗沙是造成泥沙淤积的关键，阐述不同粒径组泥沙都具有多来多排的特性，但其变化规律有所差异。通过比较多个挟沙能力公式，最后给出适应簸箕李灌区挟沙能力的具体表达式。

簸箕李灌区水沙运动规律及泥沙淤积成因浅析

簸箕李灌区位于黄河下游北岸的山东省滨州市,纵贯惠民、阳信、无棣3个县,是黄河下游大型引黄灌区之一,纵长106 km、横宽30 km,控制面积3010 km^2,设计灌溉面积10.9万hm^2。骨干渠道有沉沙条渠(东、西条渠)、总干渠、一干渠和二干渠组成。目前,簸箕李灌区沉沙条渠的泥沙淤积已造成渠首局部地区的土地沙化,并影响到周围环境。为解决这一问题,需要对灌区泥沙运动规律和泥沙淤积成因进行必要的分析研究,最后达到分散处理泥沙的目的。

长江宜昌—武汉河段泥沙年冲淤量对水沙变化的响应

运用泥沙收支平衡(Sedimentbudget)的概念确定长江中游宜昌-武汉河段的泥沙冲淤量,并运用数理统计方法,研究了泥沙冲淤过程对水沙变化的响应。研究表明,所研究河段的输沙具有“多来多排”的特性,在平均的意义上,年输入沙量为年输出沙量的1.1345倍,由此求得总净来沙中有11.85%淤积在河道中。河段出口输出沙量随时间而增大,大致在1980年达到峰值,然后再减小。1980年以前河段出口输出沙量的增大,与3口分沙减少(等价于河段净来沙增多)和下荆江人工裁弯(使河道输沙能力增大,因而可以将更多的泥沙输送到河段出口以下)有关,1980年以后的减少,则与宜昌站来沙量的显著减少有关。建立了1980～1997年间宜昌—汉口#河段年冲淤量与宜昌站年来沙量之间的回归方程,通过该方程估算出使宜昌汉口河段不淤的宜昌站临界来沙量为3亿t/a。为了定量评价宜昌站的来水量和来-沙量以及3口分水比和分沙比、宜昌站洪峰流量的变化对于河段冲淤量的相对贡献,我们以1980～1997年和1955～1997年两个时间系列的数据分别建立了多元回归方程。1980～1997年间的方程表明,宜昌站的来水量和来沙量以及3口分水比和分沙比、宜昌站洪峰流量的变化对宜昌—汉口河段年冲淤量的贡献率分别为6.23%、31.56%、25.77%、32.71%和3.73%。

黄河下游引黄灌区泥沙分布评价与配置模式

建立灌区泥沙输送系数和泥沙分散系数等泥沙分布评价指标,对黄河下游引黄灌区泥沙分布状况进行了评价。结果表明:灌区泥沙处理方式和地形条件是影响泥沙分布的主要因素,采用沉沙池集中处理泥沙的引黄灌区的泥沙输送系数和分散系数远小于浑水灌溉灌区,浑水灌溉有利于泥沙输送和分散配置。地势较陡的河南省引黄灌区泥沙输送系数和分散系数大于山东省灌区。黄河下游引黄灌区泥沙配置的主要模式有近距离集中配置模式、远距离集中配置模式、远距离分散配置模式3种。

许唯临:提升青藏高原水文泥沙监测能力

3月8日,全国人大代表、民进四川省委副主委、四川大学常务副校长许唯临就提升青藏高原水文泥沙监测能力谈到,青藏高原是亚洲多条大型河流的发源地。在为周边国家的数十亿人口提供水资源的同时,这些河流也是重要的海洋泥沙输送通道。对河流泥沙输移量及其时空分布特征的理解,是流域水资源环境管理及可持续发展规划的重要参考。通过几代水文工作者的努力,青藏高原的水文工作为地方防汛减灾、工程建设、水资源管理等做出了巨大贡献。当前存在站网密度过低、监测项目偏少、监测手段落后等问题。

圆管螺旋流输沙特性试验研究

螺旋流的流速分布有着与普通平直流不同的特点 ;运用圆管螺旋流的特性可以在管道中实现高浓度 ,远距离的泥沙输送。本文在试验的基础上对螺旋管流中的流速分布、泥沙的起动、起旋以及输沙等特性进行了研究 ,同时进行了理论分析 ,探讨了螺旋流高浓度输沙的可能性。

基于VC++和OPC的冗余监控程序设计

针对泥沙输送实验台运行过程中存在的监控程序可靠性不足的问题,对西门软冗余技术、OPC技术、VC++编程技术进行了研究,对基于西门子软冗余的监控系统的下位机PLC主站与上位机监控程序之间的通信过程与特点进行了归纳,提出了一种利用OPC技术实现两台监控计算机与两个S7-300PLC站点之间进行通讯的方法。通过采用西门子的SIMATIC NET软件建立了OPC服务器,采用VC++语言编写了具有冗余功能的实验台监控程序。通过判断主/备用CPU的状态标志位,由监控程序识别当前哪个CPU是主CPU,并对主CPU内的数据进行读/写。利用故障模拟实验对监控程序的稳定性和可靠性进行了测试。研究结果表明,该程序能够实时监测实验台的各项参数,能够实现主/备系统自动切换、故障报警等功能,程序运行稳定,可靠性高。