Experimental Study on Optimal Layout of Grid Desilting Gallery

Based on the desilting research of one scheduling project in the southwest of China,the method of setting grid desilting gallery before the desilting tunnel is put forward to expand the scope of the scouring funnel before the dam and solve the problem of sediment deposition at the power station water intake.The experimental results show that,in the design of a grid desilting gallery,the width of the grid gallery should not be smaller than that of the desilting bottom intake,the size of the grid orifice should be in the range of 1.5,m—2.0,m along the flow direction,and the grid spacing should be 3—5 times the size of the grid orifice.The discharging ability of the desilting bottom intake will decrease after the grid desilting gallery is added.The average of the decrease rates is about 5%—10%.The scouring funnel draws in the longitudinal direction before the dam obviously after the construction of the grid desilting gallery.

水库清淤物处置原则研究及综合利用实践案例

针对当前水库清淤物处置及资源化利用等问题,引入固废处置的“三化”原则,从无害化处理、减量化处理和资源化利用3个方面,提出了水库清淤物处置及综合利用的控制指标及限值要求。以大渡河沙湾水库清淤实践为例,分析了“三化”达标的不同级配泥沙应用于堤防建设、城市建设及造地回填等工程的实践与成效,研究成果可为水库清淤及淤积物处置利用提供参考借鉴。

体型参数对旋流排沙渠道水沙特性的影响

为明确关键体型参数对渠道和排沙洞内水沙特性的影响,在模型试验研究的基础上开展了旋流排沙渠道的水沙两相流数值模拟。结果表明:起旋室高度对截沙率影响较为显著,最大相差5.41%;排沙洞直径、倾角和起旋室出口宽度对分流比影响显著,最大相差8.13%,增大倾角后改善了原排沙洞封闭端因壁面条件影响而产生的泥沙淤积;起旋室出口宽度对渠道内水沙特性基本无影响;不同体型下旋流排沙渠道均可高效、持续排沙,截沙率均大于90%,经过起旋室后,高含沙水流从排沙洞流出,下游渠道含沙量急剧减小。

体型参数对梯形旋流排沙渠道水力特性的影响

为明确起旋室和排沙洞体型参数对梯形旋流排沙渠道水力特性的影响,采用试验研究与数值模拟相结合的方法,研究了各参数下旋流排沙渠道的分流比、空腔形态、压强、流速,对比分析了不同断面型式的水力特性。结果表明,增大起旋室进口宽度,或减小起旋室出口宽度、起旋室高度、排沙洞直径,均能减小梯形旋流排沙渠道的分流比;起旋室出口宽度是影响分流比的主要因素,排沙洞直径偏小会限制排沙洞内空腔的发展;增加渠道水面与排沙洞出口间的落差后可在排沙洞内形成更有利于泥沙运动的旋转水流;梯形旋流排沙渠道的水资源利用效率更高,当渠道来流量为89.6 m^(3)/h时,梯形旋流排沙渠道的分流比较矩形渠道的降低了6.6个百分点,且同一位置处的旋转水流流速更大。研究成果可为旋流排沙渠道在引水工程中的设计与应用提供参考。

旋流排沙渠道中旋转水流的排沙效果研究

旋流排沙渠道是基于旋转水流强挟带能力的特点提出的一种渠道水沙分离新技术,为了明晰其水沙特性,在试验研究的基础上,采用Realizable k-ε模型、VOF法及离散相模型,对旋流排沙渠道内的水沙两相流特性进行了数值模拟,通过与模型试验成果的对比确定了不同粒径泥沙的球度,研究了持续来沙条件下旋流排沙渠道的排沙效果,分析了渠道和排沙洞内泥沙的分布规律。结果表明:不同粒径泥沙的球度介于0.2~1.0之间时,在渠道顶部局部来沙条件下旋流排沙渠道对粒径为(0.075,3.000]mm泥沙的计算截沙率与试验值吻合良好,二者的相对误差仅为3.5%,误差主要来源于(0.075,0.160]mm的极细颗粒泥沙;当上游渠道水流进口来沙质量流量为60 g/s时,渠底高含沙水流由起旋室的分流,渠道含沙量迅速降低,起旋室前部和后部渠底水流含沙量分别为44.00 kg/m^(3)和0.07 kg/m^(3);排沙洞内的旋转水流对泥沙的挟带作用明显,在强离心作用下泥沙主要分布在排沙洞近壁面,最大泥沙含量约为200.00 kg/m^(3);在持续来沙条件下旋流排沙渠道对粒径为(0.075,3.000]mm泥沙的截沙率为95.98%,仅少量极细泥沙以悬移质形式进入下游渠道,渠道和排沙洞内无大量的泥沙淤积,表明旋流排沙渠道是一种可实现高效且连续排沙的水沙分离技术。本成果可为旋流排沙渠道在工程中的应用和水沙特性的研究提供有益参考。

基于BP神经网络的高密度电法在水库清淤扩容坝后排泥区围堰探测中的应用

高密度电法具有采集数据量大、效率高、反演信息丰富等特点,在水库大坝病险隐患探测领域得到广泛应用。目前,使用基于最小二乘法的反演容易受地电数据局部极值影响,使得探测到的病害位置和规模不准确。对此,通过建立不同参数值、形态大小及位置分布的异常体正演模型,将模型数据作为训练样本,以此构建基于BP神经网络的高密度电法反演模型;将训练完成的反演模型应用于水库清淤扩容坝后排泥区围堰的高密度电法探测结果分析中。结果表明,所提方法能够减小局部电流极值引起的屏蔽作用,缩小隐患排查范围,提高了高密度电法受高阻屏蔽影响下分辨隐患的准确性和反演精度,可对物探资料作出更为精确的解释。

ZnFe_(2)O_(4) 改性清淤污泥透水砖对初期雨水典型污染物净化效果及其吸附特性

为将水体清淤污泥有效资源化利用,并同步解决初期雨水径流污染问题,合成ZnFe_(2)O_(4)用于改性清淤污泥透水砖。运用场发射扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线衍射仪等手段对改性前后清淤污泥透水砖进行材料表征,分析表面形貌、元素组成及晶体结构;通过ZnFe_(2)O_(4)掺混比试验筛选最优配比,并开展初期雨水径流净化试验及吸附试验。结果表明:1)ZnFe_(2)O_(4)改性大幅提升了清淤污泥透水砖对悬浮物和磷酸盐的理论最大吸附量;2)改性前后清淤污泥透水砖对磷酸盐的吸附趋于单分子层吸附,且为自发吸热过程;3)未改性清淤污泥透水砖对悬浮物的吸附过程符合多分子层吸附,而ZnFe_(2)O_(4)改性清淤污泥透水砖更符合单分子层吸附;4)ZnFe_(2)O_(4)改性清淤污泥透水砖对悬浮物和磷酸盐的吸附性能及净化效果均明显优于未改性清淤污泥透水砖,可作为功能性透水铺装材料应用于海绵城市。

武汉市东湖底泥污染风险评估及精细化清淤研究

城市浅水湖泊泥-水界面营养物质交换强烈且频繁,底泥污染释放对上覆水体影响显著,是浅水湖泊污染的主要途径之一。以武汉市东湖为例,采用氮磷综合污染指数法和静态释放试验方法,评估底泥污染风险,并综合考虑清淤工艺及水生植物分布等因素,精确确定清淤范围及厚度。结果表明:东湖底泥总氮和有机质含量分布具有较高的协同性,总磷与有机质含量之间呈弱相关;东湖上、中、下层底泥氮磷综合污染指数分别为0.85~11.39,0.52~7.40和0.49~6.33,大部分区域处于轻度污染—重度污染范围;东湖清淤深度以29.04~110 cm为宜。研究成果可为东湖水环境综合治理及类似城市浅水湖泊治理提供理论依据和技术支撑。

水下管道外壁清洗机器人设计及流体力学仿真

针对水下管道外壁附着生物容易造成管道腐蚀的问题,设计出一款水下管道外壁清洗机器人.主要由夹持机构、清洗机构、攀爬机构、腰部回转机构四部分组成.机器人可以沿管道行走,并在管道分支处可进行换向,在行走的同时可以对管道进行清洗.针对机器人进行整体结构方案设计,并对机器人沿管道的攀爬步态进行分析以及夹持机构主要参数进行计算.应用SolidWorks进行建模,通过Flow Simulation模块对机器人在水下运动时,机器人周围水域水流状态以及机器人自身所受应力情况进行仿真,通过仿真分析了机器人在水下运动时所受的阻力特性.结果表明,该水下管道外壁清洗机器人的可行性及合理性,通过对夹持机构的调节,可以实现对不同直径的管道进行清洗,满足水下作业要求.

中小型桑蚕养殖机械研究进展

栽桑养蚕历史悠久,养蚕工艺古老而传统。随着经济和社会的发展,养蚕作为劳动密集型农业急需轻简化、机械化、自动化和智能化等多层级养蚕技术和装备。针对养蚕各生产环节和作业要求,介绍了桑蚕养殖机械研究现状和特点,总结了中小型桑蚕养殖机械应用中存在问题,展望了桑蚕养殖机械研究发展趋势。

水利工程建设中的清淤疏浚施工工艺

以某航道工程为例,通过了解该航道的具体疏浚范围及级别,重点论述了清淤施工过程及要点,同时通过陆上开挖和水下疏浚两种方式,详细介绍了清淤疏浚的施工工艺。有效的清淤疏浚能将淤泥变废为宝,实现淤泥的无害化、资源化利用。

城镇流域综合护岸生态化治理体系建设应用

以普宁市汤坑溪(南切流)治理工程为例,开展该流域综合护岸生态化治理研究。针对河道现状排涝标准低、河道淤积,行洪能力下降、水质恶化等问题,对普宁市占陇镇内河海仔溪及其支流新寮沟、下寨沟与汤坑溪南切流支流朴兜沟进行综合治理,治理范围内10.13 km全河段进行清淤,重点河段进行护岸及绿道建设,工程建设后期从水环境与生态环境2个方面提出了保护措施,通过治理措施,可减少水流的阻滞,增加了河道过流能力,提高区域防洪标准,减少洪涝灾害,使两岸生态环境得到改善,河水水质得到净化。

水库清淤工程量快速测算方法

基于小型水库清淤实际工程,研究了小型水库清淤工程量计算方法和清淤方案。利用智能无人船系统采集原始地貌地形数据,计算不同水位的水库库容量,然后依据水库原始资料和设计资料,利用优化后的方格网法设计清淤方案。该方案计算得到的结果满足工程设计、实施要求。

朔州市下米庄水库清淤措施探讨

经过60多年运行,朔州市下米庄水库存在淤积严重、生态景观效果不满足周边需求等问题,通过多种技术进行综合比较,提出采用绞吸式挖泥船、挖掘机相结合方式清淤,采用挖掘机结合自卸汽车直接填筑至填筑场域进行淤泥处理,并同步开展生态修复措施,可提高水库防洪能力,增加水库兴利能力,更好地发挥水库的综合效益。因此,对下米庄水库进行清淤十分必要且具备可行性。

带水清淤处理技术在北京城市河湖环境治理工程中的应用

近年来,北京市城区河道随着点面源污染物、泥沙不断汇入,造成河道淤积,对水生态环境产生了一定影响。为改善区域水环境,保障河道防洪安全,本文利用带水清淤处理技术对北京城市河湖开展了河道清淤工作,并对设备运行、水质情况等进行了跟踪管理。结果表明,清淤后有效降低了河道内源污染,取得了良好的社会效益、环境效益、经济效益,研究成果可为北京城市河湖环境治理提供参考。

多泥沙河流日调节电站以库代池方案研究

尼泊尔某水电站所处河流属于较为典型的高含沙量河流,该电站为调峰径流(PRoR)式高水头电站,防沙排沙尤为重要。笔者研究了以库代池方案的可行性和经济性,结合水文泥沙运行数值分析结果,采取较为合理的冲排沙设计及机组抗磨蚀措施,节省工程投资。该研究可为其他类似工程设计提供参考。

新形势下水库清淤现状分析与管理对策

为优化新形势下水库清淤的实施与管理,在分析全国水库淤积及清淤实施现状的基础上,总结了目前水库清淤实施管理过程中存在的决策方法不完善、管理机制不明确等问题,研究了新形势下水库清淤实施对策,从管理办法、审批制度、规程规范等方面提出了水库清淤管理建议,如制定相关行业技术规范,加强处置利用技术研发等。研究成果可为水库清淤实施管理提供参考支撑。

深水孔洞清淤机器人设计及应用

针对深水孔洞清淤的现实需求,即清淤机器人需具备水下清淤、行走、定位、动力及智能控制等基本功能,通过对清淤环境的分析,设计一款具备闸门前淤积物清理的智能化深水孔洞清淤机器人。根据清淤机器人作业中的难点,对布放回收技术方案进行了详细介绍,包括上平台、下平台及吊放绞车等,实现清淤机器人的布放、入洞、动力供给和回收等功能。在实验室对清淤机器人的直线行走性能进行试验,结果表明:清淤机器人具有技术可行性和作业能力。

基于CFD的两栖式清淤机器人水动力特性研究

针对某两栖式清淤机器人,基于计算流体力学(computationalfluid dynamics,CFD)分析其静浮态和航行阻力。采用重叠网格方法计算静浮态下的吃水深度和纵倾角;分别采用静态网格方法和重叠网格方法预测两栖式清淤机器人静水直航工况的航行阻力,并对这两种方法进行对比。研究结果表明:采用重叠网格的方法可以有效计算两栖式清淤机器人静浮态下的吃水深度和纵倾角;静态网格方法和重叠网格方法均能有效预测两栖式清淤机器人水上航行阻力,静态网格方法计算效率高,但仅适用于航速较低的工况,而重叠网格方法适用于不同航速下的航行阻力预测,但计算效率较低。研究结果对两栖式清淤机器人的设计及改进有较大参考价值。

中小型淤损水库库容恢复技术与方法

中小型水库在维持我国社会、生态、经济可持续发展中占有极为重要的地位。在已建水库工程中,泥沙淤积是非常突出的问题,尤其对于多沙河流上的水库工程,泥沙淤积情势更为严峻。中小型淤损水库库容恢复已成为一个亟待解决的问题。对传统的水力排沙、机械清淤及新研发的清淤技术与方法进行分析总结,梳理不同清淤技术的清淤原理、清淤效果以及适用条件等,从高效、环保等角度重新认识这些清淤技术,以期为中小型淤损水库库容恢复工程设计与实践提供参考依据。