低水头枢纽仿生态鱼道水流条件研究

采用正态1:20整体物理模型为主要研究手段,对低水头枢纽仿生态鱼道进行水力学试验研究。首先通过分析国内鱼道主要过鱼对象,确定了适合国内鱼道的设计流速,而后通过整体物理模型重点研究了枢纽上、下游不同水位差情况下,鱼道内沿程水位、比降及流速等水力要素变化,并对试验结果进行分析,逐步优化了鱼道进鱼口结构型式、鱼道底板高程、鱼道总长度、竖缝宽度及池室个数,得出了适合国内鱼类的低水头航电枢纽仿生态鱼道平面布置方案。     

平陆运河青年枢纽竖缝式鱼道优化设计研究

青年枢纽作为平陆运河最后一个梯级,需要设置鱼道,以保证钦江鱼类洄游通道的连通性。综合过鱼对象洄游行为及枢纽调度特征,提出左岸双鱼道设计方案,垂直竖缝式鱼道、鳗鱼道均布置在紧靠电站尾水的岸侧;鳗鱼道同竖缝式鱼道在下游观察室附近会合,之后合并至竖缝式鱼道。作为穿坝主体通道,竖缝式鱼道设计除满足过鱼目标洄游需求外,更需要在单一进口的设计前提下适应具有感潮特性的大水位变幅。为此,经鱼道模型试验,提出以促进池室内主流偏折、增大主流消能为优化原则的具有45°导流角的池室隔板结构,以增大进口附近池室水深、减小流速为优化原则的变坡式鱼道进口段布置。优化后的青年枢纽竖缝式鱼道适用于各典型运行工况,主流蜿蜒连续、未形成流速屏障。     

蚌埠闸鱼道池室水力特性数值模拟

通过建立三维紊流数学模型,对隔板布置形式下的蚌埠闸鱼道池室水力特性进行计算,研究池室和休息池的水流流态、流速以及竖缝最大流速。特别针对典型池室和休息池上、中、下3个水层,20个横断面,920个测点。并对其中140个测点的横向、纵向和垂向流速进行了精细化分析。还研究了池室坡度对池室水力特性的影响。研究结果表明：1）鱼道池室和休息池上、中、下3个水层的流速、流态基本一致,水层越偏下主流流速相对越高;2）池室水流垂向流速很小,水流整体呈现二维特征;3）休息池主流流速与池室主流流速相当（平均值仅低3.5%）,但低流速区面积显著增大（54%）;4）池室坡度由1:100变缓至1:140,竖缝最大流速降低了16.9%;5）蚌埠闸鱼道池室坡度选为1:100~1:120可满足鱼类上溯需求。     

岷江航电犍为枢纽仿生态鱼道设计

为了确定岷江航电犍为枢纽仿生态鱼道设计基本参数和鱼道布置的合理性，在现场对周边河道所捕获的鱼类进行游泳能力测试，通过二维数学模拟模型的水动力计算验证鱼道出入口水流条件，通过物理模型对仿生态鱼道的水力特性进行研究。提出设计方案：1）鱼道设计水位拟采用流量保证率和机组发电水位相结合来确定；2）仿生态鱼道布置在发电厂房左侧的堆碴体上，鱼道及其横隔板全部采用宾格网石笼，鱼道进口段布设补水措施。试验结果表明：犍为鱼道设计流速不大于1.20 m/s、鱼道各池室流速分布多样化，满足过鱼的水力条件。     

貊皮岭仿生态鱼道底坡和休息池水动力数值模拟*

根据貊皮岭仿生态鱼道工程特点以及过鱼要求,建立了鱼道池室三维紊流数学模型,论证了鱼道底坡和休息池尺度。研究结果表明：1）该鱼道隔板布置形式能够较好地满足鱼类上溯需求,推荐鱼道底坡为1/250条件下,隔墙（板）过鱼孔缝最大流速为0.90 m/s。2）不同方案休息池内均存在较大范围小流速区,可供鱼类上溯休憩。3）20 m池长方案休息池内小流速区范围较10 m池长方案有明显增加,能够更好地满足鱼类休息需求。     

龙溪口航电枢纽仿自然鱼道设计

为确定岷江航电龙溪口枢纽仿自然鱼道布置的合理性和设计基本参数，对工程河段开展鱼类资源调查和游泳能力测试。通过三维数值模拟计算验证鱼道池室尺寸与池室内流速关系，通过物理模型试验对鱼道内部水流流态、控制断面流速等水力学参数进行研究。提出仿自然鱼道设计方案：1)鱼道进口布置在发电厂房尾水渠末端，采用发电尾水诱鱼并在进口布设补水设施；2)鱼道采用藕节形+梯形断面结构，内设横隔，鱼道和横隔均采用天然卵石堆砌；3)下游河道左岸布设缓流平台，消除鱼类上溯流速屏障。试验结果表明，龙溪口仿自然鱼道池室内部流态多样性，流速满足过鱼要求。     

大源渡枢纽扩建鱼道工程总体布置

以湘江大源渡枢纽扩建鱼道工程为例,论述在已建航电枢纽中扩建鱼道工程需考虑的几大设计难题。重点分析了过鱼对象及时段、运行水位及进出口高程、设计流速、结构形式选择、进出口布置等的确定思路及方法。分析认为:湘江过鱼对象主要为"四大家鱼";鱼道设计流速0. 2～1. 3 m/s更有利于过鱼;进口布置是鱼道设计的关键,适当考虑诱鱼可增强过鱼效果;鱼道工程考虑与扩建船闸工程协同设计。总结了在实际地形及已有建筑物等限制因素下的鱼道工程设计经验,对类似工程具有重要借鉴意义。     

仿生态鱼道施工技术

针对犍为航电枢纽仿生态鱼道施工过程中存在的渠道坡面开挖干扰大、密实度难以保证、渠道防渗土工膜连接困难、仿生态鱼道路线无规则变化、边坡开挖测量放线工作繁琐等问题,进行仿生态鱼道施工技术研究。首先通过鱼道模型试验和鱼类生态学试验验证仿生态鱼道设计方案的可行性,再结合仿生态鱼道的特点,研究鱼道渠道体型、鱼道柔性防渗、鱼道坡面碾压等,保证鱼道施工质量和结构的稳定。对鱼道池室流态及过鱼控制断面最大流速进行分析,提出鱼道曲线及隔板透水率等对流速的影响,合理设置休息池,保证目标鱼类顺利通过鱼道;采用当地天然建筑材料,构建出鱼类天然洄游的通道,使之符合生态学原理,满足生态保护要求。     

河道采砂对岷江龙溪口至合江门航道条件的影响研究

岷江航道受人类采砂活动影响,河床演变快,航槽稳定性较差,探究河道采砂对岷江龙溪口至合江门航道条件的影响对该航道的建设规划具有重要意义。本文建立了平面二维水流数学模型,对采砂前后航道的流速、水位以及沿程比降进行分析,分析结果表明采砂后岷江的水位下降幅度为0.01～0.80m,流速变化的幅度为-1.56～0.67m/s,比降变化的幅度为-1.419～1.516‰。可以看出采砂对航道内水位、流速、比降影响均较小,对航道水流条件影响较小。研究结果可为岷江下段航道整治工程提供支撑。     

枢纽下游泄水波传递及对船队航行影响研究

根据已建枢纽非均匀下泄水流的调度和实测资料,采用二维水流数学模型研究模式,结合水流对船舶的阻力计算,研究了泄水渡传递运动规律和对上行船舶的阻滞作用.研究表明:泄水波波锋处产生的附加水面比降和流速与泄水波产生前水面比降和流量以及枢纽下泄流量方式有关,泄水渡传递速度呈沿程递减、波峰逐渐坦化规律.通过对碍航河段采取工程措施减小水流流速以及减小枢纽泄流变化幅度、延长流量增加的调度时间等方法,可减小泄水波尺度,削弱水流对行船的阻滞作用,有效改善船舶上滩条件.     

紧邻船闸布置的鱼道槽身结构选型及应用

针对紧邻船闸布置的鱼道槽身结构选型存在的技术问题,提出在已建枢纽上紧邻船闸扩建鱼道的设计路线。以湘江大源渡枢纽扩建鱼道工程为例,将船闸与鱼道槽身按一体式结构考虑,鱼道结构紧邻二线船闸主体工程布置,并根据鱼道槽身所处船闸位置的不同,合理选择开敞式U形断面、暗涵式拱型等槽身结构断面,既解决了已建枢纽工程中增建鱼道布置的难题,又大大减少了用地和工程投资。     

株洲枢纽隔板式鱼道设计

为消除枢纽大坝对鱼类造成的不利影响,改善流域鱼类的栖息环境,恢复鱼类资源多样性及稳定性,需要科学设计过鱼设施、为鱼类提供洄游通道。隔板式鱼道作为普遍选用的过鱼设施形式,具有节能、结构稳定、占地少、连续过鱼等优点,但由于其结构复杂,设计难度较大。结合国外鱼道设计研究成果和国内类似工程实际经验,以株洲枢纽鱼道为背景,详述隔板式鱼道的设计要点,具体包括鱼道运行水位、设计水流速度、槽身尺寸等重要参数的设计,可为类似工程提供参考。     

龙溪口航电枢纽仿自然生态鱼道施工技术

龙溪口航电枢纽的建设切断了原有河道鱼类迁徙通道。为保证枢纽上下游生态连通性，基于物理学、生态学原理布置仿自然生态鱼道，为河道鱼类提供良好的回溯通道。龙溪口航电枢纽工程仿自然生态鱼道具有超长、多弯折、藕节开挖难度大、施工强度高、工期紧等多个难点，鉴于仿自然生态鱼道水流控制、鱼类回溯水生态环境模拟要求高，通过模拟天然河床实况开挖、多种测量设备精准控制开挖体形、布置拟生态深潭休息室，创新应用喷混一体化、浆砌石砌筑一体化等多种新型施工工艺，提高鱼道施工精度及效率，为鱼类迁徙创造良好的水流环境，促进岷江流域生态环境循环稳定。     

界牌鱼道进口水力特性数值模拟与优化

以界牌枢纽鱼道工程为例,结合鱼类生态水力特性和平面二维水动力数学模型对界牌枢纽下游河道进行数值模拟,分析电站机组、泄水闸控泄等多重复杂调度方式下的鱼道进口水力特性,并进行方案优化。结果表明,在原设计方案下,新、老电站组合工况下的鱼道进口流速过大,超过鱼类顺利上溯的水力限值;当鱼道进口段附近的电站出水渠进行适当扩宽后,鱼道进口附近水流流速均满足设计要求,在此基础上,进一步将原设计尾水出口左侧的高程开挖使得鱼道进口上移,以此实现鱼道进口良好的上溯条件。     

龙溪口航电枢纽工程鱼道进口布置论证与优化*

为确定龙溪口航电枢纽左岸仿生态鱼道的进鱼口布置方案，结合枢纽的运行工况和现有地形条件，发现较多工况下鱼道进口附近水流条件不满足鱼类上溯要求，需采取一定的工程优化措施。针对龙溪口枢纽的特点，选取典型工况对进鱼口及枢纽下游的水流条件进行研究。根据二维数值仿真模型的研究成果，拟采用拆除电站与泄水闸之间部分纵向围堰、电站尾水坎下游开挖疏浚以及左岸生境重构等方式，优化鱼道进口水流条件。对比分析不同进鱼口布置方案的优劣，推荐采用生境重构结合开挖疏浚的综合措施，优化龙溪口鱼道进口及下游流场，两者均满足龙溪口鱼道进口的流速要求。相关成果可为类似进口水流条件的数值模拟及进鱼口布置提供技术参考。     

基于鱼类分布与水力特性的鱼道进口布置方案比选

鱼道进口布置方式直接影响鱼道的诱鱼效果和过鱼效率。以临淮岗枢纽为例,通过构建二维宽浅河道水流流场数值模型,对典型工况下枢纽下游河道流场进行精细模拟,并结合河段鱼类分布的水声学调查结果,对3种不同鱼道进口布置方案进行比选。结果表明：临淮岗闸门下游左右岸流速满足鱼类适宜条件,且靠近鱼类聚集区域,均满足鱼道进口布置条件,可综合考虑经济效益、施工难度、工程安全性等确定布置方案,并建议相应调整闸门运行方案。     

某型援潜救生船的月池舱口盖设计

某型援潜救生船首次采用月池吊放潜水钟进行潜救作业任务。因月池舱口盖的特殊性,在设计中就内部冲击载荷、隔离介质和特殊的作业要求等新问题进行了充分研究分析,找到了解决方法,最终确定该舱口盖的设计方案并经过实船试验验证。     

FPSO池火灾分析

结合现役FPSO海洋平台,基于FDS软件,编写海洋平台上部结构池火灾模拟程序。对海洋平台上部结构在不同风速下池火灾的火焰形态进行对比,对温度场进行分析,并探究不同火场的热辐射通量分布规律。分析结果对海洋平台进行火灾风险评估具有一定的工程指导意义。