六垛南闸下游引河泥沙淤积特性数值分析

为了明确六垛南闸下游引河的淤积特性,基于Mike软件数值计算求解了该闸下游引河的水沙运动,对闸下引河冲淤进行了预测分析,并通过闸下实测水位和预测水位进行对比验证了计算模型的正确性。结果表明:各泄流量时下游引河的水流均为顺岸流动,流速分布规律相同;相同流量时沿程流速整体呈增大趋势。闸下引河的冲淤特性呈现出潮位越低,冲淤量越大的特点。建议六垛南闸开闸冲淤应尽量选择入海口潮位<0.3m时进行,同时可按照10d一个周期进行开闸冲淤。研究成果可为江苏省同类沿海挡潮闸防淤减淤提供参考。

大兴灌渠进水闸现场安全鉴定现状及解决策略分析

大兴灌渠进水闸位于丰台区永定河左堤,卢沟桥下游左岸354 m,主要用于引永定河水灌溉大兴区农田和流域范围内规划建设用地雨水排放功能。永定河大兴灌渠进水闸于1965年投入使用,2003年进行了改建,自改建以来未进行过安全鉴定。为了保证水闸安全运行,根据水建管[2008]214号《水闸全鉴定管理办法》和SL214-2015《水闸安全评价导则》开展永定河大兴灌渠进水闸是十分必要的。文章通过土石建筑物现场检查、混凝土结构安全检查、金属结构检查、机电设备检查、其他方面检查五个方面对大兴灌渠进水闸现场进行了安全鉴定和分析,并提出了相关对策。

海河流域大跨度钢坝闸设计研究

随着国民经济的发展和生活水平的日益提高,人民群众对优美水生态环境的需求亦日益增长。在城市生态蓄水工程中,钢坝闸因其没有上部结构,可形成宽阔水面和跌水瀑布,营造出良好的生态水景观,同时还具有安全稳定、过流能力强、使用寿命长等优点,具有广泛的应用前景。但当前已建的大部分钢坝闸跨度较小,且沿河道全断面布设,大跨度、高水头的钢坝闸设计较少。本研究根据海河流域主槽型河道的特点,提出了沿河道主槽布置大跨度钢坝闸、控制设备布置于堤顶外侧的典型设计方案,相关结构设计、地基处理及钢闸门设计,对同类型河道中布置钢坝闸具有一定借鉴意义。

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。

MIKE11模型在八滩渠地区河道及挡潮闸规模论证中的应用

八滩渠地区是渠北地区滨海县城东侧自排入海区域,区域涝水汇入三条八滩渠后通过沿海挡潮闸自排入海。随着南八滩闸、二罾闸闸下围垦养殖,闸下港道淤积,同时八滩渠区域主要排涝河道多年未进行疏浚,八滩渠地区的排涝能力已不能满足规划标准。为使八滩渠地区排涝能力达到设计标准,亟需对沿海挡潮闸进行拆建,并对主要排涝河道进行疏浚。通过采用MIKE11模型对八滩渠地区排涝过程进行分析计算,得出八滩渠地区现状工况基本达到五年一遇排涝标准;通过拆建南八滩闸、疏浚南八滩渠及沿线主要排涝支河,可以使八滩渠区域排涝标准提高到10年一遇。

灌溉渠道闸门调控过程中的非恒定流研究

灌溉中的水量与流量调度是一个动态过程 ,渠灌区因流量调度不当导致的弃水是灌溉水损失的重要因素 ,为了准确调控渠道中的流量 ,对灌溉渠道干渠在配水过程中分水闸调节产生流量变化而引起的非恒定流问题进行了研究。数学模型以圣·维南方程描述 ,数值求解应用特征线法 ,并采用矩形特征差分网格二阶精度格式。模拟给出了不同调节流量、调节时间相应于不同初始流量、水位和调控方式情况下的模拟渠段上。

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。

U形渠道量水平板水力性能试验研究

根据北方灌区渠道底坡缓且灌溉水流多泥沙的现状,该文针对U型渠道设计了平板量水装置。为了探索不同尺寸悬垂薄平板在明渠水流冲击作用下的水力学特性,确定流量与平板偏转角度之间的关系。分析水流流态,将渠道运动水流分为3部分,对平板部分水流应用闸孔淹没出流公式,建立流量计算模型,得出流量与角度的半经验关系式。对流量系数计算模型中的待定系数进行估计,得到了统一形式的流量公式。U型平板测流范围为9~44L/s,经验证,计算流量与实测流量之间最大相对误差为6.9%,平均相对误差为3.2%,其中收缩比0.547、0.439平板测流相对误差均小于5%,满足灌区量水要求。同一收缩比板型,相对水头损失随着流量增大而减小,不同收缩比板型,相对水头损失随着板型收缩比增大而增大,除收缩比0.715平板在小流量(本试验大约为10L/s)测流时,相对水头损失比在10%以上,其余平板测流时相对水头损失均小于10%,其中收缩比为0.439和0.337平板最大水头损失不超过上游总水头6%。经过综合分析,选择0.547到0.439为平板最佳收缩比测流范围。研究可为灌区量水设施的改进提供依据。

平板闸门自由-淹没孔流统一流量率定模型

中国灌区的常用量水方法中,利用水工建筑物尤其是闸门量水是目前应用最为广泛的,但传统的闸门过流公式众多,实际应用中需区分自由、淹没流态选择对应的公式,理论值与实测值偏差较大。该研究拟提出一种基于实测数据率定的形式简单、可应用于多种流态的流量计算模型。主要采用三维数值模拟的方法,通过建立实际水闸的三维流体力学模型,研究不同流态下的闸门水力特性,并结合室内模型试验和野外原型观测提出基于实测数据率定的流量计算模型。研究步骤为:1)验证基于实测数据的率定模型的有效性及精确性;2)分析该模型应用于闸门不同流态的率定效果,判断其是否可用于自由及淹没孔流建立统一的流量关系;3)对所提出的模型方法进行野外实测数据验证,并进行误差来源分析。结果表明:1)该模型能够进行区分流态的率定且精度较高,90.63%的数据误差在5%以内;2)该模型能够统一自由-淹没孔流率定,使用仿真数据进行统一率定时数据误差在5%以内的占比为86.67%,使用南水北调中线某闸门8、10、11月份验证模型精度达到77.64%的数据误差在5%以内,95%以上数据误差在10%以内的效果。该模型具有简单、光滑连续的特点,在实际工程应用中建议通过大量实测提高模型精度。

南水北调中线分水口群不同运用方式对总干渠水力控制特性的影响

分析了南水北调中线总干渠在闸前常水位运行方式下,满足分水口群用水需求的节制闸控制方式和算法,通过数值仿真,重点研究了分水口群分别采用顺序运用方式、同步运用方式及逆序运用方式时,总干渠在闸前水位偏差、水力过渡时间和闸门操作历时等水力控制指标方面的差别。研究表明,闸门操作历时在顺序运用方式下最短,逆序运用方式下最长;水力过渡时间在同步运用方式下最短,逆序运用方式下最长;而闸前水位偏差指标在三种运用方式下相同。

管渠结合系统非恒定流数值模拟及理论分析

管渠结合系统非正常运行工况闸门突然关闭时,最大壅水高度的计算对渠堤及闸门的设计具有重要意义。上下游闸门同时关闭时,管渠结合系统最大壅水高度值存在直接水位波动和间接水位波动两种类型,并有其判别方法。有压管相对较长时,明渠和有压管段均可划分成微段联合计算,全面阐述了这种情况下用特征线法数值模拟时内边界条件的处理方法。经系列计算检验,说明该方法是合理、有效的。

运河清江闸、龙汪闸名称考辨

运河清江闸的兴建与运作,不仅有利于漕粮运输,而且促进了清江浦城的兴起与发展。清江闸的别称龙王闸(龙汪闸),大约出现于康熙十三年至十七年或十八年间,至乾隆三年恢复清江闸的称谓,地方志所载乾隆四年不准确。淮安境内的龙汪闸不止一处,明万历间所建永济河上的龙汪闸,实为《明会典》将龙江闸误载所致。龙汪闸又名龙王闸,当是清江闸先更名龙王闸,希望利用龙王信仰的力量震慑多发的水患,后来才俗称龙汪闸,二者可相互替用,但龙汪闸更普遍。厘清清江闸、龙汪闸的名称,还有助于河工地图的年代判读。

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.

京杭运河扩容工程船闸人字门启闭机设计

简要介绍在京杭运河扩容工程的船闸人字门设计中,采用了控制简单、造价低廉的液压直推式启闭机机型,经运行效果良好。

浅析动水法在混凝土衬砌渠道应用中的局限性

混凝土衬砌渠道在应用动水法时其结果往往差强人意,甚或毫无意义,明晰其误差产生原因,有利于明确动水法的实际应用。本研究以石津灌区四干三分干南四支混凝土衬砌渠道为实例,通过变水位静水法测验建立了渗漏强度函数,并以同年度流量观测资料拟合了渠道流量与水深的函数关系。基于两函数,以水量平衡原理为依据,模拟1km渠道长度时动水法的实施情况。实例分析结果表明,当流量在0.4～0.8m^3/s情况下,1km渠道上下游断面流量损失为3.615～4.130×10^(-3) m^3/s,水位落差介于2.415～3.026mm。混凝土衬砌渠道渗漏量很小,1km渠道渗漏量引起的水位下降常不足5mm。动水法中水深观测常用的水尺,在流动水中已很难保证如此高精度的观测,可见混凝土衬砌渠道的测渗工作当谨慎采用动水法。

东平古文化的运河印迹

东平自唐宋开始即已成为北方漕运"贡道"的要冲。元明清时期,京杭大运河皆过境东平,将其纳入南北水运大动脉的怀抱,其生态环境、生产环境、人文环境、社会环境均发生巨大变化,打上了深刻的运河文化印记。具体表现为:交通运输、商业贸易、旅游服务业兴旺发达;运河城镇码头的市井生活繁华奢靡;元杂剧唱响北方;信息丰富,传播快捷;首次进入马可·波罗等西方人的视野之中。

南水北调中线工程输水调度初始控制策略研究

南水北调中线工程输水干线由61个节制闸控制水流。根据各渠段内进出流量及渠道内初末状态体积的变化,可以将调度过程中各渠道的流量体积变化归纳为关闭充水、关闭泄水、开启充水、开启泄水4种情况。根据这4种运行情况,分别制定相应的控制策略,确定各节制闸流量调整的起始、结束时刻,最终得出了南水北调中线工程输水调度初始控制策略,满足渠道安全运行要求。

包世臣《闸河日记》中的清代山东运河

《闸河日记》为清代著名学者包世臣道光九年(1829)六月自馆陶至扬州沿运河南返的旅行日记,记载了其在运河沿岸的所见所闻。其中对山东运河的记载尤为详细,内容涉及山东运河沿线的闸坝和水利设施、漕粮运输和地方吏治、城镇经济和风土民情等。《闸河日记》生动地再现了清代中期山东运河的风情面貌,保存了大量有关运河的原始资料,对于研究清代山东运河具有重要的史料价值。

渠道下游常水深运行非恒定流数值模拟研究

为了研究闸门调控下的梯形渠段非恒定流过渡过程,在下游常水深运行条件下,采用矩形网格特征线法,对渠段上游来水量变化和渠段上游闸门在不同线性调节方式下引起的非恒定流过渡过程进行了数值模拟,研究了渠段上游来水量变化时下游流量、上游水深变化过程,探讨了渠段上游闸门在不同线性调节方式下上、下游流量和上游水深的变化过程。结果表明,当上游来水量变化时,下游流量和上游水深经历一段时间都趋于稳定,且流量变幅越大,趋于稳定的时间也越长。闸门按线性函数式调节开度后,闸门过流流量、上游水深基本按线性规律变化,而后基本维持稳定不变。

基于Pro/E的电源插座板上盖注射模优化设计

采用非传统设计方法,借助三维辅助设计软件Pro/E的Plastic Advisor6.0模块对电源插座板上盖进行了充分的工艺仿真分析,快速得到了潜伏浇口和冷却水道的最优开设位置以及模具的质量属性,从而优化模具设计流程、提高设计效率和减少设计过程中的错误。