垂直入汇流量控制及航道水流条件综合研究

针对垂直入汇干支流交汇区的平面布置难题,采用正态物理模型对支流的流量控制及交汇区航道水流条件进行模拟研究。试验遵循分流、导流、扩散的思路对支流的入汇路径进行优化,推荐方案试验结果表明:干流无流量时,枢纽能将支流来流按设计分流比分向干流上下游;干流有来流时,枢纽自动将支流来流调整至通过下游引渠汇入干流;各工况下交汇区航道水流条件均满足规范要求。通过增设隔板、流线型分流岛、导流板等综合优化措施能实现流量控制、改善垂直入汇交汇区的航道水流条件的目标。

河洛汇流的地域变迁

黄河及其支流洛河的汇流处是中国古代文明起源的核心地域。古代文献中常把洛口与洛汭混同在一起,实际上洛口与洛汭并非一地,河、洛汇流而形成的洛口应包括在古洛汭之内。历史上,洛河流注黄河后所形成的河、洛汇流区域存在着巨大的变迁,今天河洛汇流区域的形成仅有450余年。引起河、洛汇流区域频繁变动的原因,除了地形地貌因素外,与黄河曲流运动的方向也有密切关系,黄河变迁史研究应该关注这一重要问题。

基于网格水滴的汇流模拟计算方法

为探究网格水滴汇流方法的预报精度及物理性质,并验证其在缺资料或无资料地区的适用性,以蓄满产流为原理,结合网格新安江模型进行产流计算,构建了基于网格水滴的汇流模型。以湿润地区屯溪及其嵌套子流域和半湿润地区东湾及其嵌子套流域为研究对象,假设嵌套子流域为缺资料地区,在不重新率定参数情况下对屯溪和东湾内部嵌套子流域进行模拟验证。结果表明:相同流域内,基于网格水滴的汇流模型综合模拟精度随着子流域面积减小而降低;模型在屯溪流域模拟精度达到甲级,其嵌套子流域模拟精度基本满足需求;在东湾流域模拟精度达到乙级,其嵌套子流域模拟精度除洪峰合格率外均达丙级;模拟结果验证了网格水滴汇流模型在缺资料流域的适用性。

车联网环境下高速公路合流区换道协调决策与控制系统设计

为了降低高速公路合流区车辆换道碰撞风险、提高道路通行质量,在车联网环境下,优化设计高速公路合流区换道协调决策与控制系统;通过安装车联网终端芯片、改装协调控制器,完成硬件系统的优化;根据高速公路合流区的物理结构,设置换道区域约束条件;在车联网环境下采集高速公路合流区车路信息,根据换道紧迫程度、跟随车辆换道行为、车间距离安全性的计算结果,作出换道协调决策;规划合流区最优协调换道轨迹作为系统控制目标,最终计算位置、速度控制量,在控制器支持下,实现高速公路合流区换道协调控制功能;通过系统测试得出结论:所设计系统的车辆换道碰撞概率和道路拥塞程度分别为0.15%和0.20%,道路车流量得到明显提升,车流量的平均值为356 pcu/d;车辆速度控制误差为0.05 km/h,实验结果表明所设计系统在决策与控制性能方面具有明显优势。

考虑车辆交互信息的高速匝道合流区车辆加减速行为研究

为了研究车辆微观运行参数与车辆运行状态的关系,以交通环境复杂的匝道合流区为例,分析了二者之间的关系,并以此为依据对车辆运行状态进行了预判。采用自然驾驶数据集,提取出不同场景下的车辆交互信息,分析了各场景间的差异性及其与车辆加减速行为的相关性,将车辆运行状态分为三类并对典型场景分别利用k-means和高斯混合模型(GMM)两种方法进行了对比聚类分析。结果表明,不同场景情况下的车辆微观运行参数与加速度的相关程度存在着明显的差异;从聚类的结果中可以看出,在典型场景下GMM的聚类结果优于K-means,且仅靠微观运行参数不能完全地反应车辆运行特性。

高速公路互通立交路线视距探讨

高速公路互通立交是连接高速公路与高速公路、高速公路与低等级道路的重要枢纽,互通立交的路线视距是立交构建的关键影响因素之一,构建合理的路线视距长度可在节省公路初始投资的前提下,让驾驶员在行驶过程中有足够的视距作出变速或变道等预判操作,从而有效减少交通事故的发生。文章分析并计算了匝道、分流区域和合流区域的安全视距长度,旨在为高速公路互通立交的构建和通行安全提供参考。

巢湖重污染汇流湾区沉积物重金属污染特征及风险评价

对巢湖重污染汇流湾区沉积物中主要重金属分布和累积特征及生态风险进行了分析评价.结果表明：受底泥分布影响,湾区沉积物重金属主要累积于距岸边约700m 以上的低洼区,且表层沉积物（0-2cm）重金属含量大致随泥深增加而增大.基于地积累指数法和潜在生态风险指数法的评价结果表明,除 Hg（Eri=325.5）和 Cd（Eri=240.28）外,大多数重金属处于低风险状态,各金属元素污染顺序为Hg〉Cd〉Zn〉Pb〉Cu〉As〉Cr〉Ni.其中,富集倍数最高的Hg和Cd具有同源性,污染等级均为3级.垂向分析表明,受Hg和Cd的影响,0-14cm沉积物已达严重生态风险程度（RI〉525）,14-34cm沉积物中Hg具有中度生态风险.建议亟须从流域角度对该汇流湾区重金属特别是Hg和Cd进行控制.

主支汇流比对交汇区域水流脉动特性影响试验

通过多组次水槽试验,应用ADV研究入汇角为90°时不同汇流比水流条件下交汇区域的三维水流结构及其脉动特性。试验表明:支流汇入后,将对主流上游水面产生顶托影响,使得主支流水位不仅是各自流量的函数,还与主支流流量比大小有关。入汇口上游断面受影响范围很小,但下游断面受影响范围较大,越靠近入汇口一侧,受影响程度越大,影响范围接近入汇口下游收缩区外侧的剪切面。入汇口下游的主流边壁(靠近入汇口一侧)的分离区附近水流脉动强度和雷诺应力均较大,回流现象很明显,水面呈现极不规则的扭曲面。入汇口下游主流右侧(靠近分离区附近)在相对水深z*=0.2附近处,x和y方向的脉动强度易出现极大值。

平原区产汇流模拟

针对平原区下垫面多样变化和在分区内分布不均匀的特点,将平原区分解为水面、水田、旱地与城镇建设用地4种下垫面,分别采用不同的产流模型,根据圩区内外不同的汇流特性,分别采用不同的汇流处理模式.以太湖流域为试验区进行检验,结果表明了该模拟方法的可行性和有效性.

库区交汇流河段泥沙淤积特性研究

库区交汇流河段的泥沙淤积是河流再造床过程的突出表现,也是影响水库正常运行的重要因素之一。为了研究其对水库正常运行的影响,在总结现有交汇区泥沙冲淤变化研究成果的基础上,以辽宁大凌河白石水库为研究对象,分析不同来沙量、交汇角、干支流洪水特征对不同位置的库区交汇流河段泥沙淤积特性的影响。研究表明,位于常年库区的交汇流河段,在来沙量、交汇角、干支流洪水遭遇几率相同的情况下,其淤积幅度远大于位于变动回水区的交汇流河段;白石水库常年库区的牤牛河交汇区淤积强度较大,交汇区干流纵向上形成凸起的沙坎;沙坎的淤积发展将会给水库的正常运用带来不利影响。

古亚洲与特提斯交汇带盆地群油气资源潜力

古亚洲与特提斯构造交汇带盆地群发育石炭系、侏罗系(中下统)、白垩系(下统)等多套烃源岩,具有厚度大、分布广、有机质丰度高的特点。石炭系烃源岩有机质进入成熟—过成熟热演化阶段,侏罗系烃源岩有机质已进入大量生油阶段,白垩系烃源岩也处于生油高峰,具有良好的油气成藏的物质基础;区内储集岩发育,石炭—二叠系储集层以低孔隙度、低渗透率为特征,石炭系储集层主要为潮坪—泻湖相沉积的碎屑岩,二叠系储集层为一套河流相粗碎屑岩;侏罗—白垩系储集层物性相对较好,以中孔、中渗,或中孔、高渗为特征,为以河流—三角洲沉积砂体;在石炭—二叠系、中新生代地层中均见到了不同级别的油气显示或获工业油流。存在3种不同的生储盖组合,即1自生自储式组合。2下生上储的间隔式组合。3潜山型组合。预测油气资源量36.85亿t,目前已发现的油气储量仅为1亿t,具较大的勘探潜力。

管道汇流口局部阻力试验研究

通过试验研究并结合水动力学原理,在分析汇流口独特水力特性及能量损失机理的基础上,提出了适用于任意角度汇流管路分析计算的局部能量损失系数的普遍表达式。分析了交汇角、流量比(支管流量/合流量)及面积比(支管面积/主管面积)等因素的影响规律,并对各影响因素进行了分析比较。研究结果表明,管道汇流口水流的局部能量损失,必须考虑汇入断面上支流沿下游主流方向的动量分量和主支流间相互掺混引起的附加摩擦阻力的影响。局部能量损失系数随交汇角、流量比增加而增加。当流量比较小时支流的局部水头损失系数出现负值,而当流量比较大时主流的局部水头损失系数出现负值。分离区内外压强差随交汇角增大而增大,随流量比的增大先增大后减小。

进积型三角洲交汇区沉积模式——以东营凹陷沙三中亚段为例

作为碎屑岩储层发育的最主要沉积相类型之一,进积型三角洲在油气勘探领域具有举足轻重的地位;加强对进积型三角洲沉积模式的研究,对于油气储层预测具有重要现实意义。渤海湾盆地东营凹陷古近纪湖盆内发育的东营三角洲和永安三角洲在沙河街组三段中亚段沉积期发生了交汇,而有关两个三角洲的交汇方式、沉积特征及交汇区储层的预测尚未引起足够的重视。以岩芯观测、录井和地震资料为基础,分析了东营凹陷古近系沙三段中亚段三角洲交汇区沉积特征,探讨了沉积期次、交汇过程,建立了三角洲交汇区沉积模式。研究表明,东营凹陷沙河街组三段中亚段主要发育湖泊、进积型三角洲沉积;储集砂体主要形成于三角洲前缘水下分流河道,河口坝微相次之,浊积岩主要分布于深湖区。认为此前界定的东营三角洲的分布范围可能被夸大,而永安三角洲的沉积规模可能被低估。东营凹陷古近系沙三中亚段可划分为9个期次,其作用过程可分为局部交汇阶段和完全交汇阶段。三角洲水下交汇区是水流汇聚和沉积物卸载的有利场所,叠置砂体可成为有利的油气储层,因而具有重要的油气勘探价值。

库区交汇河段水动力特性试验

以辽宁大凌河白石水库库区交汇河段为研究对象,通过模型试验,研究不同因素影响下其水动力特性的变化。结果表明:库区交汇流河段水深沿程增加,过流面积沿程加大,交汇口以上干支流流速沿程增加,而交汇口以下流速呈现沿程减小的显著特征;在入汇口下游的支流同侧必然存在回流区,随着汇流比的增加,回流区范围增大;坝前水位升高时,交汇区内流速绝对值减小,沿程变化率减小,主流线弯曲程度加大,回流区范围增大。

煤矿开采沉陷对地表汇流影响分析研究

为研究采煤沉陷区的动态发展对地表汇流范围的影响,以洸府河、泗河及白马河流域为研究区,在开采沉陷影响的矿区地形图更新方法基础上,利用Arc Hydro Tool软件的集水多边形提取方法,提出了统计沉陷区洼地汇水范围的技术路线,并就开采沉陷对流域汇水的影响进行了分析。研究结果表明:在采煤沉陷初期,沉陷对地表汇水的影响是急剧增加的,但当沉陷稳定后对地表汇水的影响逐渐减缓并趋于稳定;沉陷所处位置是影响地表汇水的主要因素,而不是沉陷强度与沉陷范围;采煤沉陷会破坏流域的自然分水岭,使地表汇水变得混乱,原有流域分界将逐渐消失,引起一系列的生态和环境问题;加强采煤沉陷区洼地汇水范围的统计,可为采煤沉陷区的生态环境治理提供决策。

高速公路施工区合流路段交通冲突模型

为了对高速公路施工区合流路段交通冲突进行微观分析以及探索交通冲突技术在无人驾驶领域的应用,采集12个交通微观信息变量数据作为训练集,结合先验知识,建立了贝叶斯网络模型并采用交叉验证方式评估模型精确度.结果表明:大车作为冲突主体车辆会导致交通冲突概率和冲突严重性上升;与冲突两车的前后相邻车辆会对两车的冲突有一定影响;当车辆采取超车行为时,会提升车辆发生交通冲突的概率;匝道合流路段发生交通冲突的概率和严重性较转幅路段更高.采用建立的贝叶斯网络交通冲突模型对驾驶策略进行评估并提出冲突规避措施,如分流大车;在特定路段采取管制措施禁止超车,限制单车道长度,设置车距确认设施等.

交汇口支流水动力特性数值模拟研究

城市水工建筑物多建于穿城而过的小型支流中,有着为城市防洪抗旱,美化城市水环境等重要作用。运用RNG k-ε紊流模型对明渠小型支流河口进行了数值模拟,采用VOF方法处理自由表面,分析了与大型河流交汇处不同形态小型支流的水位、流速、紊动能耗散率和床面剪切力等水流特性。结果表明:支流流量和支流上游河道走向是引起水流特性改变的重要因素。研究成果可为城市汇流口小型支流河道水工建筑物的设计建造、河道整治提供参考。

中间渠道交汇区尺度及船舶航行方式研究

利用自航船模试验,研究两级单线航道中间渠道供船舶交汇错船的交汇区尺度及船舶航行方式。试验表明,中间渠道交汇区通过斜导墙缩窄分别与上、下游通航建筑物连接,过渡段长度大于2倍船长是合理的。参考相关标准和设计规范确定交汇区宽度和船舶航行方式,确保一线船舶停泊另一线船舶以正常航速航行能在交汇区顺利进行交汇,以提高通航建筑物通过能力和船舶航行安全性。

平交口门区水动力特征试验研究

平原河网地区河道纵横交错,平交口门区("+"型交汇区)水流受交汇河道共同影响,水动力特征复杂。以新沟河三山港—武进港与京杭运河平交口门区为例,对其水动力特征进行了试验研究,并探讨了不同边界条件下的变化规律。受三山港吸流影响,京杭运河来流流至三山港口门时水流明显左偏并进入三山港,出现一定范围的横流区;受武进港出流顶托作用,位于武进港出口上游的运河右侧出现一较大范围的回流区,其范围随着武进港出流流速的减小而减小。河道边界对口门区水动力特征存在明显影响,流速较大一侧边界条件的改变对水动力特征的影响最明显。在类似平交口门区,需改变流速分布时,可优先考虑调整流速较大侧边界。

水库支流异重流入汇区水沙演化特点试验研究

为研究水库支流异重流入汇问题,借助水槽试验,分析了支流异重流入汇干流前后水流运动状态、异重流头部特点以及流速、含沙量变化,研究了不同影响因素条件下倒灌干流异重流浑液面、异重流头部流速以及倒灌长度的变化特点。研究表明:随着流量、含沙量及入汇角增大,异重流倒灌干流厚度、头部流速以及倒灌距离增大;随干流比降增大,异重流倒灌干流厚度、头部流速以及倒灌距离减小;流量、入汇角及比降对倒灌影响较大,而含沙量变化对倒灌影响较小。