汛期洪水资源化利用对三峡水库淤积影响研究

作为三峡水库诸多优化调度方式中的一种,洪水资源化利用对水库淤积的影响受到持续关注,开展针对场次洪水的相关研究有助于进一步深化对水库淤积科学问题的认识,有望为调度工作提供一定的技术支撑。通过2013年以来的历史水文资料分析与水沙运动数值模拟,探究了入库洪水的输沙过程以及洪水资源化利用对库区淤积与水库排沙的影响。结果表明:洪峰流量介于30000~55000 m 3/s的中小洪水是近年三峡入库洪水的主要形式,随着入库洪峰流量的增加,洪水的地区组成逐渐趋向于金沙江下游、嘉陵江共同主导;常年回水区淤积、水库排沙是“消化”入库泥沙的两种主要途径,且以前者的作用为主;针对Ⅰ-3类入库洪水,坝前起调水位Z 0的抬升或洪水资源化利用对水库淤积的影响主要在于造成了库区淤积的重分布,次要在于改变了水库的排沙作用,在Z 0≤150 m条件下,洪水资源化利用对水库淤积的影响相对较小;针对典型洪水,当武隆洪峰流量Q′WL与入库洪峰流量Q′RK的比值小于1/5(即Q′WL/Q′RK<1/5)且朱沱洪峰流量Q′ZT与北碚洪峰流量Q′BB的比值介于3/2和3之间(即3/2<Q′ZT/Q′BB≤3)时,在Z 0=145 m情景下,洪水量级的提高增加了约50%的入库沙量,而水库调度抬升的库水位不足坝前水深的5%,导致前者较后者产生了更加严峻的变动回水区淤积和水库排沙情势;随着嘉陵江的洪水输沙作用逐渐显著,变动回水区,尤其是嘉陵江与长江干流交汇口下游河道的淤积情势愈发明显,应当予以重视。

瓜洲泵站工程桩基础处理及结构数值计算分析

瓜洲泵站工程面临地基地质条件差、轻粉质和重粉质砂壤土居多、地基渗透性强和易出现液化的问题,不宜作为工程天然地基持力层。对无桩基础的瓜洲泵站进行稳定分析,据此引入含钻孔灌注桩基础的瓜洲泵站工程设计方案,并对其进行了稳定分析,提出了钻孔灌注桩地基处理施工技术的注意事项。最后,利用三维空间有限元法,对校核洪水运行工况下的瓜洲泵站结构进行数值模拟计算,通过分析泵站结构的应力和变形,验证设计方案的有效性。研究成果有望为泵站工程的地基处理及安全性能分析提供价值性参考。

基于挣值法的土石方工程安全成本控制研究

在结合经济因素的安全施工过程中,施工企业如何实现在可接受的安全保证水平下对安全投入加以控制,是一个长期困绕施工企业的问题。借鉴项目管理中对成本与进度进行控制的挣值法分析原理和方法,构建了土石方开挖工程安全管理过程中,在可接受的安全保证水平下对安全成本进行控制的基本指标体系,探讨了利用挣值法进行安全成本控制的方法,并结合观音岩水电站导流明渠土石方开挖工程进行了分析。结果表明,该方法在土石方开挖工程中对安全成本的控制适用性较强。对同类工程的安全成本管理有供鉴参考意义。

洪水资源利用安全水平评估方法

为平衡防洪安全和洪水资源利用之间的关系,提出了广义洪水预见期,在敞泄回蓄和滞洪跟踪调度方法中,可对洪水资源利用及安全水平进行量化分析,对不同量级的洪水及其退水过程进行洪水资源利用及安全水平评估。决定采用的调度方式,实现了减少无益弃水,在可控范围内做到充分利用洪水资源。

复杂岩质高边坡工程安全监测三维可视化分析

应用自主研发的岩石边坡工程安全监测三维可视化分析系统(SlopeMoni3D),以锦屏一级水电站左岸高边坡工程为例,建立安全监测分布式分析平台,对边坡安全监测系统与赋存地质条件进行虚拟现实可视化分析。以三维云图的可视化形式对安全监测获得的左岸边坡开挖区域浅表、深部变形发展趋势及锚索测力计锚固力在相同时段变化量的空间分布进行综合分析,完成边坡整体稳定性和变形趋势的分析评估。分析结果表明:(1)以虚拟现实可视化方式解析复杂岩质边坡工程区域地质条件,可直观表达各监测项目测点布置与地质结构的相互关系,便于监测成果与地质条件和施工信息的综合分析;(2)借助三维可视化分析平台所提供的监测数据管理和监测数据场三维云图绘制等功能,可直观比较相同监测时间段不同监测项目所获得监测物理量的三维云图分布,便于从地质、施工等方面综合分析边坡各区域的变形趋势和稳定状态。

透明土及其在岩土工程模型试验中的应用研究进展

介绍人工合成透明土体的发展及其在岩土工程模拟试验、土体连续变形测量方面的应用。结合离心机模型试验和数字图像处理技术在国内的发展,对实现由离心机、数字图像技术和透明土模型结合而成的非介入离心机模型试验进行了可行性分析,认为目前已具备开展非介入离心机模型试验的条件。

基于加权破产博弈模型的跨境流域水资源分配研究

基于公平合理利用视角,将多准则决策模型与破产理论相结合探讨跨境水资源分配问题。通过梳理国际水法,设计了跨境流域水资源公平合理分配的指标体系,采用投影法解决这一多准则决策问题,并依此加权调整流域国用水需求。在加权调整用水需求和考虑议价能力的基础上,基于破产博弈模型探讨跨境流域水资源分配问题,以提高分配方案的公平合理性和可接受性。最后以澜沧江-湄公河流域的水资源分配为例进行研究,得到了澜沧江-湄公河旱季的水资源分配方案,并分析了需求加权调整系数对各流域国水资源分配的影响,进一步验证了分配模型的可靠性。

基于MATLAB GUI的水电工程安全监测数据处理界面设计

为了对水电工程的安全监测数据进行更加合理、高效地分析处理,尽量减少人为操作,基于MATLAB GUI设计了一个监测数据的处理界面。该界面为监测信息的管理分析、图形编辑提供了可视化的环境。在乌江某水电站边坡安全监测中的应用表明:该监测数据处理界面能够很好的对监测数据信息进行分析展示,大大提高了对监测信息的管理以及分析效率,为水电工程安全监测数据的处理分析提供了新思路。

西气东输某输气管道穿越工程对二河河道行洪及堤防安全的影响

为评估输气管道以人工定向钻技术穿越二河对河道行洪及其两岸堤防的影响程度,针对穿河工程地质条件及管道埋深情况,复核了穿河段工程防洪标准,计算了设计洪水位、校核洪水位时的河道冲刷深度,说明管道埋深设计合理,对河道行洪无影响;水平定向钻穿河工程对东堤、西堤稳定性及堤防沉降影响不大。

八卦洲汊道改善分流比工程措施研究

自20世纪30年代开始,因上游河势的变化,南京八卦洲汊道左汊逐渐从主汊演变成支汊.近年来,随着来水来沙条件的改变,左汊衰退速率又有所加快,并已多次观测到12%左右的分流比.为此,迫切需要采取工程措施,遏制八卦洲左汊缓慢衰退的趋势.针对选用的组合工程措施,运用物理模型试验、MIKE21等水动力数学模型研究手段,对八卦洲水位、流速、左右两汊分流比进行了数值模拟,并主要分析了导流坝、切滩、疏浚及其组合工程措施对分流比的改善.结果表明:导流堤的分流效果较好,组合工程措施最大可增加左汊分流比4.76%.通过与物理模型试验结果的比较,为整治工程的实施提供相应的理论依据,并为工程进一步改善提出了建议.

基于粗糙集的水利水电工程施工安全影响因素重要性分析

针对传统方法难以对水利水电工程施工安全影响因素重要性进行定量分析的不足,提出了基于粗糙集理论的施工安全影响因素重要性分析方法.该方法利用粗糙集理论在知识挖掘方面的良好性能,从安全评价结果中提取有用信息,对施工安全影响因素的重要性进行定量分析.通过实例说明其对减少分析过程中主观因素影响有很好的效果,为水利水电工程安全施工影响因素重要性分析提供了新的思路.

淮河流域涵闸工程安全评估系统的体系构建

建立淮河流域涵闸工程的安全评估系统,能够实现在避免过多人为因素干扰前提下对流域的涵闸进行工程等级划分,而构建出适宜的框架体系是重要的一步。根据现有的涵闸设计、鉴定、现场检测、项目工作大纲、行业规范等相关资料,制定出淮河流域涵闸工程安全评估系统的整体框架及其分级的体系框架,为模型的建立奠定基础,并为后期即将开展的淮河流域病险闸的除险加固提供技术支持。

瓜洲泵站抗震安全性分析

瓜洲泵站工程作为鲁班奖的典型泵站工程,对扬州市区防洪和排涝起到关键作用。该泵站工程等别为Ⅱ等,设计采用了钻孔灌注桩基础。鉴于该工程的重要性,考虑地震荷载对泵站工程的威胁,有必要对该泵站工程进行抗震安全性分析,在验证设计方案的同时,反馈工程设计。三维空间有限单元法作为研究结构安全性能的一种重要数值模拟方法,已成为研究结构抗震性能的一种重要手段。文章以瓜洲泵站工程为研究对象,通过建立三维空间有限元模型,依据《水工建筑物抗震设计规范》,采用振型动力反应谱法模拟地震动力响应,应用ABAQUS软件进行数值模拟分析,通过研究和分析该泵站的变形和应力,对瓜洲泵站结构进行抗震安全性评价,结果可为类似工程的抗震安全性分析提供参考。

八卦洲整治工程措施对汊道分流比和冲淤变化的影响研究

近年来,随着来水来沙条件的改变,南京八卦洲汊道左汊衰退速率又有所加快,并已多次观测到12%左右的分流比。采取一定的工程措施可以对左汊的分流比进行改善,但工程在改变汊道首部分流比的同时也改变了分沙比。分沙比的改变对于整治工程的实施效果,以及下游河道的走势,特别是左汊的河床冲淤变化有一定的影响。针对改善左汊分流比的工程措施,运用二维水沙数学模型,计算分析了导流坝、切滩、疏浚等工程措施对汊道河床冲淤的影响。结果显示,3个月冲淤计算后,工程措施对左汊分流比均有较大改善,且在工程附近河床的冲淤也有较明显的变化。

南京长江隧道工程难点分析及关键技术总结

南京长江隧道采用直径为14.93 m的泥水盾构施工,在长达3 020 m的盾构段施工中,成功穿越水压高达0.65 MPa的江底砾砂等高渗透性地层,完成在江底带压开舱、穿越江中超浅覆土段等高难度的工作,是我国迄今为止在长江上修建的风险最大的大型越江隧道。从分析南京长江隧道施工中面临的重要的工程难点出发,并结合现场的具体情况,系统地总结南京长江隧道施工中的泥浆成膜、带压开舱等关键技术,对我国大直径泥水盾构技术的发展具有重要的参考意义。

水工结构工程分析计算方法回眸与发展

遵照《国家中长期科学和技术规划》中水利学科的水工结构工程创新前沿研究的要求,针对高坝与特高坝以及病险大坝的特点,讨论这些水工结构工程的关键问题及其存在的重大科学技术问题。重点针对应力分析、极限承载和非线性等关键科学技术问题,评述相关代表成果和研究进展,探讨了现行分析理论与方法的长处和不足,提出宏观、细观与纳观3层嵌套分析模型,微纳尺度分析法与随机疲劳理论等发展方向,以及水工结构工程科学中的应力分析、极限承载与非线性等健康诊断的综合分析理论与方法。

边坡工程中监测数据场三维云图实时动态可视化方法

实现监测物理量空间数据场的三维实时动态可视化表达,是边坡工程安全监测三维可视化在线分析的关键。空间数据场三维可视化最直观的表达形式是三维云图,其绘制方法包括面绘制和体绘制,而体绘制方法是实现三维数据场实时动态云图绘制的首选方法。鉴于X3D灵活的场景交互和丰富的三维几何造型节点,通过生成用于监测数据场三维云图显示的几何载体TEN模型,在提取监测点坐标并形成监测数据场的基础上,应用空间插值算法得到TEN网格节点的监测物理量数值,并按照特定颜色表映射到网格节点的颜色域值,提出基于X3D技术的空间数据场三维云图体绘制方法。以某水电站坝肩边坡和某水电站谷肩堆积体为例,应用该方法实现边坡和堆积体监测数据场三维分布云图的实时动态可视化显示,直观地揭示监测对象的变形趋势和可能的变形破坏模式,为该方法在水利水电和岩土工程的边坡及地下工程安全监测领域的应用提供参考。

海流能利用技术研究进展与展望

首先介绍了海流能的定义、成因和我国海流能资源的分布情况,在此基础上,指出海流能的主要利用方式是发电,然后介绍了国内外利用海流能发电的发展进程。从海流能发电站、发电装置和所涉及的一些关键问题等方面阐述了海流能发电技术的研究现状,最后对海流能开发技术的发展趋势和前沿技术进行了展望,指出未来的海流能发电将向大型化发展。

基于SVM理论的大坝安全预警模型研究

大坝安全预警模型可以理解为根据特定的映射关系由影响因素域到大坝性态效应量域的计算求解问题.对于多因素综合影响下的大坝系统,这种映射关系一般为非线性的.从机器学习的角度,本文应用粗集理论和SVM理论,研究了对上述关系的拟合.首先,利用粗集理论智能数据分析方法,对大坝安全监测信息进行预处理,抽取关键成分作为映射关系的输入,从而确定映射关系的初始拓扑结构.在此基础上,应用最小二乘支持向量机算法,以训练误差作为优化问题的约束条件,以置信范围值最小化作为优化目标,从大坝安全原型观测数据中学习归纳出大坝系统运行规律,从而实现对大坝安全预警模型的构建.实例分析表明,该模型能够有效的模拟和预测大坝工作性态与主要影响因素的关系.

海洋工程用钢表面喷涂Zn、Al和Zn-55%Al伪合金涂层的耐蚀性

热喷涂金属涂层是当前海洋环境下钢结构件防腐的首选方法,利用电弧喷涂技术在新型海洋工程结构用钢(Q345B钢)表面制备了Zn-55%Al伪合金热喷涂涂层,并与纯Zn涂层和纯Al涂层的耐蚀性进行了对比。结果表明:纯Zn涂层能提供较好的电化学阴极保护作用,但电化学性能欠佳;纯Al涂层表现出优良的电化学性能,但腐蚀后期产生点蚀;Zn-55%Al伪合金涂层具有更优越的耐蚀性和腐蚀防护性能。