生态水利理念在中小河流治理工程中的应用

生态水利理念是护坡、生物学以及生态学的交叉学科,其研究的重点主要包括水动力对水生态系统的作用机制以及水生态健康的水力调控技术。除此之外,水动力条件对物质生物地球化学过程的影响、生态系统中物种构成、生态功能效应、水生态系统演变对水力的影响等都属于生态水利理念研究的内容。进行中小河流治理工程中生态水利理念的影响研究,本文开展生态水利理念在中小河流治理工程中的应研究,将深入探讨生态水利理念在中小河流治理工程生态环境效应模拟调控中的应用。     

生态资源在水利工程建设中的应用

水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响,主要表现在以下两个方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形态直线化,河道横断面几何规则化,河床材料的硬质化。二是自然河流的非连续化,包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化,筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。从保护生态环境的高度,充分认识这种负面作用,积极采取工程措施和生物措施对于受损河流生态系统予以必要的补偿,维护水域生态系统的功能,是流域生态建设的重要任务之一。     

弯曲河道水流的研究现状

水在流动的时候受边界条件影响很大。弯道水流是工程实际中经常碰到的一种水流形式。由于弯道特有的几何特征和几何条件,其水流特性与顺直河道有显著的不同。弯曲型河流的水流运动研究包括流速及流速分布、比降、流场分布、环流运动、紊动特性等。单个的独立弯道中水流结构方面的研究已经比较成熟,文章对此进行了系统归纳。而连续弯道水流结构研究的成果还不多见,针对目前该领域研究中存在的问题提出了一些看法与建议。     

环境水流的云计算模拟系统

随着计算机网络技术的快速发展,开发用于解决研究和工程中复杂物理问题的自动化和虚拟化的云计算系统成为一种可能。依托于通用的水动力学模型HydroInfo提供的计算服务,借助于HTML5、WebGL、WebVR、Ajax以及JavaScript等技术,开发了环境水流的云计算模拟系统。系统的基础设施基于云计算技术,该系统用于水流的水动力及输运过程模拟,能够提供自动化建立模型,远程云计算等服务。与地理信息系统相集成,实现了在浏览器中无插件、GPU硬件加速、多维度展示表面、剖面、侧面、示踪球以及迹线同步叠加的流场细节。该系统在一系列工程实践中的应用证明了方法的有效性。     

基于河道流量生态服务效应的水库生态价值调度研究

拦河筑坝在为人类带来巨大社会经济效益大的同时,也对河流生态系统造成许多负面影响。本文从分析河流生态系统的组成特点和结构特征出发,探讨了河流生态系统服务功能的类型划分,引用经验公式,以此作为河流生态系统服务价值的计算的理论支撑和数据基础。建立水库生态价值调度模型,并介绍了相应模型的求解方法,旨在为河流管理决策部门合理开发利用水资源、维持河流生态系统永续健康、保障社会经济发展可持续需水等提供新颖思路和有效途径。     

安康枢纽回水变动区航道整治数学模型研究

安康枢纽回水变动区河段的通航水流条件既受上游石泉枢纽日调节影响,又受下游安康枢纽水库调度的影响。河道水流既有山区河流滩险水流特性,又有库区河道水流特点。同时,该河段为连续急流弯道段,研究难度大。文中采用平面二维水流数学模型的技术手段,研究回水变动区河段滩险整治工程方案。针对天然河道边界复杂等特点,研究采用正交贴体网格。在此基础上建立了平面二维水流数学模型。采用有限体积法对平面二维水流控制方程进行了离散。对安康枢纽回水变动区天然情况下的水位、比降及水流流速等进行了验证计算及分析,验证结果表明,所采用的数学模型和计算方法能够准确模拟枢纽回水变动区的水流运动特性。根据河段的河道特性、河床演变特点及碍航特点,提出了航道整治原则。在上述整治原则的基础上,对安康枢纽回水变动区河段滩险整治方案效果进行了计算分析,并提出了能够达到设计航道尺度的整治工程方案。     

水面无人艇自主跟踪系统设计

基于国内的研究主要集中在单艇作业的系统设计及控制算法上,为了使无人艇能够实现自主跟踪领航船,与领航船实现多艇协同作业的功能,从系统体系构架、控制流程等方面分别对控制系统进行设计。试验结果显示:设计的跟踪系统能够实现自主跟踪的功能。     

右江那吉鱼梁枢纽两坝间河性及河床演变趋势分析

右江为丘陵山区河流.河道平面、剖面形态和径流过程具有山区河流特征,而水流流速与水面比降小具有平原河流特性;自然条件下受沿程河床节点控制,河床冲淤变化被限制在相邻两节点河段之间;那吉、鱼梁航运枢纽建成后,由于汛期两枢纽畅泄,两坝间河段将基本遵循自然条件下河床演变规律.     

我国河流水流泥沙数值模拟技术进展与应用

文章对我国水运工程领域河流水流泥沙数值模拟技术的发展过程和技术创新成果进行了系统的总结。对一维、二维和三维水沙模型在模拟系统和计算方法等方面近年来的技术进展给予了归纳,并对几个模拟系统的一些具体工程应用进行了简要介绍。目前,一、二维水沙数学模型已相对比较成熟,三维模型也能应用来解决一些具体问题。河流水沙数值模拟技术今后的发展主要在于基础理论的创新,观测技术的提高,观测资料的系统化与公开化,以及数值模拟成套技术的标准化,实现数学模型的开放性检验与应用等。     

水流流动对交叉河流汇流区通航性能影响分析

通过对交叉河流汇流区CFD数值模拟可知,河流交叉段汇流区主流和支流水流流态平顺良好,仅在汇流区半径较小的圆弧连接段出现较小的回流,回流区不影响船舶航行安全;汇流区主流和支流方向的横向速度分布均在0.3m/s以内,横向水流流速及分布均符合《内河通航标准》的要求,能够确保船舶安全高效航行;通过CFD数值模拟计算可知,该河流交叉段汇流区河道平面布置及河道断面设计合理,无须在汇流区设置船闸或套闸。本文研究对交叉河流汇流区工程设计具有一定的参考价值。     

SOA 和 WCF 在 ODS 淘汰能力管理信息系统中的应用与研究

文中以江苏省消耗臭氧层物质（ ozone depleting substances ，ODS）淘汰能力管理信息系统为研究背景，旨在论述如何使用SOA（ service-oriented architecture ）和WCF（ windows communication foundation ）技术实现ODS管理信息系统。系统部分功能以WCF服务应用程序实现，并采用自托管形式将服务宿主，融入SOA理念和WCF技术，给出了典型的运行实例。系统开发结果表明：SOA理念和WCF技术应用到ODS管理信息系统的设计与实现中，软件开发人员能够更好地分工协作，提高开发效率，降低后期维护难度。     

那苏瓦卡里水电站排砾廊道FLOW-3D水力模拟分析

山区河流自然比降大,地形较复杂,受水流冲刷影响,洪水期夹砂量大。尼泊尔地区山地河床多以砂卵砾石地层为主,水电站、取水结构前池等易受淤积,高速水流夹砂撞击等破坏,为了降低泥沙、大粒径砾石淤积问题,需通过工程措施将其排入下游河道。砂卵砾石粒径较大,须有足够的启动流速才能随水流。本文通过FLOW-3D建立三维模型,模拟分析排砾廊道内水流流速、水面线对廊道结构进行优化设计。     

基于公共无线网络的内河船舶管理与信息服务系统研究

文中提出了一种利用公共无线网络实现AIS、VHF、VTMIS功能的内河船舶管理与信息服务系统的总体架构,对实现原理、终端和服务器系统的设计进行了详细描述,就实现系统功能的关键技术问题进行了初步探讨,并通过天津港小型船舶管理系统的应用进行了实例说明这种系统的应用,将能够实现内河船舶避碰、安全通信、船舶调度和综合信息服务的多种功能,大大降低多种系统并行的建设、维护成本,并可以为内河航运信息化、智能化提供综合应用公用平台     

福建兴化湾近岸地貌特征与泥沙来源分析

在现场地貌调查及沉积物取样分析的基础上,对兴化湾的自然条件、沉积特征、泥沙来源及运移趋势进行了分析。判明石城岛以西水下沉积物以粘土质粉砂分布为主,泥沙粒径在0.01 mm左右,为河流下泄泥沙沉积为主。石城岛以东局部区域沉积物质为极粗砂,为近岸山体及浅滩冲蚀物质沉积为主。兴化湾的泥沙主要为河流输沙,其次是周边沿岸冲蚀入海物质及岬角岛礁受风浪侵蚀泥沙。由于湾外涨、落潮流路的稳定和潮流动力的强劲,湾内水深地形与潮流动力有很好的对应性和稳定性,泥沙运动仅限于湾内泥沙的再搬运。     

山区河流航电枢纽最大通航流量研究

针对山区河流航电枢纽建设后实际最大通航流量无法满足规范要求的问题,对山区河流航电枢纽布置后的最大通航流量进行研究。依托东风岩航电枢纽,采用物理模型试验等方法,结合东风岩枢纽通航水流条件模型试验和船模试验分析船闸上、下引航道口门区及连接段水流条件和通航条件,从而对东风岩航电枢纽安全通行的最大通航流量提出建议,并提出山区河流中低水头航电枢纽最大通航流量不应低于天然情况下该河段的禁航流量等结论。该研究成果可为山区河流中低水头航电枢纽最大通航流量的确定提供借鉴。     

钱塘江中上游山区河流挖入式港池布置及进出港通航水流条件

钱塘江中上游山区河流岸线资源有限,为提高岸线利用率,拟布置挖入式港池。针对河道流量大、流速快、港池口门通航水流条件差等问题,通过物理模型及船模试验,对山区河流挖入式港池的布置和通航水流条件进行研究。结果表明,从通航角度考虑,港池轴线与水流方向的夹角宜尽可能小,港池内制动段最大回流流速不宜超过0. 40 ms,口门区内的最大回流流速不宜超过0. 50 ms,最大横向流速不宜超过0. 80 ms。     

山区河流航标船系泊锚石系统失稳机制试验研究*

山区河流具有水流湍急、流量与水位变幅较大等特点,常导致航标船失稳、移位以及漂移破坏等,给船舶航行造成重大安全隐患。选取长江上游典型事故河段,从锚石阻水面积、锚石质量、水深、流速以及缆绳角度等因素,开展航标船系泊锚石系统失稳机制试验研究。研究结果表明：从锚石形状角度,扁平锚石具有重心低、底面积大和阻水面积小的优势,相比于同质量的方形锚石具有更强的稳定性和极限拉力;从水流和缆绳角度,随着弗劳德数和缆绳角度的增加,航标船系泊锚石系统稳定性越差,其中缆绳角度越小其稳定性越好;提出极限拉力与水深、流速及缆绳角度等因素的关系式。为山区河流航标船系泊锚石结构布置提供理论支撑。     

赣江新干航电枢纽仿生态鱼道整体设计

赣江新干航电枢纽的建立,阻碍枢纽区段洄游性鱼类的上溯通道,改变原有河流的水文情势和水生生态。为恢复鱼类洄游通道,保障赣江流域水生态环境,拟修建新干仿生态鱼道工程。针对该过鱼设施,从工程基本资料、过鱼目标、过鱼对象、运行水位组合以及鱼道形式选择、结构尺度等方面进行充分设计与分析,并建立物理模型试验对其水流条件进行进一步优化改进。结果表明,该仿生态鱼道在各种水位组合工况下能够满足目标鱼类上溯需求,水流条件较好。相关研究成果可为其他水利枢纽工程过鱼设施建设提供有效借鉴。     

水流蜿蜒弯曲流动平面形态特征要素变化规律研究

水流蜿蜒弯曲流动平面形态特征要素变化规律,对于研究河流的平面形态规律有重大作用,对河流的稳固形态进行科学保持、对河流自然环境生态修复有重要意义。本文探究了水流最大弯曲点、水流摆幅角、水流摆动率、水流长宽比弯曲度、水流最大摆幅角在一定的坡度与流量变化范围内的变化规律。研究表明:各平面形态特征要素中,水流最大起弯点、水流摆动率、水流长宽比弯曲度、水流最大摆幅率与坡度相关关系良好。水流长宽比弯曲度、水流摆动率与水流的出流流量相关关系较好。相对于水流的出流流量,坡度与水流各平面形态特征要素的相关性更好,关系更为紧密密切。     

岷江下游霸王滩滩险整治技术

岷江下游河段为天然航道,其具有典型的山区河流特征,碍航特性极其复杂,加之河道历年来受挖砂采石影响,航道条件严重恶化。针对该段航道中霸王滩弯、急、浅、险的碍航问题,采用平面二维水流数学模型,在碍航特性及滩险成因分析的基础上,从通航水流改善程度、挖槽稳定性以及船舶自航上滩等方面进行多组方案的比选和优化,确定较为合理的整治方案,同时提出山区河流类似滩险的整治原则、理念及对应措施。结果表明,修改方案1-1的总体整治效果较好,工程量较其他方案小,为推荐的整治方案。