非标准马蹄形断面水力计算研究

以滇中引水工程楚雄段-昆明段非标准马蹄形断面为研究对象,采用几何分割法对该马蹄形断面的水力要素进行了推理,推导出任意水深所对应水力要素表达式。同时,采用三分试算法计算了该断面正常水深,试算过程采用C#编程来实现。考虑到马蹄形断面正常水深计算的复杂性,采用拟合优化原理推导出正常水深的直接计算公式。计算结果表明:在该公式的适用范围内计算该断面正常水深的最大相对误差为0.496%,同时整个计算区间内89.3%以上计算点相对误差小于0.24%,精度相对较高,可以满足实际工程的需要。

老铁山—长兴岛VLCC外海航路安全水深的确定

为确保长兴岛北港区30万吨级油船泊位正常营运,科学合理地规划老铁山水道至长兴岛北港区的外海航路,对国内外关于航道水深的标准、规范和影响船舶富余水深的要素进行对比分析.基于MATLAB 8.0平台,利用芳村公式、Eryuzlu(1994)修正公式和Norbin公式计算船舶在开敞水域航行时的下沉量、富余水深和安全水深,并画出满载VLCC在开敞水域航行时的下沉量、富余水深、安全水深在不同航速情况下随水深与吃水比值变化的曲线.根据《海港总体设计规范》、芳村公式、Eryuzlu(1994)修正公式和Norbin公式,计算出在开敞水域航行的满载VLCC在不同航速下所需的下沉量和外海航路安全水深.运用该方法提出老铁山水道至长兴岛北港区外海航路的安全水深建议值.该方法可为渤海湾其他有VLCC码头的外海航路设计提供一定的参考.

国内外水位计/测深仪技术标准现状对比分析

水位计/测深仪是测量水位、水深中应用最广泛的仪器设备,而标准中的检定和校准的相关规定是评定其计量特性的重要技术依据.收集和研究了国内外现行的水位计/测深仪产品标准、计量标准及方法标准等技术标准共33项,对比了国内外技术标准的类型、数量、分布现状以及产品性能、计量性能和测量方法等方面的技术参数,分析了我国水位计/测深仪相关技术标准与国外的异同、优势及缺失之处,提出了可能的新标准需求及研究方向.

改进的地形熵算法在地形辅助导航中的应用

地形辅助导航是水下航行器导航技术的一个发展新方向,但它并不能够在任何地形区域都可以工作,比如在平坦区域的导航效果很差。通过计算不同区域的水深标准差,选择地形特征独特的区域作为适配区域。基于熵的算法对于地形复杂区域的匹配分析是快速有效的,但传统的地形熵算法匹配精度不高,本文引入了地形差异熵的概念并对其进行改进,在选定的地形区域使用MATLAB软件进行了仿真研究。仿真结果表明,改进的地形熵算法在选定的地形区域位置误差在250 m左右,可以满足水下航行器的导航要求。

三峡船闸通过能力计算及提升策略

船闸通过能力是三峡船闸关注的核心问题之一,对三峡船闸挖潜及新通道建设至关重要。基于规范公式法(JTJ305—2001),依据船舶分时段吃水控制标准,提出了船闸分时段通过能力计算新公式。根据三峡船闸运行统计资料,采用提出的公式对其通过能力进行了预测,得出三峡船闸最大通过能力约为1.51亿t。针对三峡船闸通过能力不足的现状,创新性地提出了“船舶分时段配载运输及船闸动态运营管理”的近期提升措施,再次重申了“三峡新通道及配套工程建设”的远期提升措施。

拖网及深海摄像站位位置与水深的初步校正

对在海山富钴结壳调查中拖网取样和深海摄像调查的站位位置和水深的校正方法进行了研究,对其钢缆角度(θ角)等关键参数的选取以及水深校正可靠性的评估进行了分析和讨论,同时还利用MM3海山站位的数据进行了拖网和摄像站位的位置和水深校正,并对其可靠性进行了评估。结果表明:对于拖网站位,对应I至Ⅲ级海况,钢缆θ角分别被确定为15°、20°和25°时,其站位位置和水深校正误差最小,个别存在着较大误差的站位,需通过虚拟水深的验证进行手动校正,以保证校正后数据的可信性;对于摄像站位,当钢缆θ角被确定为25°左右时,虚拟水深和实际校正水深间在±50 m的允许误差范围(此为多波束的允许误差)内时,测站的站位位置和水深校正的效果较好,有超过50%的摄像测站的校正水深在误差允许的范围内。可见该校正方法具有较高的可信度,可基本满足富钴结壳的资源量评估和矿床圈定工作的需要。

浅水波长计算问题

浅水波周期保持常值,而波长缩减时其计算需进行迭代。提出了两个精度较高的经验公式供计算应用。水深波长比差值ΔLD0的变化规律反映出浅水波长缩减为一复杂过程,并与波能密度加大相关。LD0≤0.14时,特别是LD0=0.056前后,其特征会更加显著,由此可探讨波长变化的内在机理。

标准Ⅰ型马蹄形断面水力特性的研究

为研究标准Ⅰ型马蹄形断面正常水深、弗劳德数和收缩断面水深的计算方法,根据明渠均匀流理论、明渠恒定非均匀流理论和能量方程,分析了标准Ⅰ型马蹄形断面的水力特性,提出了3种工况下的正常水深与流量关系、弗劳德数,以及2种工况下收缩断面水深的迭代计算公式,并通过算例给出了解题过程。研究成果计算简单、精度高,可以应用于实际工程。

水深对微孔曝气充氧性能的影响研究及数值模拟

以中试规模研究了不同水深下微孔曝气充氧性能的变化,并通过欧拉两相流及标准k-ε湍流模型对曝气过程进行了三维稳态流数值模拟,经获得不同水深下微孔曝气充氧性能的变化规律。结果表明,曝气水深为1~6 m时,标准氧总转移系数（KLas）随着水深的增大先减小后趋于不变,氧转移速率（SOTR）随着水深的增大而增大,氧利用率（SOTE）随着水深的增大呈现线性增大。数值模拟结果表明：水深为1 m时,湍动动能沿竖直中心线逐渐降低,水深为3~6 m时,湍动动能沿竖直中心线先增大后降低;气含率的分布随着水深的增大而逐渐均匀,曝气池中心横截面线气含率随着水深的增大而降低。

标准马蹄形断面正常水深的直接近似计算公式

针对目前标准马蹄形断面正常水深计算过程烦琐、公式复杂的缺陷,对标准马蹄形断面均匀流基本方程进行数学变换,根据水工隧洞设计规范的要求和工程实际应用情况确定公式的适用范围,应用拟合优化原理得到标准马蹄形断面正常水深的简捷、实用的计算公式。计算结果表明:在工程常用范围内计算的正常水深最大相对误差为0.585%,整个区间内95%以上的计算点相对误差小于0.20%,精度较高,能够满足工程实践的需要。

航道深度设计的国内外标准规范差异性分析

中国规范体系、国际航运协会的规范、英国标准规范、美国标准规范、以及西班牙标准规范体系等,对港口工程中的航道水深的考虑因素和计算方法,均不相同。为了研究每一种规范体系的计算结果及其适用性,为今后国外工程项目的勘察设计作必要的技术支持,文章分析了每一种规范体系对航道水深设计的考虑因素,并通过两个工程实例进行计算,对使用不同规范的计算结果进行了对比分析,从而总结出每种规范体系的特点。

长江口北槽12.5 m深水航道边坡自然水深利用标准研究

针对长江口深水航道大型船舶交会需求的增加所带来的通航需求与深水航道宽度资源之间日益突出的矛盾,开展深水航道边坡自然水深利用标准研究,基于尽可能减少对航道维护的影响和利用自然现状水深的原则,采用实测资料统计分析与理论计算的方法,提出边坡自然水深利用宽度、深度和区段,为相关部门开展实船试验及保障措施研究提供依据,并在边坡自然水深利用总体方案中得到充分应用。

标准Ⅱ型马蹄形断面正常水深和临界水深的简化计算

马蹄形断面几何形状复杂,正常水深和临界水深的计算需求解超越方程,计算比较麻烦。根据明渠均匀流理论和临界水深理论,研究了马蹄形断面正常水深和临界水深的一般计算方法,并引入无量纲参数和优化拟合理论,得到了标准Ⅱ型马蹄形断面正常水深和临界水深的简化计算公式,公式形式简单,计算方便,精度满足工程设计要求。

上海市《生活饮用水水质标准》与国内外水质标准比较及其实施后的影响

【目的】探讨上海市《生活饮用水水质标准》(DB31/T 1091—2018)(简称“新地标”)与国内外水质标准的差异,比较新地标实施前后水质的改善情况。【方法】将新地标在指标数量、消毒剂及其副产物指标、新增指标和提标指标与国内外水质标准进行比较,调查上海市浦东新区水厂在地标实施前后的水质关键指标状况。【结果】新地标从国标106项增加至111项,其中常规指标由42项增至49项,非常规指标由64项减至62项;新增常规指标7项,并对17项常规指标限量值进行了提升。对在新地标实施前(2017年)与实施后(2019年)浦东新区全部水厂的水质监测数据分析发现,细菌总数(Z=−2.772,P<0.01)、四氯化碳(Z=−5.570,P<0.01)、三氯甲烷(Z=−5.685,P<0.01)、浑浊度(Z=−4.168,P<0.01)、溶解性总固体(Z=−7.061,P<0.01)、总硬度(Z=−2.338,P<0.05)、耗氧量(Z=−2.580,P<0.05)、阴离子合成洗涤剂(Z=−2.162,P<0.05)、总氯(Z=−2.826,P<0.01),两组之间差异有统计学意义,其余指标差异无统计学意义。【结论】新地标实施参考国内外饮用水标准,趋向高标准严要求,对集中式供水单位供水水质有所提升,但尚需对集中式供水单位开展深度处理工艺改造,以期进一步优化水质。