华北水利水电大学学报(自然科学版)

Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power

中国大坝工程学会2018学术年会“十佳”学术论文

  • 弯曲复式河槽水流泥沙因子的横向分布模型及其应用

    张明武;彭红;

    在弯道环流的作用下,滩槽水沙交换的强度和模式明显有别于顺直河道情况,其研究内容相对复杂。目前,对弯曲河道水沙输移规律尚缺乏较系统的研究。将SHIONO&KNIGHT方法拓展应用到弯曲复式河槽中研究弯曲河道的水沙因子的横向分布规律,从考虑侧向二次流惯性力和河道弯曲程度的动量方程出发,对水流微小控制体进行了受力分析,建立了复式断面流速横向分布模型,得到了复式断面流速和挟沙力的横向分布规律,最后论证了不同弯道曲率对复式河道水流泥沙因子横向分布的影响。

    2018年05期 v.39;No.160 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1207K]
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  • 三门峡水库高含沙洪水的排沙特性研究

    张翠萍;曲少军;尚红霞;陈真;

    水库排沙是减少水库淤积、维持库容的必要措施。在三门峡水库运用的各个时期,高含沙洪水的不同排沙特性对水库淤积和冲刷产生了显著影响。在总结1961—2013年潼关水文站95场高含沙洪水特点的基础上,分析了1961—1969年三门峡水库运用初期22场高含沙洪水壅水排沙特点和1974—2013年38场高含沙洪水的畅泄排沙特点,提出了高含沙洪水的壅水排沙比计算式和畅泄排沙出库输沙率计算式。结果表明,壅水排沙比与考虑水库初始蓄水体和洪水过程蓄水体变化的滞留时间综合因子之间关系密切,畅泄排沙出库输沙率与水沙因子成正比关系。研究三门峡水库高含沙洪水的排沙特点,可为小浪底水库等多沙河流水库的运用提供借鉴。

    2018年05期 v.39;No.160 7-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 362K]
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  • 水体-结构-地基耦联的拉西瓦拱坝地震响应分析

    付杰;张建伟;王涛;

    以拉西瓦拱坝为研究对象,考虑流固耦合效应以及土体-结构相互作用,依据弹性波理论,利用有限元软件ANSYS建立了拉西瓦拱坝结构附加质量模型和流固耦合模型,分别进行拱坝结构模态分析,研究不同流固耦合模式对拱坝动力特性的影响。分别对无质量地基模型与黏弹性边界模型进行地震波输入,进行线弹性地震响应分析,探讨水体-结构-地基耦联系统相互作用的影响规律。结果表明:拉西瓦拱坝结构工作基频为1. 44 Hz,对应振型为反对称形式;同时考虑库水可压缩性和无限地基辐射阻尼两个因素,拱坝地震响应会降低更多;黏弹性边界模型能够考虑辐射阻尼效应,与无质量地基模型相比,应力幅值降低47. 1%。

    2018年05期 v.39;No.160 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 4762K]
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  • 三门峡水库淤积分析和运用方式研究

    林秀芝;董晨燕;李丹丹;

    制约黄河三门峡水库可持续发展的主要瓶颈是潼关高程(即潼关(六)断面1 000 m3/s流量相应水位)。依据三门峡水库1960年建成运用以来近60年的实测资料,计算了潼关以下库区的累计淤积量和潼关高程,分析了不同时期引起库区淤积的主要影响因素,给出了枯水、枯沙情况下水库适宜的运用方式,为三门峡水库可持续发展及综合效益发挥提供参考。

    2018年05期 v.39;No.160 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K]
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  • 大坝与水工混凝土关键核心技术综述

    田育功;

    大坝建设是水利水电发展最重要的标志,它对水资源的开发利用发挥着极其重要的作用。水工混凝土作为水工建筑物重要的建筑材料,有着其他材料无法替代的作用。梳理了大坝混凝土材料及分区、水工混凝土原材料、大坝混凝土施工配合比、水工泄水建筑物抗冲磨混凝土、大坝混凝土施工质量与温控防裂、数字大坝与智能大坝建设等方面的关键核心技术,以期为我国水利水电工程建设又好又快的发展提供技术支撑。

    2018年05期 v.39;No.160 23-30+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 153K]
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  • 基于冲击弹性波波速的混凝土碱骨料反应损伤评价研究

    哨冠华;刘晨霞;李曙光;陈改新;卿龙邦;

    冲击弹性波在混凝土中穿透深度大,对混凝土含水量不敏感,在水工领域混凝土损伤评价中被应用得较为广泛,目前已有研究将弹性波波速用于评估混凝土的荷载损伤、冻融损伤,尚未发现有利用冲击弹性波法评价碱骨料反应损伤度的研究。文中通过构建基于弹性波波速的碱骨料反应损伤度的计算公式,研究了受碱骨料反应影响的混凝土在加速养护过程中弹性波波速、宏观性能的演化规律。研究结果表明,发生碱骨料反应的混凝土试件中的弹性波波速、劈裂抗拉强度、自振频率均随着该试件膨胀率的增加而减小,试件的膨胀率、劈裂抗拉强度、自振频率与基于弹性波波速计算得到的试件损伤度有着良好的线性关系,相关系数的平方均在0. 968以上,说明弹性波波速可以很好地用来评价混凝土碱骨料反应的损伤度。

    2018年05期 v.39;No.160 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1000K]
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  • 面向互联网的大坝建设期仿真成果共享方法

    左正;眭峰;胡昱;何学铭;徐树铨;

    数值仿真分析对于大坝建设期具有非常重要的技术支撑作用,但现阶段仿真计算大都依赖于桌面环境,缺乏多端协同性,业主、设计、施工、监理、科研等各方参与单位亟须一个有效、简便、直观的仿真成果共享平台。基于WebGL在线可视化技术,提出面向互联网的大坝建设期仿真成果共享方法,对几何要素转化、仿真变量可视化、三维渲染等问题进行了研究,实现了有限元仿真成果的三维在线动态展示。并将该方法应用于溪洛渡拱坝工程建设期的仿真分析中,实现了手机、笔记本电脑、台式电脑等不同终端对仿真成果的在线共享,证明了该方法的可行性与实用性。

    2018年05期 v.39;No.160 36-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1415K]
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  • 托帕水库淤积过程模型试验研究

    王平;胡恬;楚卫斌;

    为更充分地研究水库的真实淤积过程,以拟建的托帕水库为模拟对象,建立了水库实体模型,采用1981—2014年日均水沙过程为试验条件,模拟研究了托帕水库的泥沙淤积过程,并提出了水库累计淤积量过程、特征库容损失、库区淤积纵横向形态和淤积上延范围。由试验淤积结果可知,试验结果与工程可研报告中采用的数模计算结果基本吻合。

    2018年05期 v.39;No.160 40-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 2299K]
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  • 大角度折线型高面板堆石坝三维数值模拟分析及应用

    朱安龙;廖洁;沈超敏;姜忠见;刘斯宏;

    对大角度折线型高混凝土面板堆石坝进行系统的研究,探索其受力变形规律,有利于进一步提高混凝土面板堆石坝的筑坝技术,同时拓宽混凝土面板堆石坝的应用范围。以某拟建工程为例,采用三维非线性有限单元法,建立折线型面板堆石坝的数值模型,分析其坝体及面板的应力、应变变化规律,研究折线型坝体结构与面板结构缝变形之间的非线性关系。研究结果表明:采用三维非线性有限单元法进行折线型混凝土面板堆石坝整体性能研究是可行的;折角两侧的坝体沿坝轴线方向具有向折点部位偏移的趋势;在坝体变形的带动下,两侧面板的水平向拉应力和结构缝张开变形增大;重点提高堆石体力学性能,以及利用转角布置的灵活性优化整个大坝的布置条件,可有效地提高折线型面板堆石坝运行的安全性。

    2018年05期 v.39;No.160 45-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 4369K]
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  • 宿鸭湖水库淤积分析及清淤扩容方案研究

    纪林强;郑二伟;张怀坤;

    宿鸭湖水库是淮河流域大洪河支流汝河干流上一座以防洪为主,结合灌溉、发电、养殖、旅游等综合利用的大(Ⅰ)型平原水库,控制流域面积4 498 km~2,库区位于宿鸭湖湿地范围内。水库运行已近60年,库床淤积壅高,库容逐年减少,水深逐渐变浅,影响水体自净功能。针对库床比较缓、库面面积大的平原水库在长期运行后出现泥沙淤积现象,导致兴利库容逐渐被蚕食的问题,通过水库泥沙淤积分析,根据兴利调节计算原理及方法,以不影响坝体、坝基防渗,增加兴利库容,不影响防洪为原则,结合湿地规划确定水库清淤扩容方案,并结合地区规划提出了开挖土方、淤泥的处理措施,恢复水库兴利库容,改善水质和库周生态环境,持续有效地发挥水库功能。

    2018年05期 v.39;No.160 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]
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特约稿

  • 人工漂流河弯道内漂流筏运动的数值模拟

    孙慧;董俊宇;王呈;喻国良;

    为预测和评估某人工漂流河弯道陡坡段的安全性,利用Flow-3D软件对该段布置边墩改善水流的效果进行了模拟,分析了在不同边墩布置方案下的水流特性,模拟了漂流筏在该流段中的运动轨迹。结果表明:模拟获得的流场分布情况与实测结果吻合;布置的边墩均能有效减缓水流流速,消除靠近壁岸处的回流区,尤其是两类边墩交错布置的方案能更好地改善水流流态,不仅适当降低了水流流速,且最大限度地保持主流居中,在维持漂流运动的安全性的同时提高了其趣味性;在入弯处、河宽变化处及接近弯道出口处存在一定的安全隐患,需注意。

    2018年05期 v.39;No.160 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2600K]
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  • 青海湖“健康”评价及保护对策

    安婷;朱庆平;

    针对青海湖水位下降、原始的自然生态景观和生态系统稳定性遭到破坏、生态系统功能下降的问题,提出有必要对其进行"健康"评价。通过确定评价指标和权重,构建了"健康"评价体系,从水文水资源准则层、物理结构准则层、水质准则层、生物准则层、社会服务功能准则层5个方面进行了评价,计算出了综合评价结果,并对结果进行了分析。对如何保护青海湖"健康"提出了合理开发利用水资源、进行湿地保护和生态修复、治理沙漠化、防治水土流失、开展生态林建设等措施和建议。

    2018年05期 v.39;No.160 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 134K]
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水文水资源

  • HTS算法与GRNN、SVM耦合模型在径流预测中的应用

    崔东文;郭荣;

    为提高水文预测预报精度,基于广义回归神经网络(GRNN)和支持向量机(SVM)构建GRNN_SVM耦合预测模型,利用热量传递搜索(HTS)算法同时优化GRNN、SVM关键参数和耦合权重系数,提出HTS_GRNN_SVM耦合预测模型。采用8个标准测试函数对HTS算法进行仿真验证,并与教学优化(TLBO)算法、灰狼优化(GWO)算法等当前寻优效果较好的几种算法进行对比验证;利用两个径流量预测算例对HTS_GRNN_SVM耦合模型进行实例验证,并与HTS_GRNN、HTS_SVM及GRNN、SVM模型的预测结果进行对比。结果表明:HTS算法的寻优精度优于TLBO、GWO等优化算法,具有较好的收敛速度、求解精度和稳定性; HTS_GRNN_SVM模型融合了HTS算法与GRNN、SVM模型的优点,在预测精度、泛化能力等方面均优于HTS_GRNN等4种模型。

    2018年05期 v.39;No.160 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1632K]
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  • 灰信息下干旱灾害风险影响因素的灰色关联分析

    罗党;张曼曼;

    基于灰色系统理论的思想和方法,提出了一种新的基于距离的关联度分析模型,讨论了分辨系数的大小对模型的影响,证明了模型的平行保序性、一致保序性及仿射保序性,最后将模型应用于干旱灾害风险影响因子的识别中,理清了干旱灾害风险指数与其12个影响因素的关联关系。结果表明,模型可行且有效,可为旱灾风险评估与调控提供理论支持。

    2018年05期 v.39;No.160 82-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 826K]
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  • 城市供水干旱预警与应急调度研究

    王思琪;王贺龙;

    针对城市供水开展预警工作,可及时发现未来时段供水存在的安全隐患,并及早采取预防措施,可最大限度地保障城市供水的安全与稳定。在合理确定预警等级与预警指标的基础上,将水源供水能力可以满足用水户正常用水需求的时间作为预警标准,开展了城市供水干旱预警研究;采用限制供水措施作为城市供水干旱应急调度的策略,制定了不同预警等级下城市水源实际供水量占其用水户正常用水量的比例,开展了城市供水干旱应急调度研究。结果表明:通过划定城市水源供水预警线,可及时预报城市供水干旱险情;而通过制定不同预警等级下城市水源实际供水量占其用水户正常用水量的比例,可有效指导城市供水工作安全平稳地度过干旱期;采用预警与应急调度相结合的方式可有效保障城市供水安全。

    2018年05期 v.39;No.160 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1553K]
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