中南勘测设计研究院有限公司援外培训助力后疫情时代中阿技术交流

本刊讯近日,由中南勘测设计研究院有限公司(简称中南院)发起并组织专家团队,与来自"2019年阿根廷新能源技术研修班"来华培训的官员进行了一次特殊的线上交流培训活动。阿根廷国家可再生能源与能源效率处处长丹尼尔、黑河省能源国秘处高级咨询顾问古斯塔沃、土库曼省立法会国会议员吉列尔莫、科连特斯市政府工业部总经理卡洛斯等6位官员参与讨论。

流量在线监测综合测试管理平台应用研究

为提高河道流量测验精度,结合水文水情现状及发展需求,对河道流量在线监测综合测试的3方面关键技术进行了研究。一是探索符合水文特点的河道流量测验方法和测流传感器;二是制定ADCP和雷达波流量在线监测数据传输协议及数据库表结构;三是开发流量在线监测综合测试管理平台。研究结果表明,平台实现了对“分散”、“偏远”的无人值守ADCP、雷达波流量在线监测站进行统一管理与远程控制,实现设备厂家在流量在线监测领域互相兼容,便于系统建设及运行管理,有利于统一和规范流量在线监测市场,优化水文水资源监测方案,助力水文对传统水文站进行自动化、信息化、智能化改造。

磁矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元正演计算方法

全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势.然而,当前的全球电磁感应数据解释技术一般在频率域进行,缺少时间域中的研究成果.为了弥补缺少时间域全球电磁感应数据解释方法的问题,本文开发了一种基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元并行正演求解方法,具备高精度快速计算源于地球外部时变电流源的地球感应电磁场时间序列的能力,特别适合于计算与分析频谱极宽的磁暴脉冲电磁感应时变响应.首先,建立基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域微分控制方程,结合磁层外部电流源的物理属性建立边界条件和初始条件,从而构建出全球电磁感应时间域初始边界值问题.然后,利用四面体矢量有限元技术和无条件稳定的隐式后退欧拉公式,分别实现磁场矢量势的空间域和时间域离散,进而获得不同时刻的实系数大型有限元线性方程组,借助于高性能并行直接求解器,快速高精度地求解不同时刻的磁场矢量势与感应磁场.最后,利用理论模型验证本文算法的正确性.利用Dst磁暴环电流指数建立的时间域电流源与真实地球三维电性模型,研究"澳科一号"后续卫星200 km轨道对中国和澳大利亚下方地幔转换带高导体的探测能力,结果表明这些地幔转换带异常体在200 km卫星轨道高度能产生明显异常.综上所述,本文开发的时间域全球电磁感应方法不仅具备精确快速计算全球感应电磁场时间序列响应的能力,还能为反演与解释"澳科一号"等我国地磁卫星观测数据提供技术支持.

穿河输流管道自埋特性试验研究

针对穿河输流管道易受水流冲刷破坏,导致输运介质泄露的问题,通过试验研究穿河输流管道自埋特性,观测了管道自埋过程和地形剖面特征,分析了管道自埋程度的影响因素。结果表明,在一定水力条件下,当穿河管道具有一定的初始嵌入度时,管道底部河床泥沙不会冲穿,管道反被泥沙掩埋,具有明显的自埋特性,穿河输流管道前后掩埋斜坡坡度均趋于稳定值;管后相对掩埋距离L/D随弗劳德数Fr增大而增大,随初始嵌入度e/D增大而减小。

基于射流补水的水泵水轮机S特性改善研究

针对水泵水轮机的“S”特性提出了在导叶顶盖位置无叶区处加装注水管的解决方案,并模拟了注水管安装在不同位置时的“S”特性曲线,分析了加装注水管后转轮区域内流线及转轮各叶道流量的分布规律。结果表明,于导叶顶盖加装注水管可以有效改善转轮内部流动,减轻转轮和导叶内部流动的相互影响,减小叶道涡的尺寸,同时有效缓解了转轮各叶道流量分布不均的现象。在注水管处于无叶区中段和活动导叶附近时,对“S”特性的改善效果明显。

水电工程定量综合风险评价方法优化研究及应用

针对目前水电工程定量综合风险评价方法存在的主观性缺陷问题,建立了定量综合风险评价方法计算的模型,通过构建模糊关系矩阵和风险互判矩阵,从而定量求得综合风险值及等级,结合建立的综合风险等级与安全评价结论之间的判定准则,得到工程整体风险等级及评价结论。以新疆若羌抽水蓄能电站工程安全预评价为例,对定量综合风险评价方法进行了验证,结果表明,评价结论符合工程实际,水电工程定量综合风险评价优化方法可应用于工程安全预评价和安全验收评价。

城市地下空间安全监测与预警指标研究

为保障城市地下空间开发利用的安全性,促进城市可持续发展,通过文献调研、现场调查和专家咨询等方法,分析提出城市地下空间监测的五项原则,将监测对象划分为三类:工程结构本体、周围岩土体以及周边环境。将监测指标归纳为变形类、力学类、振动类和宏观状态类共四类,其中变形类指标执行双控要求,其他三种指标执行单控要求。监测趋势预测分析可采用公式法、回归分析法、时间序列分析法、灰色预测法、神经网络法和支持向量机法等。全国各地监测控制值基本一致,但预警分级标准存在地区差异,其中北京市和广州市分级预警具有较大参考价值。目前城市地下空间安全监测存在七项不足:预警分级标准不完善,人工监测效率低,监测参数单一,监测信息缺少共享协同,测量精度较低,重监测轻预测以及缺乏数据融合和机器学习应用。针对这些问题,可采取七项措施进行改进:建立合理预警分级标准,发展自动化与智能化监测,多参数综合监测,应用远程监测与云平台,开发高精度测量设备,监测和预测并重,以及数据融合与机器学习应用。

高水头旋流阻塞复合内消能工水力特性研究

旋流阻塞复合内消能工是适用于高坝泄洪消能的一种新型消能工,为了分析其在超高作用水头下的泄洪消能适用情况,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,对200 m作用水头条件下该消能工的水力特性进行了研究。结果表明:泄流量为1547 m^(3)/s,略大于设计值,满足泄流要求;洞内形成了稳定的空腔旋流,旋流洞段空腔直径约6~7 m,旋流角约60°,壁面压强约110×9.8 kPa,最大点流速约45 m/s;起旋器与旋流洞段为0.050~0.274 Hz的低频脉动,且水流空化数均大于1.2,运行安全;阻塞扩散段末端最小瞬时负压为-3.81×9.8 kPa,且水流空化数较小,但水流掺气率较高,有利于减免发生空蚀;阻塞扩散段末脉动优势频率为46.99 Hz;总消能率达82.1%,消能率高。研究成果可为该复合消能工在高水头下的泄洪消能应用提供参考。

平原城市高度建成区暴雨内涝模拟及防治研究

针对平原城市高度建成区暴雨引发的城市内涝问题,以珠三角城市东莞市为例,基于MIKE FLOOD平台,利用MIKE URBAN、 MIKE 11和MIKE 21构建了城市内涝耦合模型。同时,结合历史暴雨事件提出一种长历时暴雨设计雨型,分析50 a一遇设计降雨重现期下东莞市中心城区暴雨内涝过程和积水特征,提出改善“大排水系统”排水能力的内涝治理措施并评估其实施效果。结果表明:东莞市中心城区内涝的主要原因为河道水流顶托及道路排水不畅,河道拓宽整治结合道路竖向调整可使管网溢流程度降低45%,内涝淹没面积减小73%。提高研究区内河、道路排水通道等“大排水系统”的排水能力对改善研究区域的内涝现状效果显著。研究成果可为平原城市高度建成区的内涝治理提供技术支撑。

泄洪消力池消力墩消能特性数值模拟研究

消力墩是常用的泄洪消力池消能结构物之一,对其消能效果与结构优化研究在枢纽结构设计中具有重要作用。为此,基于描述非恒定流运动的雷诺平均(RANS)方程和描述紊流运动的Realizableκ-ε湍流模型,采用VOF自由表面追踪方法,建立了模拟大自由表面变形流体运动的数值计算模型,对坝面泄洪引起的跌坎型消力池内复杂流体运动及消力墩的消能特性进行研究。首先,对不同坝面泄洪条件下消力池内水流运动进行模拟,通过将自由液面、水流流态及底板压强分布等的模拟结果与室内实测数据进行对比,验证了模型的模拟精度和可靠性;在此基础上,模拟分析了矩形、直角梯形和T形三种典型消力墩对消力池内水流流速、液面形态及湍动能分布的影响,探讨了长、宽、高相同、几何形状不同的消力墩的消能效果。结果表明,对水流能量的耗散作用,矩形消力墩优于直角梯形消力墩、直角梯形消力墩优于T形消力墩。

半潜式风电平台主尺度参数智能优化研究

提出一种可用于半潜风电平台主尺度参数的智能优化方法。首先确定了4个重要主尺度参数表达平台设计,形成120组参数组合,并基于OpenFAST与AQWA对所有参数组合的平台进行数值模拟,预报运动响应的短期极值,形成神经网络训练数据库。其次,完成BP神经网络模型的训练,使其对垂荡、纵摇、艏摇以及机舱加速度的短期极值预报误差小于10%,形成代理模型。最后,应用遗传算法对平台垂荡运动响应进行优化,获得的最优平台方案垂荡响应极值,与数据库中存在的最低值相比,降低了6.98%。

基于超细材料的全风化花岗岩防渗注浆研究

针对全风化花岗岩地层注浆过程中存在“吃水不吃浆”、可灌性差以及浆液的稳定性问题,提出了一种新的复合注浆材料,以提高完全风化花岗岩的防渗和力学性能。通过一系列室内试验研究了不同水固比、超细膨润土含量和超细硅酸盐水泥含量对注浆材料工程性能和浆液形成机制的影响,确定了水泥浆的最佳配方,采用微观形貌试验揭示了2种超细材料对浆液流动性、稳定性和结石体强度的作用机理,最后通过现场试验验证了注浆材料的可注性和有效性。结果表明,水固比为1.2、超细膨润土和超细硅酸盐水泥掺量分别为10%、普通硅酸盐水泥掺量80%配方的复合浆液具有很好的流动性、稳定性和抗压强度,漏斗黏度为35.5 s,析水率为2.4%,7 d和28 d的抗压强度均大于5 MPa;复合材料中的超细膨润土的掺量对浆液性能起主导作用,超细膨润土含量及其水化胶体的形态与分布决定浆液稳定性,而适量的超细硅酸盐水泥增加了细颗粒含量,使得胶结体更易填充颗粒间隙,改善了浆液可注性和结石体强度;该复合注浆材料在现场试验中表现优异,具有良好的注浆性能,注浆后形成的墙体在防渗效果和加固性能上均满足设计要求。

辉长岩骨料全级配碾压混凝土力学特性研究

辉长岩坚硬致密,具有高强度、高弹模特性,但将辉长岩骨料应用于大型水电工程在国内外尚无先例,缺乏可借鉴的工程实践经验,且湿筛碾压混凝土试件的力学性能无法真实反映全级配碾压混凝土的力学特性。对辉长岩骨料最大粒径为80 mm的全级配碾压混凝土的力学特性演化规律开展了系统研究,包括抗压强度、劈拉强度、轴压性能、轴拉性能、抗剪性能等,对比分析了全级配碾压混凝土抗压、劈拉强度及其湿筛试件的尺寸效应,并将试验结果与国内典型工程所用碾压混凝土的力学性能发展规律进行对比分析,此外还建立了辉长岩骨料全级配碾压混凝土抗压强度、劈拉强度、轴压性能、轴拉性能等力学性能-养护龄期演化函数模型。结果表明:辉长岩骨料全级配碾压混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗剪等力学性能随龄期的发展规律符合国内同类工程碾压混凝土力学性能发展的一般规律;C_(90)20W8F100辉长岩全级配碾压混凝土试件与其湿筛试件抗压强度平均尺寸效应系数为0.80、劈拉强度平均尺寸效应系数为0.66;相关力学性能演化模型相关性高(R^(2)=0.9643~0.9992)。可见辉长岩骨料用于大型水电工程碾压混凝土坝建设具有可行性。

辉长岩骨料全级配碾压混凝土变形性能研究

为了探讨辉长岩骨料应用于全级配碾压混凝土的变形特性,开展了辉长岩全级配碾压混凝土大试件的变形性能(极限拉伸变形、干缩变形、自生体积变形、徐变变形)试验,对变形性能随养护龄期的发展规律以及演变模型进行了研究。研究结果表明:辉长岩骨料全级配碾压混凝土长龄期极限拉伸值在60με~70με范围,极限拉伸值发展率的演变规律符合对数模型;1年期干缩变形处于300με~350με范围,干缩发展率与养护龄期呈对数相关性;1年期自生体积变形值小于-10με,自生体积变形属收缩型,变形值较低;徐变水平与同类工程碾压混凝土相比较低,各龄期下徐变度发展规律符合双曲线发展模型。

干热河谷气候环境对碾压混凝土性能的影响研究

采用大型步入式极端气候模拟器模拟干热河谷地区低湿度、强日照复杂气候环境,深入开展了大坝碾压混凝土力学性能、体积变形性能演化规律研究。结果表明,干热河谷气候环境对大坝三级配碾压混凝土的立方体抗压强度、轴压性能、轴拉性能等均存在较大影响,混凝土标准养护时间越短,干热河谷气候环境作用下混凝土的力学性能下降越明显;干热河谷气候环境下大坝三级配碾压混凝土的干缩变形呈双曲线模型演化规律,在干热河谷地区实施碾压混凝土工程应特别注意加强早期养护。

国有勘测设计企业转型工程公司过程中如何建立招标采购机制的研究分析

一、引言近年来,随着国内外工程承包模式的变革和国有勘测设计院体制改革的不断深入,越来越多的国有勘测设计院发挥自身规划、勘测、设计的优势,积极涉足基础设施、公用事业等投资,大力开展工程总承包业务,走上工程公司的发展之路。相比过去单一的勘测设计业务,工程公司涉及到大量的工程分包和大宗设备物资的招标采购管理,如何防范招标采购风险,优化配置,提高效率,笔者认为,设立招标采购专业部门、建立高效的招标采购机制显得尤为重要。

基于有限元法的水电站预应力闸墩应力变形分析

某大型水电站中墩溢流表孔的弧形工作闸门在正常蓄水位时承受巨大水推力,根据规范和工程经验采用预应力钢筋混凝土结构型式,通过建立三维有限元模型进行计算分析,比较闸墩预应力情况下三种典型工况的受力性能。结果表明:闸墩结构具有相当的刚度;应力分布符合一般规律,预应力体系布置合理。

基于Landsat 8数据的广东石马河流域水质参数反演研究

针对河流水域水质进行高效快速监测的需要,本文以2021年2月广东石马河流域水体为研究对象,利用Landsat 8的OLI遥感影像对试验区域的环城河化学需氧量进行遥感反演研究。本文首先对实测水质数据和相应卫星影像数据波段值进行相关性分析,然后选取相关性最高的遥感波段值对水质进行回归分析,最后建立了适用于石马河流域的三次多项式反演模型。经反演预测结果与现场实测水质数据对比,试验结果表明所建立的水质反演模型能对石马河流域水质化学需氧量浓度进行高效快速监测。

中欧漂浮式海上风电关键技术与产业链合作路径研究

基于中国完善的装备制造体系与欧洲丰富的项目经验优势互补现状,首先,围绕漂浮式海上风电机组、浮式基础、系泊及锚固系统、动态海缆、勘察设计、施工运输与安装、运行维护等产业链和关键技术进行研究,建立了纵向深层剖析和横向拓展对比的产业链评价体系;然后,结合不同细分领域中欧对比结果提出了18项重点合作领域;最后,探讨了试验交流、合作建设、规模应用、全球推广的中欧合作路径,期望解决国内示范样机浮式基础形式单一、成本高昂、产业链不成熟的问题,并为中欧漂浮式海上风电合作提供一定思路和启发。

陡窄河谷挑流消能下游边坡防冲试验研究

基于拉哇水电站溢洪洞采用挑流消能,对陡窄河谷下游边坡冲刷问题进行了试验研究。通过可视定床模型,对边坡水力学参数进行分析,并与边坡动床试验进行了对比。试验成果表明:扭曲挑坎的水流流态、岸边流速以及脉动压力等指标均优于斜切挑坎,岸边最大压力点高程与基岩抗冲流速等值线最低点高程相近;采用散粒体模拟陡峻边坡,边坡冲刷形态与定床岸边流速规律呈现较好的相关性,能较好地反映陡峻基岩边坡受水流冲刷作用的破坏范围。研究成果对类似工程的岸坡支护分区划分、防护深度确定和支护结构型式的设计具有一定的借鉴意义。