极端干旱区典型内陆河生态基流计算研究

目前,计算河流生态基流的方法有很多,以往研究已针对不同的河流进行了实践检验,但针对内陆干旱区尤其是极端干旱区内陆河生态基流的计算尚未见报道。基于以往研究,本文综合运用蒙大拿(Tennant)法和90%保证率河流最枯月平均流量(Q_p)法计算了我国典型内陆河——叶尔羌河及其支流生态基流。计算得到叶尔羌河阿尔塔什断面汛期和非汛期日均生态基流分别为61.50 m³/s和41.00 m³/s,出山口喀群水文断面汛期和非汛期日均生态基流分别为64.48 m³/s和42.98 m³/s;提孜那甫河莫莫克断面汛期和非汛期日均生态基流分别为9.12 m³/s和3.04 m³/s,出山口江卡水文断面汛期和非汛期日均生态基流分别为8.50 m³/s和2.83 m³/s。通过与以往研究文献、规划报告及当地实际情况进行对比分析,发现Tennant法和Q_p法可有效地运用于我国干旱区内陆河生态基流的...     

岷江—横江洪水顶托对向家坝水电站通航影响研究

通航为向家坝水电站功能之一。为发挥电站通航效益,明确电站适宜通航水流条件,前期通过实船试航试验初步确定电站最大通航流量不超8 500 m³/s,且最大泄洪流量不超2 200 m³/s双控标准。然而,在近年船舶通航实际调度中发现,向家坝水电站通航水流条件除受下泄流量影响以外,还受下游岷江、横江洪水顶托作用影响。通过建立向家坝—泸州一维非恒定流模型,模拟当汛期向家坝水电站依次按4 000 m³/s至8 000 m³/s各级流量恒定出库时,分别遭遇岷江、横江5～100 a一遇不同典型年洪水顶托后,向家坝水文站水位日变幅、小时变幅情况。得出当遭遇岷江50 a一遇、横江100 a一遇洪水顶托时,向家坝水文站最大水位小时变幅分别达0.55、1.19 m/h,最大水位日变幅分别达7.59、6.87 m/d;且仅当遭遇岷江、横江5～10 a一遇部分工况洪水顶托时,向家坝水文站水位满足小时变幅不超过1 m/h、日变幅不超过3 m/d双控要求,其余工况下水位变幅均超标准。研究成果可为后续向家坝水电站通航调度提供参考。     

长江叙泸段航道多措并举应对极低水位

根据《三峡集团流域管理中心向溪管理分中心关于开展向家坝下泄流量1500m³/s调度实践的函》,向家坝水电站将于2021年2月21日开展调度试验,期间下泄流量将减小至1500m³/s,且可能短时低于1500m³/s。根据来水情况预测分析,届时宜宾合江门水位将可能低于0m,这将是长江叙泸段航道整治建设完工后,十二年来辖区出现的最低水位,极低水位会对船舶安全航行造成巨大影响。     

靖江边滩演变水动力特性分析

对近年来靖江边滩周期性切割发生的位置、切割时的规模和切割体的大小进行梳理分析,并对1966年以来已发生的12次较大规模切割时机和切割流量进行重点研究。结果表明:洪季和枯季均有可能出现切割。洪季落潮切割时上游径流38 700~54 100 m³/s,平均47 000 m³/s;枯季涨潮切割时上游径流11 800~23 700m³/s,平均17 000 m³/s;心滩下移速度1.0~1.8 km/a。为此,可加强易切割流量时地形观测,预估下移心滩进入航槽的时间,提前配置疏浚设备,对航道疏浚维护具有重要的意义。     

长洲枢纽坝下3000吨级航道设计最低通航水位可靠性研究

为了验证长洲枢纽坝下3000吨级航道设计最低通航水位的可靠性,采用物理模型、水位与流量对比分析等方法,对坝下3000吨级航道的设计最低通航水位进行了验证研究。研究结果表明：实测梧州水文站流量1100m³/s时,实测水位为1.62m;实测流量1050m³/s时,实测水位为1.57m;实测流量708m³/s时,实测水位为1.37m。以上流量均小于坝下3000吨级航道设计流量1118m³/s,但水位均大于设计最低通航水位,差值为0.44m、0.39m、0.19m,可见3000吨级航道的设计最低通航水位是可靠的,且在一定程度上能满足极端天气更低水位通航需求。研究结果对掌握坝下航道通过能力、应对可能出现极端天气的通航需求具有一定的指导意义。     

静宁县三合乡抗旱应急水源工程水量供需分析及工程设计探讨

本文首先对甘肃省平凉市静宁县三合乡抗旱应急水源工程中现状水源供水量、补充水源地水量和水源地水资源进行论证,表明本工程原设计日最高取水量为701.34 m³,日变化系数取为1.3,工程年取水总量为19.69万m³,而地表年径流量为20.24万m³,加之河道两侧泉水的汇入及两座水库同时调节作用,补充水源地水量能保证供水。随后对水源工程、输水工程和排水工程设计进行探讨,旨在为工程的顺利实施和后期正常运行提供理论依据。     

超大容积地下事故应急池设计思路

目前,国内常规事故应急池最大容积约 1 万 m³～2 万 m³。随着环保要求的日益严格,对应急池的容积要求也越来越高。为适应环保政策对超大容积地下事故应急池建设需要,本文从有效容积确定、安全防火间距检查、抗浮水位确定、抗浮设计方案比选、防水防渗措施及温度应力等方面论述了超大型事故应急池设计关键技术问题及解决方案,并以日照港岚山港区中作业区 10 万 m³事故应急池工程为依托,提出工程设计方案及设计思路,为今后类似工程建设提供一定的参考。     

大藤峡水利枢纽施工期通航水流条件优化布置

大藤峡水利工程施工量大、建设周期长,必须采取措施保障枢纽施工期航道通行安全。针对一期施工导流围堰布置方案建立物理模型,研究该工程措施下明渠通航水流条件及可能造成安全隐患的因素。结果表明：纵向围堰上游头部处挑流引起结构腰部产生缓流区,明渠水体顺流束窄,不利于施工期船舶通航。在削除主槽局部凸滩、头部增设临时导流墙后导流明渠内水流流态明显改善。最大通航流量条件下各测点流速值均小于5.00 m/s;在下泄流量小于1.20万m³/s时,各测点流速值均小于3.00 m/s,满足自航通行要求。导流明渠沿程水面比降较小,最大水面比降为-1.9‰。     

LNG在微小通道中沸腾流动与换热特性的数值研究

针对LNG在亚临界状态下的工作要求,利用VOF多相流模型对LNG在1 mm、1.5 mm、2 mm和2.5 mm共4种直径微小通道内的沸腾流动与换热特性进行研究,操作压力为0.1 MPa,热通量为40.9～385.4 kW/m²,质量通量为110～600 kg/m²·s。研究结果表明：在直径为1.5 mm、2 mm和2.5 mm的微小通道中,观察到了泡状流、弹状流、波状-环状流、过渡流和雾状流5种流型,而对于直径为1 mm的通道,没有观察到弹状流和过渡流,却出现了受限泡状流和柱塞流,且发现流型随通道直径的减小而转变加快,不同管径中的流型种类以及所占通道比例不同。当通道直径由2.5 mm减小到1 mm时,在波状-环状流区域对流换热系数提高了24.6%,但压降增加了50.1%。当质量通量增加到600 kg/m²·s,对流换热系数提高了22.6%,压降增加了55.8%。     

金沙江向家坝升船机实船试航研究

为检验向家坝升船机通航条件,协调部、省、市三级航运主管部门,明确实船试航工作流程及组织实施模式,对“船-机-水”相互适应性进行了枯水期、丰水期实船试航试验。结果表明,升船机及助导航设备设施性能良好,船舶安检调度及航路航法科学合理。泄洪工况下,下游引航道及口门区通航水流条件较差,对通航影响较大,研究应用“无人机+自动跟踪浮子”及“三维立体视觉”水流条件观测新方法,提出电站出流8 500 m³/s,泄洪不超2 200 m³/s双控通航流量标准,试航成果为后续升船机试通航运行及通航验收提供数据支撑。     

沙质边坡模袋混凝土护岸干法施工技术

为了提升港口工程护岸项目施工质量,以某工程为研究案例,讨论了模袋混凝土护岸干法施工技术关键。通过对模袋强度与抗滑稳定的科学计算,奠定了施工技术方案的可靠性;以GPS平面控制网为核心完成控制测量;在抽沙船配合下完成边坡开挖;边坡修整完成后铺设单位面积重量450g/m²的土工布;每200m³混凝土留取一组试件,并依靠潜水员完成水下混凝土灌注;砼齿坎选用C30混凝土施工完毕后采用50～100kg块石作为护底压脚。经该施工技术方案,提升了沙质边坡护岸施工质量。     

长江上游航道整治建筑物不同流量下的生态效果

航道整治建筑物在长江上游广泛存在,其在改变局部河段的水动力和水体理化特征的同时也会对浮游生物群落产生重要的影响。于寸滩站11 000 m³/s流量下开展顺坝和丁坝2座航道整治建筑物的水动力、水质及浮游生物生物量现场监测,利用MIKE21软件建立流场,进一步模拟不同流量下坝体前后水动力、水质、生物量的变化趋势。监测结果表明,相较于坝前,两坝体坝后流速减小,溶解氧浓度、浮游植物密度、生物量增加,其中顺坝和丁坝浮游植物密度分别增加69.39%和62.18%,生物量分别增加77.42%和56.41%。基于现场监测数据建立模型得出,4 500、11 000、39 200 m³/s流量下航道整治建筑物前后水动力、水质及生物量差异性逐渐降低,4 500 m³/s流量下整治建筑物生态效果最好。研究成果可为航道整治工程区生物的保护和生态航道的建设提供理论依据。     

LNG动力船舶大气污染物排放特征实船测试

为获取以液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)为燃料动力的船舶(拖船)大气污染物实船瞬时排放特征,通过在船舶烟囱尾排处安装在线监测设备,实时在线监测气态污染物(CO、NO_x、SO₂、TVOC)和颗粒物(PM),初步获得LNG动力船舶尾气污染物排放因数,并探索以LNG为燃料的动力船舶尾气排放规律。结果表明,LNG动力船舶废气的瞬时排放质量浓度均较低,其中:TVOC和PM的排放质量浓度最低,瞬时排放质量浓度分别为0.123～1.184 mg/m³、0.102～0.226 mg/m³;SO₂和NO_x的瞬时排放质量浓度分别为5.040～103.700 mg/m³和23.500～68.900 mg/m³;CO的排放质量浓度为69.880～1 513.000 mg/m³。从船舶尾气污染物的排放因数来看,LNG燃料是减少船舶尾气排放的有效能源之一。     

大型水库群蓄水后下游河道枯水期流量增幅估算

随着流域上游大型水库群建设，由于“蓄丰补枯”的调节方式，下游河道枯水期流量增幅明显，对航道条件改善具有重要意义。在金沙江下游控制性水文站历年水文资料的基础上，对不同时期水库群建设后河道枯水期流量变化进行分析，提出一套基于水库群调节库容的下游河道枯水期不同保证率流量增幅的理论计算方法，并定量预测了乌东德、白鹤滩运行后向家坝站95%保证率流量为2 172 m³/s,与实际统计的2 007 m³/s较为接近。此理论计算方法可为其他河流梯级水库群建设后，下游航道枯水期流量的估算提供借鉴。     

软体排护底在南京八卦洲右汊进口段治理中的应用效果分析

八卦洲右汊进口段实施了系混凝土软体排全断面护底工程。但由于八卦洲右汊是主汊，水深流急、地形变化复杂，进行河床全断面整体铺排施工难度大。为明晰软体排在该工程中的应用效果，利用多波束测深系统多次采集工程区水下地形数据，通过多波束效果图检测软体排铺排质量，并利用GIS空间分析技术定量分析不同时期工程区河床变化，更好地掌握工程整治与运行效果。结果表明，完工后工程区河床由以冲刷为主转为以淤积为主，最大淤积幅度可达7.87 m,工程阻止了进口断面进一步扩大；2020年特大洪水后，工程区河床整体淤积量和淤积面积持续增加，淤积面积占比由66.6%上升至83.9%,淤积量由41.4万m³上升至54.5万m³;全断面软体排护底工程运行稳定，发挥了工程防护效果。     

船行波作用下生态护岸空腔结构动力特性研究

针对限制性航道船行波作用下的生态护岸问题,研发了新型生态护岸空腔结构,开展自航船舶模型水槽试验,研究船行波作用下腔体内流速分布、紊动特征及集鱼效应。结果表明,在船行波作用下,受腔体复杂结构控制,水体流动由低频波振荡流转变为高频边界层紊流,距边壁越远流速越大,且能量在各频率趋于均匀分布。腔体内紊动呈现多峰值并逐渐耗散的过程,正常船速4.60 m/s时,最大紊动能为0.002 5 m²/s²,位于鲫鱼的偏好动能范围之内;船速增大至6.3 m/s时,最大紊动能为0.177 1 m²/s²,超出鲫鱼的偏好动能范围,不利于鱼类栖息,船舶在鱼类重点保护区宜限速航行。     

长江中游熊城段水流特性研究

针对长江中游熊城段碍航水流问题,采用数学模型对该河段水流特性进行研究。结果表明：因河道弯曲狭窄、洲滩不高,且受洞庭湖出流影响,熊城段水流三维特性明显,存在横流、环流、回流等多种水流结构,对船舶航行影响大;在干线来流量2.5万～3.0万m³/s且洞庭湖水位偏高时,易发生船舶事故,应提醒船舶谨慎航行。     

基于LCA的长江上游某内河港口工程碳排放估算与分析

“十四五”期间“双碳”目标的提出,推动着我国基础设施建设向绿色低碳的方向发展,生命周期评价方法(LCA)作为一款全面的环境影响评价工具逐渐开始应用到我国建筑业。以生命周期评价理论为基础,选取长江上游某内河港口工程为研究对象,将该港口工程全生命周期划分为施工阶段、运维阶段及退役阶段进行碳排放来源分析并估算碳排放。结果表明,该港口工程全生命周期碳排放为8.67万t CO₂-eq(当量),施工阶段、运维阶段、退役阶段分别占比39.4%、56.7%、3.9%,单位碳排放为95%置信区间为651.92～745.21 kg CO₂-eq/m²,中位数为698.14 kg CO₂-eq/m²,清单数据不确定性较小,港口工程碳排放敏感因素为混凝土和电力。碳排放评价结果总体较好,可作为后续制定碳减排政策的相关依据。     

耐碱玻璃纤维在高性能混凝土中的增强效应研究

考虑耐碱玻璃纤维在高性能混凝土中的增强效应,通过C35高性能混凝土内掺0.0kg/m²、1.0kg/m²、1.5kg/m²、2.0kg/m²四种不同掺入量的耐碱玻璃纤维,开展了无侧限抗压试验、劈裂抗拉试验与抗折试验三种力学性能试验,研究了不同掺入量的耐碱玻璃纤维高性能混凝土在标准养护和热养护两种不同养护条件下的强度发展规律,以及在9d、28d、60d、90d、200d五种不同龄期条件下的增强效应。通过试验对比,得到了特定条件下耐碱玻璃纤维的最佳掺量,为耐碱性玻璃纤维在高性能混凝土中的推广与应用奠定坚实的基础。     

夹岩水利枢纽工程下闸蓄水及河道生态流量保障方案选择

夹岩水利枢纽及黔西北供水工程是贵州省有史以来规模最大的水利枢纽工程,总库容1323亿立方米。水库于2021年12月28日实现.下闸蓄水,由于前期未考虑导流洞封堵蓄水至泄洪洞进口水位阶段的生态流量下放满足121m³/s环境水量问题,不满足现行环保政策下放生态流量的要求,为顺利实现下闸蓄水、同时满足生态流量下放要求,在制定下闸蓄水方案时,导流洞内安装两条生态道及生态流量闸阀,蓄水前期由导流洞内安装的两条生态下放生态流量,蓄水至泄洪洞进口水位后,由泄洪洞下放生态流量,实施导流洞二期永封堵从而确保了水库水利实现下闸;蓄水,同时满足河道生态流量下放的保障措施。