基于阻力规律视角的水流能态区辨识

高、低水流能态区形成条件不同,其识别对于预测动床阻力具有重要意义。基于量纲一阻力方程推导了一个新的高、低水流能态区判别函数,包含悬浮数和水流作用数2个量纲一参数,提出了能态转变角和能态转移路径的概念,从流动阻力角度重新审视了水流能态区分问题。通过国内外4176组水槽和野外实测数据对该函数进行率定,确定了高、低能态区的临界方程。研究结果表明:该方法低能态区预测精度约为91%,高能态区约为85%,综合精度约为89%;在细沙河流中,随着水温的降低,更易发生水流低能态向高能态的转变。本文建立的判别函数不仅可高精度识别水流能态区,还可分析水温对能态区过渡的影响。

不同水流作用对单向拉伸编织布覆砂系统渗透性能的影响

为探究不同向水流作用对单向拉伸编织布覆砂系统渗透性能的影响,将单向拉伸作用下不同厚度的土工织物与非连续级配土组成反滤系统,使用自主研制的能提供不同向水流作用的渗透试验装置进行渗透试验,并对两种水流作用下单向拉伸覆砂编织布的梯度比、流速及漏砂量的变化进行分析。试验结果表明:在单向水流作用下,土工织物单向拉伸会使土工织物覆砂系统的透水性能和防淤堵性能增强,保土性能减弱;在往复水流作用下则会使透水性能和防淤堵性能减弱,保土性能增强。

无黏性土滑坡型泥石流形成机理的离心机模型试验研究

采用自主研发的可视化试验装置,参照某泥石流现场试验进行了离心机模型试验,研究典型滑坡型泥石流形成的宏细观机理。根据现场试验的颗粒级配和重力比,用粉砂和细砂按比例配制土样进行20g加速度下的离心机试验。利用高清数码成像设备和细观结构分析软件Geodip分别从宏观和细观角度分析了滑坡型泥石流的形成模式和水土作用机理。研究结果表明:离心机模型试验较好地重现了现场试验现象,滑坡型泥石流的形成模式为自坡脚逐渐向上分块坍塌的倒退式块体滑动。滑坡型泥石流形成的原因是坡体中细颗粒随孔隙水迁移,引起孔隙水压力升高并形成底部渗流,造成坡体发生抗剪强度破坏形成泥石流。

一场典型的冰雪雨水泥石流过程

1989年7月26日,贡嘎山东坡南关沟发生了一场典型的冰雪雨水泥石流。它下行30多公里后堵塞大渡河,造成直接经济损失245万元。这场泥石流历时约3小时,持续流动时间2小时。到达大渡河时的流速9.4米/秒,最大流量6768.0立方米/秒,总径流量1716.4万立方米,总输沙量627.0万立方米,残留沉积物总方量310.4万立方米(其中泥石流堵塞大渡河的扇形地方量30.0万立方米),弯道爬高15.5—16.5米。输往堵河扇形地下游方的固体物质方量是扇形地方量的19.9倍,泥石流尾流作用强烈。

贵州关岭大寨崩滑碎屑流灾害初步研究

2010年6月28日,贵州省关岭县岗乌镇大寨村发生特大型崩滑碎屑(石)流灾害,造成99人死亡或失踪。通过现场考察崩滑区的地质环境与斜坡岩体结构,认为斜坡体由似"干砌块石结构"的裂隙化岩体组成是发生崩溃式破坏的主要内在原因。超常暴雨(过程雨量237mm)条件下斜坡岩体后缘裂缝充水形成持续的"水楔作用"是斜坡岩体松动、倾倒垮塌的主要外部引发因素。碎屑(石)流块度的空间分布具有从源头向沟口逐次减小,碎屑(石)流运动冲击高度逐步降低,冲击速度逐步减小,并显示4个能级4个冲程的特点。根据动势能守恒定律,计算了每个冲程的最大速度,得出第1冲程为高速崩滑,其它冲程属于碎屑(石)流动冲击。未发现区域天然地震、光照水库诱发地震与外围历史采矿活动与本次事件相关的直接证据。由于滑坡后缘仍存在不稳定岩体,碎屑(石)流堆积体上多处分布直径3～5m的堰塞塘,说明碎屑(石)空隙的排泄能力不足,在未来暴雨条件下引发新的崩滑或形成沟谷型泥石流的可能性是存在的。

深水单向迁移水道建造模式与成因机制研究进展

深水水道是发育于大陆坡—海底平原的一种常见地貌。单向迁移水道是深水水道中的一种特殊类型,其成因主要源于垂直陆坡走向浊流与平行陆坡走向底流(即等深流)的交互作用。单向迁移水道的迁移—建造特征目前存在2种截然不同的模式。其一为下游迁移模式,即水道顺着等深流的流动方向单向迁移,该模式下水道建造特征表现为非对称"U"形或"V"形剖面形态、顺直—低弯度平面特征、外堤岸缺乏,以水道内的侵蚀—充填建造为主。其二为上游迁移模式,即水道向等深流的来源方向单向迁移,该模式下水道建造特征表现为非对称"鸥翼"状剖面形态、低—高弯度平面特征、外堤岸单侧较发育,以水道—堤岸建造为主。这2种截然不同的迁移—建造特征表明交互作用成因的深水单向迁移水道的形成机制及古海洋学意义目前还存在较大争议。现代化的重力流与底流交互作用模拟实验(如数值模拟、水槽模拟)、地质露头分析和近海底流体原位观测可能是解决该争议的最有力手段。

水动力作用下泥沙对磷的吸附特征

为了研究水动力作用下泥沙对磷的吸附规律,在加长型环形水槽中进行不同流速、初始磷质量浓度及含沙量条件下泥沙对磷的吸附以及磷在水深方向的分布规律试验。结果表明,加长型环形水槽内试验段流速的垂向分布满足对数规律。溶解性活性磷酸盐质量浓度在水深方向非均匀分布,中部水深处磷质量浓度达到最大值。流速影响下的吸附规律取决于水相磷质量浓度:磷质量浓度较低时,流速越大对应的单位泥沙吸附量越小;磷质量浓度较高时,流速越大对应的吸附量就越大。泥沙质量浓度越小,初始磷质量浓度越大,单位质量泥沙对磷的吸附量越大。一阶、二阶动力学方程能够更好地表征淮河泥沙的吸附行为。伴随着泥沙沉降,水体磷质量浓度先增大、后降低,且在沉降0.25 h达到最大值。

滑坡与斜坡稳定性一般条分法分析中渗流作用的简化计算

当滑体或潜在滑体内有倾斜的相对弱面或端部条块外侧面倾斜且有水压力作用时,采用一般条分法进行稳定性分析应比采用垂直条分法更为恰当。本文研究了对一般条分法也适用的渗流作用简化计算方法,首先给出土条渗透力的合理计算式,再根据水的面力与体力的关系给出土条周边孔隙水压力计算方法。同已有的计算方法相比,本文方法的合理性显著提高。

自动喷水灭火系统对称布置流量计算及高位水池水泵联合供水设计探讨

随着新版《自动喷水灭火系统设计规范》《建筑设计防火规范》的实施,增大了局部场所自动喷水灭火系统(喷淋系统)设计用水量。针对局部的高流量计算要求,采用对称法优化喷淋布置的方式,进一步简化流量计算。同时,喷淋系统高流量部分大部分集中在底部裙楼地下室区域,设计时考虑此部分区域可以采用高位水池与水泵联合供水的机制,如此消防水泵可以按照塔楼的水量参数选取,仅需加大高位消防水池容量。

长江埠供水系统存在问题分析及其对策

针对长江埠供水系统所存在的地下源水腐蚀性较强、局部管网流向设置不合理和局部建筑内给水管道严重老化等问题 ,提出了一整套系统改造措施。

EXCEL迭代计算在自动喷水灭火系统水力计算中的应用

自动喷水灭火系统的水力计算相对较为复杂,有些需借助专业软件进行计算,然而随着新版《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084—2017)的实施,水力计算方法舍弃旧版《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084—2001)舍维列夫公式,采用海澄-威廉公式,原有的一些简便计算方法也无法适用。以往的一些计算方法,大都根据管网末端最不利点喷头开始计算,最终得出系统所需要的压力及流量,而采用EXCEL迭代计算可以根据系统管道压力值,得出所选任意区域的喷头及管段流量值,并可根据相关计算结果,优化喷头的布置。